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.

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.

Doporučená nebo povinná literatura

KUTTRUFF, H.. Room acoustics. 6th ed. Boca Raton: CRC Press, 2017, 302 s. ISBN 978-1-4822-6043-4 (CS)
KOLMER, F., KYNCL, J. Prostorová akustika. 2, vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1982, 242 s., ISBN 0451480 (CS)
Everest, F. ,A. ,Master Handbook of Acoustics, 4th ed. McGraw-Hill, 2001. ISBN 0-07-136097-2 (EN)
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)

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.

Jazyk výuky

čeština

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

Cíl

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-AUD magisterský navazující

    specializace AUDM-TECH , 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, povinně volitelný
    specializace AUDM-ZVUK , 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning