DK150824B - Lokale med lydabsorbenter til daempning og absorption af lyd - Google Patents

Description

i 150824

Opfindelsen angår et lokale med lydabsorbenter til dæmpning af lyd selv ved meget lave frekvenser, ved en sænkning af efterklangstiden.

5 Det er mange gange et ønske at sænke lydtryksniveauet i lokaler ved absorption. I lokaler, hvor såvel tale som musik forekommer, skal denne absorption fortrinsvis give samme efterklangstid for hele det frekvensområde, som er af interesse, og som kan omfatte fra 50 til 5000 Hz. Normalt for-10 søger man at løse dette ved en kombination af forskellige materialer med forskellige lydabsorptionskoefficienter i forskellige frekvensintervaller. I hovedsagen er to forskellige typer af lydabsorbenter tænkelige i denne sammenhæng, nemlig sådanne som består af porøst materiale, som er effek-15 tive fra nogle hundrede hertz og opefter,eller såkaldte hårde absorbenter, som giver høj absorption ved lave frekvenser, men ikke er effektive ved høje frekvenser. Absorptionskoefficienten for en absorbent med lav resonansfrekvens er normalt ikke høj, hvilket kræver, at store overflader dækkes 20 med absorbenter for at sænke efterklangstiden. For at opfylde de krav, som stilles til efterklangstiden i sådanne lokaler som klasserum, og hvor efterklangstiden ikke må overstige 0,6 sek. i det pågældende frekvensbånd, kræves en ekstra absorptionsflade, som i reglen dækker hele taget.

25 Dette giver imidlertid et meget dårligt akustisk miljø. Eftersom det er de laveste frekvensbånd, som bestemmer den ekstra absorptionsoverfladestørrelse, har det været meget naturli gt at forsøge at øge materialets reelle absorption i dette frekvensbånd.

30 Det er kendt, at porøse absorbenter af typen mineraluld eller lignende får bedre lavfrekvensabsorption, hvis de monteres som et underloft med afstand til det eksisterende loft. Afstanden bestemmer for en stor del, hvor langt ned i frekvens, at lyden absorberes effektivt. F.eks. opnås der med en af- 2 150824 300 Hz, Der findes dog begrænsninger for, hvor lavt et loft kan monteres, og af praktiske årsager har man ikke kunnet forøge absorptionen under 250 Hz. Et absorberende underloft giver maksimal absorption ved den frekvens, som stemmer over-5 ens med en kvart lydbølgelængde mellem absorbenten og det eksisterende tag.

Det er også velkendt, at en lang efterklangstid påvirker forståeligheden negativt i foredragslokaler af forskellig art, og at man for at sænke efterklangstiden har indført akustiske absorben-ter af forskellig art. Den hidtil almindeligste fremgangsmåde er stadig at dække hele loftet eller en del af lokalets . loft med absorbehter. Et helt loft absorberer imidlertid også de tidlige reflektioner, som er nødvendig for forståeligheden i de bageste dele af lokalet, me-15 dens et delvis dækkende loft med reflekterende overflader i midterdelen af lokalet visselig hjælper de tidlige reflek-tioner med at nå de bageste dele af lokalet, men giver en ringere absorption. Begge disse fremgangsmåder at arrangere lydabsorbenterne på har ingen absorption under 200 Hz.

20 Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvej eforinge en god lavfrekvensabsorption,samtidig med at efterklangstiden gøres relativ kort, f.eks. i foredragssale. Det er endvidere tilsigtet også at kunne variere efterklangstiden, hvilket er ønskeligt, f.eks. i koncertsale, teatre, kirker og 25 lignende lokaler, hvor både musik, sang og tale forekommer. I kirker er det f.eks. ønskeligt med en retlinet efterklangstidskurve under prædiken for at øge forståeligheden, dvs. en relativ kort efterklangstid også i det lave frekvensområde, medens en lang efterklangstid er ønskelig i det lave 50 frekvensområde ved orgelmusik. Dette opnås ved, at lyd- absorbenter i form af plader eller måtter er anbragt i vinkel mod (på skrå i) mindst ét hjørneområde dannet af lokalets vægge og loft, idet lydabsorbentens absorptionsover- · flade er vendt imod lokalets indre, og at der i hjørneområ-55 det bag ved absorbenterne forefindes eller er indesluttet 3 160824 et luftvolumen, således at absorbenterne under lydens påvirkning har en membranvirkning.

