Aspekty komfortu wnętrza 2: akustyka
Właściwości akustyczne pomieszczenia i znajdujących się w nim przedmiotów mało komu przychodzą do głowy podczas projektowania wnętrza. W tym artykule przedstawię powody, dlaczego na akustykę zwrócić uwagę warto. Przedstawię też kilka sposobów, jak dostosować ją do swoich indywidualnych potrzeb.
To kolejny z tekstów, które poświęcam rzeczom niekoniecznie oczywistym, ale ważnym w projektowaniu wnętrz. Pierwszy poświęcony był światłu. (LINK). Jako osoba wysoko wrażliwa, w życiu prywatnym mama dziecka w spektrum autyzmu, jestem szczególnie wyczulona na to, jak często, nie tylko w projektowaniu wnętrz, zapomina się o ogromnej ilości subtelnych detali, które razem kształtują nasze samopoczucie.
Czynniki te mogą szczególnie silnie wpływać na osoby wysoko wrażliwe, osoby w spektrum autyzmu, czy, jak w przypadku zimnego oświetlenia, ludzi z ADHD. To, gdzie czuć się będą dobrze, gdzie źle, jest zawsze sprawą bardzo indywidualną. Teksty z tego cyklu poświęcone są więc nie tylko ogólnemu polepszaniu jakości doświadczania przestrzeni, ale też eliminacji barier.
Jednym z tych czynników jest akustyka.
Dlaczego właściwa akustyka pomieszczenia ma znaczenie?
Akustyka bardzo realnie wpływają na to, jak się w jakimś miejscu czujemy. Ten wpływ może być jasny i wyraźny, wtedy doskonale wiemy, co nam się w jakimś miejscu podoba, a co męczy i odrzuca. Może też jednak być podprogowy. Wówczas, w przypadku wpływu negatywnego, czujemy tylko np. zmęczenie i rozdrażnienie, które trudno jest powiązać z przyczyną.
Niewłaściwą akustykę pomieszczenia można bez przeszkód nazwać hałasem. A hałas ma wyraźnie negatywny wpływ na zdrowie, aktywując produkcję min. kortyzolu, adrenaliny i adrenaliny – hormonów stresu.
Powoduje też szereg innych zaburzeń, jak ograniczenie rozumienia mowy czy problemy z koncentracją, po trwałe uszkodzenia słuchu. W przestrzeni pracy, rozproszenie hałasem powoduje z czasem coraz gwałtowniejszy spadek motywacji. A za tym idzie spadek wydajności.
Pogłos – jeden z aspektów akustyki pomieszczeń
Hałas nie musi być powodowany przez natężenie decybeli w pomieszczeniu wywołane przez pierwotne źródło dźwięku, jego powodem może być też pogłos. Pogłos, to zjawisko stopniowego zanikania energii dźwięku po ucichnięciu źródła, związane z występowaniem dużej liczby fal odbitych od powierzchni pomieszczenia. Ucho ludzkie odczuwa pogłos jako przedłużenie dźwięku (Wikipedia).
Jak opanować pogłos? Jeśli powierzchnia materiałów i obiektów dźwiękochłonnych znajdujących się w pomieszczeniu odpowiada mniej więcej sumarycznie powierzchni pomieszczenia to jest ono pomieszczeniem opanowanym akustycznie.
Jeśli powierzchnia pomieszczenia jest mniej lub bardziej pusta, mówimy o pomieszczeniu pogłosowym. Przykładem są świątynie o dużej kubaturze, przestrzenie teatralne lub sale koncertowe. Im większa kubatura a zarazem mniejszy udział elementów dźwiękochłonnych tym większy pogłos.
Akustyka, o którą nikt nie zadbał, powoduje niezamierzone, negatywne zachowania. Na przykład w miejscach takich jak stołówki czy sale ćwiczeń często występuje tzw. “efekt lombarda” czyli niezamierzona tendencja mówiącego do zwiększenia natężenia głosu w celu poprawienia słyszalności przy mówieniu w głośnym otoczeniu. Zmiana ta obejmuje nie tylko głośność, ale także inne cechy akustyczne takie jak tonacja oraz tempo i czas trwania sylab. Nietrudno zgadnąć, że użytkownicy takich przestrzeni nie uważają ich za zbyt komfortowe miejsca do konwersacji.
Jak określa się pogłos?
Brzegowe warunki dla zachowania akustycznego komfortu pomieszczenia określają odpowiednie normy. Biorąc pod uwagę, że pogłos to dźwięk powielony i rozciągnięty w czasie, to czas dopuszczalnego pogłosu w odniesieniu do powierzchni pomieszczenia różnicuje normy dla danego typu przestrzeni. Na przykład pomieszczenia szkolne, pokoje biurowe i podobne pomieszczenia mogą utrzymywać pogłos do 0,6 sek. Czas pogłosu dla takich pomieszczeń reguluje norma PN-B-02151-4
Ta sama norma określa dopuszczalny czas pogłosu i ST dla obiektów takich jak sale sądowe, konferencyjne, audytoria i inne pomieszczenia o podobnym przeznaczeniu. Mogą utrzymywać pogłos od 0,8 sek., jeśli ich powierzchnia nie przekracza 500 mkw. Pomieszczenia tego typu o powierzchni w przedziale 500 – 2000 mkw. mogą już utrzymywać pogłos do 1 sek.
