NL8700513A - Inrichting voor het instellen van het geluidspatroon met inbegrip van de nagalmtijd in een kamer. - Google Patents

Description

- I

£ .: _ .

873006/Ke/HH

Inrichting voor het instellen van het geluidspatroon met inbegrip van de nagalmtijd in een kamer.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het installen van het geluidspatroon, met inbegrip van de nagalmtijd, in een kamer, en omvattend een aantal geluidabsorberende/reflecterende organen die bijvoorbeeld in de hoeken van de kamer kunnen worden aan-5 gebracht.

Zweedse octrooiaanvrage no. 8103345 beschrijft het gebruik van vlakke diagonale absorberende stoffen die het geluidspatroon instellen, met inbegrip van de nagalmtijd in een kamer. De frequentie-responsie is echter niet volledig bevredigend omdat hij niet vol-10 doende gelijkmatig is, vgl. fig. 5b.

Volgens de uitvinding is elk geluidabsorberend orgaan zodanig gevormd dat het zich bij voorkeur bevindt op plaatsen nabij een hoek waar de snelheid van de luchtdeeltjes bijzonder hoog is, waarbij het verschijnsel wordt benut dat de snelheid van de luchtdeeltjës bij-15 zonder hoog is op speciale plaatsen.

Op deze manier wordt een gelijkmatige f requentiere spons ie verkregen en dus worden de mogelijkheden voor het instellen van de nagalmtijd verbeterd. Verder zijn de organen volgens de uitvinding flexibel, op zodanige wijze dat architecturale oplossingen mogelijk 20 worden.

De uitvinding zal nu worden beschreven aan de hand van de bijgaande tekeningen.

Fig. 1 illustreert een bekende diagonale absorberende stof die zich in een hoek moet bevinden; 25 Fig. 2 illustreert Ej^/E t van een diffuus geluidsveld in een hoek.?

Fig. 3 illustreert isoabsorptiekrommen (E^^/B konstant) met daarin diagonale absorberende stoffen, en met verschillende verhoudingen van afmeting tot golflengte; 30 Fig. 4 illustreert de absorptie tegen de frequentie;

Fig. 5 illustreert de absorptie tegen de frequentie bij verschillende uitvoeringsvormen van de absorberende stof, en

Fig. 6 illustreert de stromingsweerstand tegen de dichtheid.

$700513 1Λ* ï' -2-

Bij frequenties die groter zijn dan ongeveer 100 tot 300 Hz vindt de geluidsabsorptie in de diagonale absorberende stof van fig. J plaats tijdens de beweging van de luchtdeeltjes in een poreus onbeweeglijk materiaal. De absorberende stof bevindt zich in een hoek 5 waar de snelheden, van de luchtdeeltjes (vgl. fig. 25 hoog zijn.

De frequentie f^ waar de absorptie maximaal is, kan op basis van theoretische analyses van het geluidsveld in een hoek worden bepaald als: _ 140 _ 280 *1 ““"Τ7*!!! 28 10 waarin d de diepte is van de absorberende stof in meters terwijl X en· Θ in fig. 1 zijn aangegeven.

Bij lagere frequenties (50-200 Hz) zijn met diagonale absorberende stoffen waar £. kleiner is dan 2 m, vindt de geluidabsorptie 15 in hoofdzaak plaats door het velvormige materiaal dat oscillerend gemaakt bij de resonantiefrequentie, en doordat de energie wordt geabsorbeerd als gevolg van verlies in het materiaal en verlies langs de randen waar het materiaal bevestigd is. Wanneer deze resonantie-trillingen worden geactiveerd, zijn de gebieden van het geluidsveld 20 met hoge druk variaties van belang.

