341
AKUSTYCZNE KONSEKWENCJE WYMAGAŃ
PRZECIWPOŻAROWYCH W SALACH WIDOWISKOWYCH
Acoustic Consequences of Fire Regulations in Exhibition Halls
Krzysztof Rudno-Rudziński
Politechnika Wrocławska, Instytut Telekomunikacji i Akustyki
krzysztof.rudno-rudzinski@pwr.wroc.pl
STRESZCZENIE
W rozporządzeniu ministra infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny
odpowiadać budynki i ich usytuowanie, które weszło w życie w grudniu 2002 roku, określono
minimalną szerokość przejść pomiędzy rzędami siedzeń w pomieszczeniach przeznaczonych do
jednoczesnego przebywania ponad 200 osób dorosłych lub 100 dzieci, w których miejsca do siedzenia
są ustawione w rzędach.
Wprowadzenie tego przepisu w wielu przypadkach powoduje zmniejszenie gęstości
rozmieszczenia foteli na widowni, a w efekcie zmianę charakterystyk akustycznych sali.
W pracy przedstawiono i poddano analizie wyniki pomiarów akustycznych w sali Filharmonii
Śląskiej w Katowicach, wykonanych przed i po zmianie foteli, uwzględniającej nowe przepisy.
1. WPROWADZENIE
W salach koncertowych, operowych, teatralnych i innych, w których dźwięk odgrywa
zasadniczą rolę, konieczne jest stworzenie odpowiednich warunków akustycznych. Między
innymi należy zapewnić odpowiednie warunki pogłosowe, które wynikają z zastosowanych
w sali materiałów i ustrojów dźwiękochłonnych. W salach widowiskowych zasadniczy
udział w chłonności akustycznej ma chłonność widowni [1, 2]. W przypadku sali pustej o
chłonności widowni decydują fotele, w przypadku sali zapełnionej wpływ foteli jest
zasadniczy w zakresie małych częstotliwości, natomiast w zakresie dużych częstotliwości
decyduje chłonność osób, zapełniających widownię, mniej istotne jest, na czym te osoby
siedzą [2].
Przy analizach chłonności pomieszczenia widownię traktuje się zwykle jako
powierzchnię o pewnym współczynniku pochłaniania dźwięku. Wartość tego współczynnika
zależy od właściwości foteli i od ich rozmieszczenia, czyli od odległości pomiędzy rzędami.
Badania przeprowadzone w wielu salach wykazały, że fotele można podzielić na trzy grupy
różniące się rodzajem tapicerki: lekka, średnia i ciężka. W ramach tych grup charakterystyki
pogłosowego współczynnika pochłaniania dźwięku są bardziej zbliżone, niż pomiędzy
grupami [2].
OSA
LI OTWARTE SEMINARIUM Z AKUSTYKI
Gdańsk – Sobieszewo, 6–10.09.2004
342
W Filharmonii Śląskiej w
Katowicach dokonano wymiany
foteli oraz parkietu, podczas
której zastosowano nowe przepisy
o ochronie przeciwpożarowej,
zgodnie z którymi zwiększono
odległości pomiędzy rzędami o
około 10 cm. W wyniku tego
zmniejszyła się liczba foteli. W
celu sprawdzenia konsekwencji
wprowadzonych zmian wykonano
pomiary akustyczne sali.
2. METODA POMIARU
Pomiary
wykonano
zgodnie z normą PN-EN ISO
3382: 2001. Zastosowano głośnik
wszechkierunkowy,
w
trzech
ustawieniach S1, S2 i S3 (rys. 2).
Pomiar czasu pogłosu wykonano metodą szumu przerywanego. Pomiar odpowiedzi
impulsowych wykonano stosując sygnał MLS o długości 65535, 10 powtórzeń. Przyjęto
normalną gęstość punktów pomiarowych: 8 położeń mikrofonów (5 parter, 3 balkon), w
przekroju podłużnym sali, poprzecznym i wokół – na balkonie; w każdym punkcie pomiary
wykonano trzykrotnie; wysokość ustawienia mikrofonów 1,2 m nad podłogą. W pomiarach
wykorzystano dwukanałowy analizator Larson
·
Davis model 290B0814, z mikrofonami ½”.