Przy wszystkich tych założeniach pomieszczenie takie musi spełniać też normę określającą tranzycję mowy (STI), czyli jej zrozumiałość. Uważa się, że pomieszczenie spełnia tę normę, jeśli tranzycja obejmuje minimum 60% wypowiedzianych słów.
W przypadku przestrzeni wysokich – atriów, foyer i pomieszczeń podobnych, jak i pomieszczeń wielokondygnacyjnych, stref komunikacji ogólnej w centrach handlowych – norma uzależnia dopuszczalny czas pogłosu od wysokości pomieszczenia. Te do 4m wysokości mogą utrzymywać pogłos do 1,2 sek, wyższe, do 16m, aż do 1,5 sek.
Spełnienie tych norm, jak i polepszenie komfortu przebywania w nich nawet znacznie ponad wyznaczone granice, umożliwia stosowanie odpowiednich materiałów.
Jak polepszyć właściwości akustyczne pomieszczenia?
Akustyka dawnych, budowanych z porowatych cegieł kamienic, była dobra niejako “od razu”. Obecnie powstające budynki nie spełniają norm izolacyjności akustycznej. Nowe materiały stosowane w budownictwie wymagają dodatkowych zabiegów, które pozwolą na odpowiednie ukształtowanie właściwości akustycznych pomieszczenia, czyli zastosowania materiałów dźwiękochłonnych lub wibrochłonnych.
Wyróżniamy trzy grupy materiałów polepszających akustykę:
- Materiały porowate – Energia dźwięku pochłaniana jest przez materiał. Dźwięk ocierając się o te powierzchnie przekształca się w energię cieplną. To najbardziej wydajna grupa materiałów dźwiękochłonnych. Zaliczają się do nich tapicerowane meble, wykładziny, kilimy, zasłony, tynki akustyczne, sufity monolityczne, sufity dźwiękochłonne, czy okładziny dźwiękochłonne.
- Materiały perforowane – Stosujemy je, gdy zależy nam na odporności na czynniki zewnętrzne. Typowo składają się z twardej warstwy wierzchniej i znajdującej się za nią warstwy perforowanej. Przykłady to materiał włóknisty połączony z wełną mineralną. W taki kompozyt fala dźwiękowa wchodzi przez szczeliny i zwiększa ciśnienie. Powoduje to pojawienie się efektu rezonansu w szczelinie. Dźwięk przekształcony zostaje w energię tarcia. Tak działa sufit z rozsuniętych od siebie desek, za którymi znajduje się warstwa porowata.
- Materiały membranowe – Gdybyśmy zmniejszyli się do rozmiarów cząsteczek, to zobaczylibyśmy, że we wszystkich otaczających nas przedmiotach jest dużo pustych przestrzeni. Dzieje się tak dlatego, ponieważ molekuły zazwyczaj nie znajdują się jedna tuż obok drugiej, ale w pewnych odległościach od siebie. Dodatkowo drgania termiczne, które wykonuje każda molekuła, powodują zwiększenie tych odległości. W materiałach membranowych te puste przestrzenie są na tyle duże, że cząsteczki gazów czy cieczy mogą w nie wnikać, a potem przemieszczać się, wykonując tzw. skoki dyfuzyjne z jednego pustego obszaru do drugiego. I tym sposobem, wykonując miliardy skoków dyfuzyjnych, cząsteczka przenika z jednej strony membrany na drugą. Jedne poruszają się szybciej, inne wolniej i to umożliwia ich rozdzielenie. Taka wędrówka cząstek powietrza trwa dość długo. W przypadku fali dźwiękowej powoduje to jej rozproszenie.
Efektywność materiałów dźwiękochłonnych przelicza się mnożąc ilość sztuk, np paneli czy metrów kwadratowych zastosowanego materiału, przez jego akustyczną chłonność. Przykładowo 1mkw dobrego sufitu dźwiękochłonnego zapewnia od 0,8 do 0,9 metra chłonności. Wartość którą uzyskujemy, jest więc proporcjonalna do wielkość wnętrza, nad którego akustyką pracujemy. Może się więc zdarzyć, że w małym pomieszczeniu w opanowaniu chłonności akustycznej pomóc może oprawa świetlna z panelami akustycznymi.
Chłonność akustyczną materiałów a więc i pomieszczeń bada się dla różnych częstotliwości dźwięku, czym zajmują się już akustycy.
Podsumowując
Zapewnienie opanowania przestrzeni pod względem akustycznym to istotny czynnik kształtujący wnętrze, jego odbiór, samopoczucie i emocje użytkujących je osób. Akustyka choć należy do domeny zmysłów, określa bardziej funkcjonalność niż estetykę pomieszczenia.
Szczególnie odczuwalne jest to w przypadku dużych kubatur. Przykładowo w przypadku budynku dla Biennale w Wenecji w roku 2022 projekt akustyczny był najważniejszym elementem kształtującym przestrzeń.
Równie wielkie znaczenie akustyka miała będzie w przypadku przestrzeni przeznaczonych dla osób w spektrum autyzmu, wysokowrażliwych, czy cierpiących na ADHD. Wyjątkowo wysoki poziom odczuwania i niski poziom tolerancji takich ludzi czyni z urządzenia zwykłego pokoju sztukę wymagającą, niczym weneckie Biennale, ponieważ powoduje nie mniejsze przeżycia. Różnica polega zaś na tym, że niekomfortowo urządzoną przestrzeń publiczną można po prostu opuścić.