DK157819B - Fremgangsmaade til regulering af lydfeltet i et lokale - Google Patents

Description

DK 157819B

i

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til regulering af lydfeltet i et lokale, herunder efterklangstiden i lokalet, ved hjælp af lydabsorberende elementer anbragt i hjørnerne af lokalet.

5 Det er kendt at anbringe lydabsorberende elementer i hjørnerne af et lokale - jvf. f.eks. europæisk patentansøgning nr. 37.610. Dette giver imidlertid en frekvensafhængig dæmpningskarakteristik med et kraftigt dyk.

10 Ifølge opfindelsen er det anvist, hvorledes man undgår dette dyk i dæmpningskarakteristikken, og dette formål er ifølge opfindelsen opnået ved, at man ved målinger fastlægger de områder i hjørnet, hvor lydfeltet er særlig kraftigt, hvorefter man tilpasser de lydabsorberende elementer således, at de 15 strækker sig gennem disse områder. Forsøg har vist, at man derved undgår det kraftige dyk i dæmpningskarakteristikken. Endvidere opnås en bedre udnyttelse af dæmpningsmaterialet, idet det nu virker der, hvor lydfeltet er kraftigst.

20 Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en kendt diagonal absorbent til anbringelse i et hjørne, 25 fig. 2a og 2b afbildninger af Ekin/Epot af et diffust lydfelt i et hjørne, fig. 3 isoabsorbtionskurver (Ekin/Epot konstant) med diagonal-30 absorbenter indlagt, med forskellige forhold mellem størrelse og bølgelængde, fig. 4 absorptionen som funktion af frekvensen, 35 fig. 5a-5e absorptionen som funktion af frekvensen ved forskellige udformninger af absorbenten, idet fig. 5d viser absorptionselementet anbragt i overensstemmelse med fremgangsmåden ifølge opfindelsen og

2 DK 157819 B

fig. 6 strømningsmodstanden som funktion af densiteten.

Ved frekvenser over ca 100 - 300 Hz sker lydabsorptionen i den i fig. 1 viste diagonalabsorbent under luftpartiklernes bevæg-5 else i et porøst ubevægeligt materiale. Absorbenten anbringes i et hjørne, hvor der optræder store luftpartikelhastigheder -se fig. 2.

Den frekvens fj, ved hvilken absorptionen er maksimal, kan 10 bestemmes ud fra teoretiske analyser af lydfeltet i et hjørne, idet f 1 = 140 = 28J0 Hz d i*sin28 15 hvor d er dybden af absorbenten i meter, medens i og Θ er angivet i fig. 1.

Ved lavere frekvenser (50 - 200 Hz) og for diagonalabsorbenter 20 med i mindre end 2 m sker lydabsorptionen overvejende ved, at pladematerialet sættes i resonanssvingninger, idet energien absorberes som følge af tab i materialet og tab langs randene, hvor materialet er fastgjort. Ved aktivering af disse resonanssvingninger er det områderne i lydfeltet med store tryk-25 variationer, der har betydning.

For en plan diagonalabsorbent med ringe bøjningsstivhed i forhold til stivheden af den indespærrede luft bliver resonansfrekvensen : 30 f0 = 120 Hz ^ m,l*sin(28) hvor m er pladematerialets masse pr. arealenhed i kg/m2, og i 35 er længden i meter. Førstnævnte virkemåde ved højere frekvenser indebærer visse krav til størrelse, form og strømningsmodstand. Den anden virkemåde ved lavere frekvenser indebærer visse krav til størrelse og masse pr. arealenhed.

DK 157819 B

3

Der tilstræbes størst mulig lydabsorption i frekvensområdet 100 - 4000 Hz, og absorptionen bør forløbe så jævnt som muligt i dette frekvensområde.

5 Eksperimentelle undersøgelser har givet lovende resultater for £ = 0,90 m og Θ = 30®, gældende for plane diagonalabsorbenter.