3. WYNIKI POMIARÓW
Jak widać z rys. 1,
czas pogłosu dla
częstotliw. średnich
wynosi T
500
= 1,95
T
1000
= 2,16 s.
Wyniki pomiarów
wskazują, że po
wymianie podłogi i
foteli czas pogłosu
sali powiększył się.
Średni
przyrost
czasu
pogłosu
wynosi 0,25 s, co
odpowiada 13,2 %.
EDT dla częstotliw.
średnich
wynosi
odpowiednio 1,58 s
i 1,90 s.
Tabela 1. Podstawowe dane foteli, wymiary w cm.
fotele stare fotele nowe
rozstaw rzędów
85
94…98
szerokość fotela
56
51
długość siedzenia otw.
42
47
wysokość oparcia
59
60
grubość oparcia u góry
7
4
grubość siedzenia
10
13
wysokość od podłogi
81
87
wysokość podłokietn.
54
62
prześwit od podłogi
22
28
wysokość siedzenia
40
46
materiał obiciowy
tkan. pętelk. welur
powierzch. tapicerow. wszystkie
wszystkie
1
1
oprócz spodu oparcia
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
63
125
250
500
1000
2000
4000
RT(przed)
RT(po)
EDT(przed)
EDT(po)
[s]
[H
Rys. 1. Czas pogłosu RT i czas wczesnego zaniku EDT dla sali przed i
po wymianie foteli
343
Wyniki pomiarów (rys.
2) wskazują, że po wymianie
podłogi
i
foteli
czas
wczesnego zaniku powiększył
się. Średni przyrost czasu
wczesnego zaniku wynosi
0,33 s, czyli 23,8 %. EDT jest
mniejsza od RT o 0,3…0,4 s.
Jak widać z rys.2,
zmierzone
wartości
parametrów
odpowiedzi
impulsowej
C
50
i
C
80
wykazują
zależność
od
położenia
punktu
pomiarowego. Z uwagi na
symetrię sali przedstawione
wyniki są reprezentatywne
również dla układu punktów
pomiarowych, stanowiącego
lustrzane odbicie.
Wartości
obydwu
badanych
parametrów
w
każdym punkcie pomiarowym
są mniejsze po wymianie
foteli, niż przed wymianą.
Wartości uśrednione dla całej
sali wynoszą:
·
C
50
: -1,9 dB przed i -3,8
dB po modernizacji
·
C
80
: + 0,7 dB przed i -1,1
dB po modernizacji
Wartości
powyższe
dotyczą sali bez publiczności.
Z uwagi na wzrost chłonności
foteli z widzami [1, 2, 3]
wartości czasu pogłosu i
czasu wczesnego zaniku EDT
z publicznością będą mniejsze
od zmierzonych, natomiast
C
50
C
80
- większe.
4. WNIOSKI
Wyniki
pomiarów
wykazały, że w wyniku
wymiany foteli i parkietu
nastąpiło
zwiększenie
wartości
czasu
pogłosu
C50
S1
S2
S3
scena
- 0,3
- 2,1
przed
- 2,5
- 2,2 - 1,9 - 3,9
po
- 4,1
- 3,9 - 4,6 - 4,9
- 1,3
- 3,8
parter
balkon
- 1,1 - 1,6
- 2,7 - 4,3
C80
S1
S2
S3
scena
2,0
0,0
przed
0,4
0,9
0,6 - 0,9
po
- 1,3
- 1,0 - 1,6 - 2,0
1,0
- 1,1
parter
balkon
1,0 0,4
- 0,5 - 1,3
Rys.2. Wskaźniki C
50
i C
80
przed i po wymianie foteli
344
i czasu wczesnego zaniku dźwięku oraz zmniejszenie parametrów C
50
i C
80
. Taki efekt
jednoznacznie wskazuje na zmniejszenie chłonności akustycznej sali w stosunku do stanu
przed modernizacją.