5

Oer er flere fordele ved at montere akustiske absortoenter diagonalt mellem væg og loft i et rum. I første række fås en god absorption i frekvensbåndet under 300 Hz og endog under 50 Hz.

10 Ved at vælge overfladevægt, strømningsmodstand og diagonalt rumfang kan den maksimale absorption tilpasses til det frekvensbånd, som ønskes for et bestemt lokale. Udnyttelsen af lokalets hjørner mellem væg og loft er særlig vigtigt, eftersom lydtrykket i rummet er størst indenfor disse områder. Ved jg at anbringe diagonale absorbenter i disse områder dæmpes lydtrykket bag ved absorbenten, hvilket giver en høj trykforskel over absorbenten. Denne forskel forårsager en høj partikelhastighed i luften i absorbenten, hvilket igen bevirker store tab, dvs. høj absorption. Trykforskellen accelerer også selve 2Q absorptionspladen. Pladen og det bagved denne indesluttede luftrum danner et resonanssystem med en eller flere resonansfrekvenser .

Ved det i krav 2 angivne opnår man, at lokalets akustik kan 25 ændres ved at ændre hældningen af absorbenterne. Kravene 3-5 angiver hensigtsmæssige udførelsesformer, som giver mulighed for at ændre den nævnte hældning. Krav 6 angiver hvorledes positionen af absorbenterne kan ændres, eventuelt kombineret med en hældningsændring.

30

Krav 7 angiver hvorledes absorbentens udstrækning kan ændres ved at gøre den oprullelig. Krav 8 angiver en hensigtsmæssig montering af en absorbent, hvis position skal kunne ændres.

35 Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor 4 150824 fig. 1 viser et snit gennem et hjørneområde af et lokale ifølge opfindelsen med en fast lydabsorbent, 5 fig. 2-8 forskellige snit gennem lokalet med varierende lydabsorbenter, fig. 9 et diagram over lydabsorptionsmålinger, og 10 fig. 10 et diagram over efterklangstiden.

På tegningerne betegner 11 et hjørneområde, som dannes mellem en væg 12 og et loft 13 i et lokale. En lydabsorbent 14 i l5 form af en akustisk,absorberende plade, f.eks. af mineral uld er placeret diagonalt mellem væggen 12 og loftet 13, således at et luftvolumen indesluttes bag absorbenten 14. Mineraluldspladen, som danner absorbenten, kan passende langs yderkanterne være omgivet af en i tværsnit U-formet ramme 20 16, som afstiver pladen. Et antal absorbenter 14 svarende til hele lokalets længde bæres af holdere 15 i form af pladeprofiler, som er fastgjort til væggen 12 eller loftet 13, og som er udformet således, at absorbenterne let kan sættes op og tages ned. I et og samme lokale kan sådanne 25 diagonal-lydabsorbenter passende anbringes langs to mod satliggende hjørneområder.

Eventuelt kan det i visse tilfælde være passende også inden for diagonalabsorbenten 14 at anbringe en absorptionsplade 30 17, således som det er vist i fig. 1 med stiplede linier.

Lydabsorbentens spændvidde tilpasses lokalets størrelse og anvendeisesområde,og for et normalt klasseværelse til ca. 30 elever har en spændvidde på 0,5 m vist sig passende.

35 Ved sin placering og tilslutning til væg og tag samt det relativt store luftvolumen bagved absorbenten kommer denne til at virke som en membranabsorbent.

5 150824-

For at kunne variere den akustiske absorption og efterklangstiden over et stort frekvensområde eller bare en lille del 5 deraf er det muligt at ændre hældningsvinklen hos absorben- ten 14 og/eller stillingen af denne, hvorved absorptions-toppen let kan flyttes på frekvensbåndet. Forskellige muligheder for at variere absorbentens stilling og vinkel er vist i fig. 2-8.