In verband met een vlakke diagonale absorberende stof met lage buigsterkte in vergelijking met de. weerstand van de opgesloten lucht is de resonantiefrequentie: j__120

to ~ Vm.l.sin(Sfï Z

25 waarin m de massa van het velvormige materiaal per oppervlakteeenheid 2 λ is in. kg/m en X de lengte in meters. Het eerstgenoemde proces bij hoge frequenties brengt, specifieke eisen met zich mee wat betreft afmeting, vorm en stromingsweerstand. Het tweede proces bij lage 30 frequenties brengt specifieke eisen met zich mee wat betreft afmetingen en massa bij oppervlakte-eenheid.

Er wordt gestreefd naar de hoogst mogelijk geluidsabsorptie in het frequentiegebied 100-4000 Hz, en de absorptie dient bij voorkeur in dit frequentiegebied. zo gelijkmatig mogelijk plaats te vinden.

35 Experimenten met vlakke absorberende stoffen hebben veelbe lovende uitkomsten gegeven wanneer X- 0,90 m en & - 30°, en er kunnen nog. betere uitkomsten worden verwacht in verband met speciale, niet vlakke uitvoeringsvormen (vgl. fig. 5d).Omgekeerd moeten ongelijkmatige frequentieprocessen worden verwacht bij bijzonder ongunstige 27 0 0 5 1 3

Sr -> -3- uitvoeringen. Problemen ontstaan bij lage frequenties als de afmetingen te klein zijn- Verder is het verkrijgbare absorptiegebied afhankelijk, van het oppervlak van de absorberende stof.

Omdat de resonantiefrequentie ongeveer 4.00 Hz dient te 5 2ijn en wordt verondersteld te liggen in het gebied van 0,90-1/80 m, komen de volgende vereisten naar voren voor de massa per oppervlakte-eenheid: 2 m = 1 - 2 kg/m omdat de massa per oppervlakte-eenheid het hoogst moet zijn voor kleine 10 waarden van elk. Experimenten hebben aangetoond dat de stromingsweer-stand iets hoger moet zijn dan in verband met traditionele hangende 3 plafondplaten, waarschijnlijk ongeveer:r = 2000 - 2500 Ns/m . Deze waarden hangen af van de plaatdikte h en ook van feitelijke materiaalparameters volgens de formule; 15 m = p.h, waarin β de dichtheid is, en r =ST-h, waarin S? de soortelijke stromingsweerstand is.

Aldus krijgt men >=Ef o' 1,250 s"1 20 wat in een -p- grafiek kan worden vastgelegd als lijn (vgl.fig.6).

De laatste kan aangeven dat de maximale vezelmiddellijn iets kleiner is dan de vezelmiddellijn van gebruikelijke glaswol. Als alternatief kan een bedekkingslaag worden gebruikt die de stromingsweerstand op geschikte wijze verhoogt.

25 Om te voorkomen dat hoogfrquente signalen worden gereflec teerd door een te sterk samengeperst oppervlak dient de specifieke stromingsweerstand niet te hoog te zijn. De materiaalparameters dienen gekozen te worden binnen de volgende gebieden: h p 7=T~ 30 20 mm 100 kg/m3 125.103 Ns/m4 3 3 4 40 mm 50 kg/m 63.10 Ns/m

Pig. 5a-e tonen de karakteristieken van verschillende uitvoeringen van het absorptieorgaan. Fig. 5a toont een ovaal absorptie-orgaan dat een zeer ongelijkmatige frequentieresponsie geeft omdat 35 die frequentieresponsie een groef vertoont bij (i/j^ = 0,7, overeenkomend met een ligging van het absorptiemateriaal op plaatsen met de zwakste oscillaties. De diagonale absorberende stof van fig. 5b levert ook een zeer Slechte responsie omdat in dit geval slechts een deel van de absorberende stof zich bevindt op de plaats die de grootste oscilla- 870O513 -4- ’ X t ties vertoont. Een kleine verbetering wordt verkregen door de diagonale absorberende stof asymmetrisch, te plaatsen met een hoek die ver-