Przed modernizacją na sali znajdowały się 462 fotele, przy czym na parterze były one
rozstawione w 17 rzędach rozmieszczonych co 85 cm. Po modernizacji na tej samej
powierzchni sali rozmieszczono 420 foteli, w tym na parterze ustawiono 15 rzędów co
94…98 cm. Zmniejszenie liczby foteli o około 10 % było jedną z przyczyn zmniejszenia
chłonności akustycznej sali i związanych z tym zmian jej parametrów.
Na podstawie prostych porównań można ocenić, że nowe fotele mają nieco mniejszą
chłonność akustyczną, niż fotele stare, aczkolwiek mieszczę się w tej samej grupie foteli
średniowyściełanych. Wynika to z ich mniejszej szerokości a także z tego, że dolna część
oparcia z tyłu nowego fotela jest odbijająca. Nowe fotele mają większą wysokość niż stare,
ale wynika to tylko ze zwiększenia prześwitu pomiędzy podłogą a fotelem – wysokość
samego oparcia jest niemal identyczna.
Zatem w rozpatrywanym przypadku można wskazać na dwie przyczyny zmniejszenia
chłonności akustycznej sali. Są nimi: zmiana rozmieszczenia foteli i wymiana foteli.
Przyczyną decydującą było jednak prawdopodobnie rozgęszczenie widowni przez
zwiększenie odległości pomiędzy rzędami. Nie jest prawdopodobne, aby wymiana parkietu
spowodowała zaobserwowane zmiany.
Podsumowując wyniki pomiarów z punktu widzenia właściwości sali koncertowej
można stwierdzić, że wymiana foteli spowodowała odtłumienie sali. W wyniku tego
zmieniły się wartości parametrów akustycznych sali: czasu pogłosu, czasu wczesnego zaniku
EDT, parametrów odpowiedzi impulsowej C
50
i C
80
. Zmiany te nie powodują obniżenia
jakości akustycznej sali, a w przypadku parametrów EDT i C
80
można je uznać za korzystne.
Z punktu wartości EDT sala przed modernizacją była nieco przetłumiona w stosunku do
zaleceń (1,8…2,2 s [1]). Wartości C
80
dla sali bez publiczności przed modernizacją były
nieco większe, od zalecanych, ale dopuszczalne. Po modernizacji mieszczą się w przedziale
wartości zalecanych (C
80
dla pustej sali powinna się mieścić w zakresie 0…-4 dB [2]).
Wyniki pomiarów wskazują na konieczność zwracania uwagi na dane dotyczące
współczynnika pochłaniania dźwięku przez fotele, którymi – aczkolwiek rzadko – dysponują
niektórzy dostawcy foteli teatralnych. Odniesienie się do wartości współczynnika
pochłaniania dźwięku zmierzonej dla innego rozstawu rzędów, niż przyjęty dla danej sali,
może skutkować istotnym błędem w obliczeniach charakterystyki czasu pogłosu. Wytwórcy
foteli powinni uwzględnić nowe przepisy zlecając pomiary laboratoriom akustycznym.
LITERATURA
[1] M. BARRON, Auditorium Acoustics and Architectural Design, E&FN Spoon, London
1993
[2] L. BERANEK, Concert and Opera Halls, How they sound, Acoustical Society of
America, Woodbury 1966
[3] FASOLD W. , SONNTAG E. , WINKLER H. , Bau-und Raumakustik, VEB Verlag für
Bauwesen, Berlin 1987
[4] PN-EN ISO 3382: 2001. Akustyka – Pomiar czasu pogłosu w pomieszczeniach w
odniesieniu do innych parametrów.
[5] Rozp. Ministra Infrastruktury z dn. 12.04.2002 r. W sprawie warunków technicznych,
jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. z dnia 15 czerwca 2002 r.)