10

Fig. 2 viser en absorbent 14, som ved de endekanter, der vender ind imod væggen 12 henholdsvis taget 13, er udformet med styreorganer 18, som samvirker med ledeskinner 19, som er placeret langs med væggen, henholdsvis loftet. Lede-15 skinnerne har en sådan længde, at absorbenten 14 kan ind tage enhver passende stilling fra en stilling parallel med væggen til en stilling parallel med loftet.

Fig. 3 viser en anden udførelsesform, hvor absorbenten 14 23 langs sin ene endekant er svingbart ophængt i et lejrings organ 20 i loftet 13 eller eventuelt ved væggen 12. Ved placeringen imod loftet kan absorbenten enten være virksom som diagonalabsorbent ifølge opfindelsen som lydskærm i en vertikal nedhængende stilling eller som sædvanligt lydabsor-25 berende element i en stilling parallel med loftet. Eventuelt kan også lejringsorganet 20 være forskydeligt i ledeskinnen 19, således at også vinkelen mellem absorbenten 14 og væggen 12 kan varieres.

30 Ved udførelsesformen ifølge fig. 4 er absorbenten 14 todelt og på den imod rummet vendende side i sammenføjningen er forsynet med et hængsel 21. Desuden er absorbentens begge endekanter styret i ledeskinner 19, således at den todelte absorbent kan bøjes til anlæg imod væggen 12 og loftet 13, 35 således som det er vist med stiplede linier.

Ved udførelseseksemplet ifølge fig. 5 kan absorbentens 14 vinkel imod væggen 12 ikke ændres, men derimod kan absorbenten løftes og sænkes langs en ledeskinne 19.

6 150824 I sådanne tilfælde, hvor der ønskes en hurtig ændring af 5 absorbentens 14 egenskaber, kan nogle af de i fig. 6 og 7 viste anordninger komme til anvendelse.

I fig. 6 ses en fast absorbent 14 anbragt imellem en væg 12 og et loft 13. På den ene side af absorbenten, fortrinsvis den side, der 1 0 vender imod rummet, kan der anbringes en reflektor 22, som i denne udførelsesform udgøres af et rullegardin 23 med et akustisk, hårdt materiale. Rullegardinets dækning og absorbenten 14 kan let tilpasses efter omstændighederne og ønskede mål og manøvreres enten manuelt eller ved hjælp 2 5 af elmotorer.

Samme effekt som ved udførelseseksemplet ifølge fig. 6 opnås med varianten ifølge fig. 7, hvor der foran absorbenten 14 er placeret et spjæld, et "tremmegardin",en persienne 2 o 24 eller lignende. Med begge de i fig. 6 og 7 viste konstruktioner kan man med reflektorerne 22 i aktiv stilling nedsatte den højfrekvente absorption, således at der opnås en lang efterklangstid opnås, hvilket kan være ønskeligt, f.eks. under gudstjenester i en kirke, hvor absorbenterne 14 kan være frilagte 25 under prædiken, men under selve orgelspillet placeres reflektorerne 22 i aktiv stilling.

Udførelsesformen ifølge fig. 8 adskiller sig fra de fore” gående ved, at absorbenten 14 har form som en blød måtte, som er fastspændt i et fæste med loftet 13 eller væggen 12, og hvis modsatte ende kan oprulles omkring en oprulningsanordning 25, som styres i en ledeskinne 19. Ved at oprulle en del af eller hele absorbenten 14 ophæves den lavfrekvente 3- absorption.

I diagrammet i fig. 9 anakueliggøres en målekurve på en diagonal-absorbent ifølge opfindelsen, vist med en fuldt optrukket linie, og en tilsvarende målekurve udført i samme 7 150824 rum, men forsynet med et under loft dækket af samme absorp-tionsmaterialé, som absorbenten ifølge opfindelsen består 5 af. I diagrammet angiver koordinaten absorptionskoefficienten og abscisseaksen frekvensen i hertz. Med en diagonalabsor-bent ifølge opfindelsen med en spændvidde på 0,6 m opnås en absorptionstop, dvs. en absorptionskoefficient på 1,4 ved 160 Hz, medens samme rum med konventionalt udformet 10 tag med lydabsorbenter over hele taget giver en absorp tionstop på 1,1 ved 2500 Hz, se den punkterede kurve.

