Detail předmětu

Akustika prostorů

FEKT-MPC-AKPAk. rok: 2020/2021

Předmět se zabývá analytickým a numerickým řešením vlnové rovnice v uzavřeném prostoru, geometrickou a statistickou akustikou, měřením doby dozvuku a impulsové odezvy prostoru, objektivními kritérii hodnocení kvality akustických prostorů. Dále se zabývá návrhem akustických absorpčních a difúzních prvků a měřením jejich vlastností, základy stavební akustiky a základními postupy při řešení prostorové akustiky konkrétních typů prostorů. Přednášky na konci semestru jsou věnovány proměnné akustice prostorů a moderním metodám hodnocení akustiky prostorů, jako je 3D impulsní odezva prostoru, metoda SIRR a akustické studie s virtuálním orchestrem. Součástí předmětu jsou také přednášky odborníků z praxe. Laboratorní cvičení jsou zaměřena na projektování a simulace akustiky poslechových prostorů v programu EASE, na praktické měření doby dozvuku a impulsové odezvy prostoru a návrh a měření vlastností pohltivých a difúzních prvků.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit šíření zvuku v uzavřeném prostoru,
- změřit dobu dozvuku a impulsovou charakteristiku prostoru,
- vypočítat objektivní kritéria hodnocení kvality poslechových prostorů,
- navrhnout základní absorpční a rozptylové prvky pro úpravu doby dozvuku poslechových prostorů,
- vytvořit simulaci rozložení akustického tlaku pomocí geometrických a numerických metod,
- navrhnout řešení akustických úprav nově realizovaného a existujícího poslechového prostoru.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti základních fyzikálních zákonů a veličin zvukového pole, veličin v elektrických obvodech, vlastností prvků elektrických obvodů, chování obvodů se setrvačnými prvky, základy elektromechanické a elektroakustické analogie, spektra periodických a neperiodických signálů, náhodných veličin a základních pojmů z oblasti statistiky.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka znalého pro samostatnou činnost“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
- Přednášky mají charakter výkladu základních principů, metodologie, problémů a jejich vzorových řešení.
- Laboratorní cvičení podporují praktické ovládnutí látky vyložené na přednáškách za aktivní účasti studentů.
Účast na přednáškách je doporučená, účast na laboratorních cvičeních je kontrolovaná.
Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení se řídí Studijním a zkušebním řádem VUT a Směrnicí děkana FEKT doplňující studijní a zkušební řád VUT. Za vypracování projektu a všech úloh v laboratorních cvičeních je uděleno maximum 40 bodů. Minimální rozsah vypracování projektů stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Závěrečná zkouška je hodnocena maximem 60 bodů a pro její úspěšné složení je nutné získat alespoň 30 bodů.

Osnovy výuky

1. Vlnová akustika: vlnová rovnice pro rovinné vlnění v ohraničeném prostoru, vlastní kmity prostoru, kritický kmitočet, doporučené poměry stran místnosti, numerické metody řešení vlnové rovnice v uzavřeném prostoru
2. Geometrická akustika: útlum zvukového vlnění při šíření prostředím, zrcadlový a difúzní odraz, difrakce, činitel pohltivosti, odrazivosti a difúzního odrazu, auralizace, obrazová metoda, metoda Ray-tracing a beam-tracing
3. Statistická akustika: hustota zvukové energie, doba dozvuku, metody měření doby dozvuku, požadavky na měření doby dozvuku podle ČSN EN ISO 3382, požadavky na dobu dozvuku podle ČSN 73 0526 a ČSN 73 0527
4. Impulsová odezva prostoru: křivky ETC a EDC, echogram, EDR, objektivní kritéria kvality akustického prostoru, klasifikace akustické kvality sálů, srozumitelnost řeči, hodnocení srozumitelnosti řeči indexem přenosu řeči podle IEC 60268-16, nepřímá metoda měření STI
5. Měření impulsové odezvy prostoru: měření monaurální a binaurální odezvy, metody měření (přelaďovaný harmonický signál, MLS, dual FFT), průměrování měření a vyhlazování kmitočtové odezvy, kompenzace charakteristik měřicího sytému
6. Akustické pohltivé prvky: činitel zvukové pohltivosti, elektroakustická analogie, porézní materiály, prvky založené na rezonančním principu
7. Akustické reflexní a difúzní prvky: prostorová a časová disperze vlnění, činitel rozptylovosti a činitel směrové difúze, ploché panely, trojúhelníkové prvky, oblouky a optimalizované zakřivené plochy, Schröderovy difuzory
8. Měření parametrů akustických prvků: měření činitele zvukové pohltivosti v interferometru (metoda poměru stojaté vlny a metoda přenosové funkce), měření činitele zvukové pohltivosti a činitele rozptylovosti v dozvukové místnosti, měření činitele směrové difuze ve volném poli
9. Zvuková izolace prostoru: hygienické limity hluku, hodnocení hluku pozadí, šíření hluku mezi prostory, laboratorní a stavební vzduchová a kročejová neprůzvučnost a jejich měření, kmitočtové oblasti kmitající desky, zvukově izolační konstrukce
10. Návrh akustiky prostoru: nahrávací studia LEDE, poslechové místnosti, zvukově izolační kabiny, komerční prostory, ověření akustiky prostoru pomocí 3D modelu
11. Moderní metody v akustice prostorů: aktivní absorbéry, hybridní akustická impedance, pasivní a aktivní systémy proměnné akustiky prostoru, časově-prostorová analýza impulsové odezvy prostoru, akustické studie s virtuálním orchestrem
12. Odborná přednáška – případová studie řešení akustiky komerčního prostoru
13. Odborná přednáška – případová studie řešení akustiky prostoru pro přednes hudby

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s metodami analýzy šíření zvuku v uzavřeném prostoru, měřením parametrů poslechových prostorů, návrhem a měřením akustických prvků a moderními technologiemi využívanými pro úpravu akusticky prostoru a její analýzu.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Pro udělení zápočtu je nutné absolvovat všechny laboratorní úlohy v řádných nebo náhradních termínech a odevzdat samostatný projekt. Další formy kontrolované výuky stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Cox, T., J., D‘Antonio, P., Acoustics Absorbers and Diffusers, Theory, design and application, 2nd ed. Taylor&Francis, 2009. ISBN 978-0-415-47174-5 (EN)
Everest, F. ,A. ,Master Handbook of Acoustics, 4th ed. McGraw-Hill, 2001. ISBN 0-07-136097-2 (EN)
KOLMER, F., KYNCL, J. Prostorová akustika. 2, vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1982, 242 s., ISBN 0451480 (CS)
KUTTRUFF, H.. Room acoustics. 6th ed. Boca Raton: CRC Press, 2017, 302 s. ISBN 978-1-4822-6043-4 (CS)

Elearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-AUD magisterský navazující

    specializace AUDM-TECH , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    specializace AUDM-ZVUK , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Elearning