O

schilt van 45 . Fig. 3 illustreert het effekt van een dergelijke absorberende stof op het geluidsveld- bij verschillende frequenties. Er 5 blijkt dat. de responsie noodzakelijk een schroef moet vertonen (geïllustreerd bij ongeveer 500 Hz). Fig. 5d illustreert een ideale uitvoering van het absorptieorgaan, welk orgaan zich bevindt in gebieden die een bijzonder sterk geluidsveld bevatten. Fig. 5e illustreert. het absortieorgaan van een alternatieve asymmetrische uitvoe-10 ring,· dat wil zeggen een asymmetrisch L-vormige uitvoering.

Fig. 6 illustreert de stromingsweerstand tegen de dichtheid van verschillende materiaaltypen.

De geluidabsorbereride organen kunnen desgewenst worden veranderd naar aanleiding van. een of'meer parameterwaarden in de kamer, 15 desgewenst op zodanige wijze dat ze een mogelijke verandering van de parameterwaardenin kwestie tegenwerken.

De geluidabsorberende organen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt in een concertzaal en worden ingesteld naar aanleiding van de speciale eisen van. een orkest met betrekking tot de nagalmtijd enz., 20 desgewenst tijdens een concert.

De absorberende stoffen bevinden zich in een of meer hoeken van de ruimte en langs de rand van het plafond. De absorberende stof van fig. 5e bevindt zich bij voorkeur langs de rand van het plafond, desgewenst samen met een geperforeerd, voor geluid doordringbaar onder-25 plafond, dat gelijk opligt met de absorberende stof en een goed architectonisch effekt levert.

30 35 8700513

Claims (10)

1. Inrichting voor het instellen van het geluidspatroon, met inbegrip van de'nagalmtijd, in een vertrek, en omvattend een aantal geluidabsorberende/reflecterende organen die bijvoorbeeld in de hoeken van het vertrek kunnen worden aangebracht, met het kenmerk, dat 5 elk van de geluidabsorberende organen nabij een hoek of langs een rand van het plafond op zodanige wijze is gevormd dat het zich bij voorkeur bevindt op plaatsen waar het geluidsveld bijzonder sterk is.

2. Inrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat het geluidabsorberende orgaan asymmetrisch L-vormig of gegolfd is.

3. Inrichting volgens conclusie 2, gekenmerkt doordat de afstand tussen een top en een dal van een golf in hoofdzaak overeenkomt met een kwart van de golflengte.

4» Inrichting volgens een der conclusies 1-3, gekenmerkt doordat het geluidabsorberende orgaan asymmetrisch gelegen is.

5. Inrichting volgenseen der voorgaande conclusies, ge kenmerkt doordat elk orgaan voorzien is van een bedekkingslaag waardoor de stromingsweerstand wordt verhoogd.

6. Inrichting volgens een der voorgaande, conclusies, gekenmerkt doordat de geluidabsorberende organen te wijzigen zijn naar 20 aanleiding van een of meer parameterwaarden in het vertrek.

7. Inrichting volgens conclusie 6, gekenmerkt doordat de geluidabsorberende/reflecterende organen op zodanige manier wijzig-baar zijn, dat ze een mogelijke verandering van de parameterwaarden in kwestie tegenwerken.

8. Inrichting volgens conclusie 7, gekenmerkt doordat de wijzigingen worden bestuurd door een microverwerker die in staat is het geluidspatroon te vergelijken met een gewenst geluidspatroon.

9. Inrichting volgens conclusie 6, gekenmerkt doordat de geluidabsorberende organen worden ingesteld en/of vervormd naar 30 aanleiding van de speciale eisen van een orkest met betrekking tot de nagalmtijd enz. desgewenst in samenhang met een concert.

10. Inrichting volgens conclusie 9, gekenmerkt doordat het orgaan voor het instellen van het geluidspatroon verbonden is met een van de muziekinstrumenten. 35 8700513