Ved 160 Hz opnås en absorptionskoefficient på kun 0,3 dB.

At så høje absorptionskoefficienter opnås ved udnyttelse 15 af diagonalabsorbenter ifølge opfindelsen kan forklares ved, at absorbenterne 14 ved deres specielle opsætning fungerer som membranabsorbenter. Bagved den af mineraluld bestående plade 14 bliver lydtrykket lavt, medens det er højt foran absorbenten. Et relativt stort accelerations-2Q tryk virker pladen, hvilket giver en høj trykforskel over absorbenten og store partikelbevægelser og dermed friktionstab, dvs. høj absorption. Ved membranbevægelserne forstærkes disse tab, og usædvanligt høje absorptionskoefficienter opstår.

Absorptionstoppen med membranvirkningen afhænger af materialets 2

25 strømningsmodstand, dets overfladevægt (kg/m ) og stivhed. I

ét og samme materiale ændres stivheden med længden, dvs. spændvidden, den bagved værende luftmængdes stivhed, hvilket kan ændres ved at variere hældningen af absorbenten. For at danne en jævn efterklangstid som funktion af frekvensen i et rum 30 varieres derfor spændvidde og hældning. I et diagram ifølge fig. 10 vises målinger af efterklangstiden (Ts) for tre forskellige tilfælde i ét og samme rum. På diagrammets ordinatakse angives efterklangstiden og på abscisseaksen angives frekvensen i Hz. Med en fuldt optrukken linie ses efter-35 klangstiden for et klasserum, hvor der ikke er foretaget nogen som helst lyddæmpende foranstaltninger. Den punkterede linie viser en kurve over efterklangstiden for samme klasse-

Claims (4)

150824 rum, men med et loft, der er helt dækket af 1 ydabsorbenter. Når det samme klasserum derefter blev forsynet blot med diago-nalabsorbenter ifølge opfindelsen opnås kurven med den stiplede linie. Af diagrammet fremgår, at efterklangstiden speci-5 elt ved lave frekvenser kunne sænkes med mere end halvdelen. Patentkrav. 10 l. Lokale med lydabsorbenter til dæmpning og absorption af lyd selv ved meget lave frekvenser, ved en sænkning af efterklangstiden, kendetegnet ved, at 1ydabsorbenterne (14) i form af plader eller måtter er anbragt på skrå i mindst ét hjørneområde (11) dannet af lokalets vægge (12) og loft 15 (13), idet 1ydabsorbentens (14) absorptionsoverflade er vendt ind imod lokalets indre, og at pladerne eller måtterne iøvrigt er anbragt således, at der i hjerneområdet (11) bagved absor-benterne (14) findes eller er et helt eller delvist indesluttet luftvolumen, således at absorbenterne under lydens påvirk-20 ning har en membranvirkning.

2. Lokale ifølge krav l, kendetegnet ved, at hver absorbent (14) er anbragt således, at dens hældning kan varieres individuelt eller i gruppe. 25

3. Lokale ifølge krav 2, kendetegnet ved, at i mindst én af absorbentens (14) endekanter, som ligger ind imod loftet (13) og/eller væggen (12), er indrettet til at kunne styres i ledeskinner (19), anbragt på loftet og/eller væggen, 30 og at absorbentens (14) hældning er indrettet til at kunne indstilles i vilkårlige stillinger mellem horisontal og vertikal stilling.

4. Lokale ifølge krav 2, kendetegnet ved, at ab-35 sorbenten (14) er svingbart lejret ved sin ene endekant, som vender ind imod loftet (13) eller væggen (12) og er indrettet til at kunne fikseres i forskellige vinkelsti 11inger.