Ud fra teoretiske analyser kan forventes endnu bedre resultater for specielle, ikke plane udformninger - se fig. 5d. Omvendt kan der forventes ujævne frekvensforløb ved særlig uhen-10 sigtsmæssige udformninger. Hvis dimensionerne bliver for små, opstår der problemer ved lave frekvenser. Desuden er det opnåelige absorptionsareal direkte afhængigt af absorbentens overf ladeareal.

15 Eftersom resonansfrekvensen fQ bør ligge ved omkring 100 Hz, og i antages at ligge i området 0,90 - 1,80 m, fås følgende krav til masse pr. arealenhed: m = 1 - 2 kg/m2, 20 idet massen pr. arealenhed skal være størst for små værdier af £. Forsøg har vist, at strømningsmodstanden £ bør være noget større end for traditionelle nedhængte loftsplader, formentlig omkring: r = 2000 - 2500 Ns/m2. Disse størrelser afhænger af 25 pladetykkelsen h samt af egentlige materialeparametre efter formlen: m = p*h, hvor p er massefylden, og r = s*h, hvor Ξ er den specifikke strømningsmodstand.

30

Man får således _S_ * 1.250 s"1

P

35 hvilket kan indtegnes som en linie i et Ξ-ρ-diagram - se fig.

6. Dette kunne indikere, at den optimale fiberdiameter er noget mindre end for almindelig glasuld. Alternativt kan der an

DK 157819 B

4 vendes en overfladebelægning, som forøger strømningsmodstanden passende.

Endelig er der grænser for, hvor stor den specifikke strøm-5 ningsmodstand bør være for at undgå at høje frekvenser reflekteres fra en for hårdt sammenpresset overflade. Materialeparametrene vil kunne vælges inden for følgende interval: h p Ξ 10 20 mm 100 kg/m3 125·103 Ns/m* 40 mm 50 kg/m3 63·103 Ns/m4.

15 Fig. 5a - e viser karakteristikkerne for forskellige udformninger af absorptionselementet. I fig. 5a ses et ovalt absorptionselement, der giver en meget uensartet frekvenskarakteristik, idet frekvenskarakteristikken udviser et kraftigt dyk ved d/λ = 0,7 svarende til, at absorptionselementet i dette 20 tilfælde er placeret dér, hvor svingningerne er svagest. Også den i fig. 5b viste diagonalabsorbent giver en meget dårlig karakteristik, idet det i alle tilfælde kun er en del af ab-sorbenten, der er anbragt dér, hvor svingningerne er kraftigst.

Det hjælper lidt, hvis di agonalabsorbenten anbringes usymme-25 trisk med en vinkel, der er forskellig fra 45°. Fig. 3 viser, hvorledes en sådan absorbent indvirker på lydfeltet ved forskellige frekvenser. Det ses, at karakteristikken nødvendigvis må udvise et dyk (i det viste tilfælde ved ca. 500 Hz). Fig.

5d viser en mere ideel udformning af absorptionselementet, 30 idet absorptionselementet placeres i områder, hvor lydfeltet er særlig kraftigt. Fig. 5e viser absorptionselementet i en alternativ asymmetrisk udførelse (asymmetrisk L-formet).

Fig. 6 viser strømningsmodstandene som funktion af densiteten 35 for forskellige materialetyper.

De lydabsorberende elementer kan eventuelt ændres i afhængighed af é-n eller flere parameterværdier i lokalet, eventuelt

Claims (1)

1. 5 DK 157819 B De lydabsorberende elementer kan f.eks. anvendes i en koncert-5 sal og indstilles i afhængighed af et orkesters specielle ønsker med hensyn til efterklangstid med videre, eventuelt under en koncert. Patentkrav. 10 -------------------- Fremgangsmåde til regulering af lydfeltet i et lokale, herunder efterklangstiden i lokalet ved hjælp af lydabsorberende elementer anbragt i hjørnerne af lokalet, kendeteg-15 net ved, at man ved målinger fastlægger de områder i hjørnet, hvor lydfeltet er særlig kraftigt, hvorefter man tilpasser de lydabsorberende elementer således, at de strækker sig gennem disse områder. 20 25 30 35