Acústica arquitectónica

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La acústica arquitectónica  es una ciencia que estudia las leyes de propagación de las ondas sonoras en habitaciones cerradas (semiabiertas, abiertas), la reflexión y absorción del sonido por las superficies, el efecto de las ondas reflejadas en la audibilidad del habla y la música, métodos para controlar la estructura del campo sonoro, las características de ruido de los interiores, etc.

El propósito de esta ciencia es crear técnicas para diseñar salas con buenas condiciones de audibilidad proporcionadas de antemano.

Inicialmente, la acústica arquitectónica se ocupó del diseño de teatros de ópera y salas de conciertos . Con la difusión del cine sonoro, el cálculo acústico se hizo obligatorio para todos los cines . Más tarde, con el desarrollo de la tecnología y el crecimiento de las ciudades (especialmente en el siglo XIX ), sus tareas principales fueron la supresión del ruido en los edificios de apartamentos, la insonorización de los locales industriales y las cuestiones de mantenimiento de la salud de los trabajadores, así como la organización de los locales de establecimientos de entretenimiento que generen un nivel significativo de ruido.

El desarrollo del transporte y el aumento de su velocidad en el siglo XX involucró el diseño del paisaje , cuestiones de diseño arquitectónico de áreas residenciales en general, sus arterias de transporte, estaciones de ferrocarril y el diseño de grandes superficies comerciales en el campo de la acústica arquitectónica. El desarrollo de la aviación también trajo sus propios desafíos.

Actualmente, la acústica arquitectónica de uso masivo incluye la acústica de las salas de grabación de los estudios , la acústica de las salas de estar, los cines en casa y la acústica de los lugares de entretenimiento.

Los problemas de aislar las habitaciones de los sonidos que penetran desde el exterior se señalan actualmente como un área independiente: la acústica de los edificios.

Acústica de edificios

Transmisión de sonido en la capa exterior de un edificio

Análisis de la transmisión del ruido desde la envolvente exterior del edificio hacia el interior y viceversa. Las principales vías por las que entra el ruido en un edificio son los techos, las cornisas, las paredes, las ventanas y las puertas.

Transmisión de sonido en paredes

En la mayor medida determina las propiedades de la privacidad de la habitación, la comodidad de los dormitorios.

Ruidos de equipos

Acústica interior

Estando en una habitación cerrada, el oyente percibe, además del sonido directo que le llega directamente desde la fuente, también una serie de sus repeticiones retardadas resultantes de la reflexión de paredes, techos y otras superficies, y que se suceden una tras otra a intervalos cortos.

Dado que parte de la energía del sonido es absorbida por los reflejos, las repeticiones posteriores suelen ser más débiles, pero la estructura resonante de los reflejos puede tener un efecto significativo en el sonido decreciente. Después de apagar la fuente de sonido, la cantidad de energía reflejada en la habitación disminuye hasta que se absorbe. La audibilidad en una habitación se denomina articulación y el proceso de disminución gradual del sonido se  denomina reverberación .

La duración de la reverberación es el parámetro más importante que afecta la calidad acústica de la sala. Un decaimiento excesivamente largo puede reducir la claridad y la inteligibilidad del habla, pero esto no es necesariamente un mal resultado. La elección de los valores de reverberación objetivo depende del propósito funcional de la sala. Por lo que en salas catedral la reverberación puede alcanzar valores elevados en ese momento. como en las aulas, la tasa de reverberación debería ser significativamente menor. La optimización de la elección de los valores de reverberación objetivo en función del propósito funcional del local es una tarea urgente de la acústica arquitectónica.

Incluso con un tiempo de reverberación óptimo, las propiedades acústicas de una sala pueden ser muy diferentes en diferentes direcciones debido a las diferencias en los caminos que recorren los reflejos desde la fuente de sonido hasta el oyente. Por tanto, además de la reverberación, existe todo un conjunto de parámetros críticos de la acústica arquitectónica.

Los parámetros óptimos de reverberación difieren significativamente no solo para el habla y la música, sino que dependen fundamentalmente de la naturaleza y el género de las obras musicales. Para la música de cámara, sinfónica y pop se necesitan diferentes condiciones óptimas, que también dependen del volumen y la forma de la sala.

Es necesario distinguir entre la acústica de los interiores de habitaciones grandes (condicionalmente más de 100-150 m³) y pequeñas, cuyo diseño tiene diferencias significativas. Uno de los factores más importantes que determinan la calidad de la reproducción del sonido en una habitación pequeña es la elección de su tamaño. El concepto de dimensiones arquitectónicas y acústicas y la relación entre ellas determina la respuesta óptima de la sala a la estimulación sonora, correspondiente a la orientación de género de la reproducción del sonido.

El diseño acústico de salas grandes (incluida la selección del área y la forma de la sala, la ubicación de los oyentes, el uso de materiales para las paredes, las estructuras de dispersión y absorción, la instalación de elementos individuales, etc.) suele implicar la elección de soluciones de compromiso.

En salas de gran capacidad, junto con técnicas arquitectónicas conocidas, se mejoran las condiciones auditivas mediante el uso de sistemas electrónicos de amplificación de sonido con corrección de los parámetros acústicos de la sala. Esto le permite controlar las propiedades de la sala, pero las salas en las que se han utilizado soluciones arquitectónicas, por ejemplo, el Viennese Musicferein, el famoso Karnegi-Hall y otros, aún tienen propiedades acústicas excepcionales e insuperables.

Un ejemplo de una sala equipada electroacústicamente para propósitos universales (congresos, conciertos, ópera, proyecciones de películas sonoras) es la gran sala del Palacio de Congresos en el Kremlin de Moscú (6000 asientos), la Sala de la Casa de la Música de Moscú.


Historia

En los teatros abiertos y otras estructuras de la antigua Grecia y Roma, ya se pueden ver los resultados de la aplicación del conocimiento acústico primitivo. Incluso entonces, los constructores lograron deliberadamente una muy buena audibilidad en salas con una gran cantidad de oyentes.

Se cree que la acústica arquitectónica moderna comienza con el trabajo del científico del siglo XIX W. Sabin , quien demostró que en una habitación cerrada, los reflejos de sonido que se debilitan gradualmente se fusionan en un zumbido y acompañan cualquier sonido. Estableció que la tasa de decaimiento de este zumbido es el indicador más significativo de audibilidad.

Teorías

En acústica arquitectónica, se utilizan dos teorías principales de propagación del sonido:

Teoría de ondas

Una teoría más rigurosa que da los resultados más precisos.

Teoría geométrica

Los rayos directos se utilizan para representar la dirección de propagación y los límites del flujo de energía del sonido.

Las representaciones geométricas son tanto más válidas cuanto más corta es la longitud de onda del sonido en comparación con el tamaño del obstáculo. En la práctica, esto significa que la teoría geométrica brinda la mayor precisión en la región de frecuencias de sonido medias y altas.

Enlaces

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