Lydabsorpsjon

Romakustikk beskriver hvordan lyd oppfører seg i et rom. Man tar utgangspunkt i at lytteren og lydkilden finner seg i samme rom. Hvis rommet nesten ikke har noen lydabsorberende overflater (vegger, tak og gulv), spretter lyden mellom overflatene slik at det tar lang tid før lyden dør ut. Lytteren i denne typen rom får problemer med å oppfatte hva taleren sier ettersom han/hun hører både den direkte lyden og de gjentatte reflekterte lydbølgene.

Hvis overflatene i stedet dekkes med lydabsorberende materiale, ebber den reflekterende lyden ut mye raskere, og lytteren hører bare den direkte lyden. Dessuten reduseres det generelle lydnivået i rommet.

Rumsakkustik og lydaborption

Et materiales lydabsorberende egenskaper uttrykkes med lydabsorpsjonskoeffisienten α (alfa), som en funksjon av frekvensen. Alfa (α) strekker seg fra 0 til 1,00 (fra total refleksjon til total absorpsjon).

Lyabsorbenter kan deles inn i tre hovedkategorier:

  • Porøse absorbenter
  • Resonansabsorbenter
  • Enkeltabsorbenter

Porøse absorbenter

Stenull är ett bra exempel på en porös Ijudabsorbent. När ljudvågen penetrerar mineralullen övergår ljudenergin till värme genom friktion.

Steinull er et godt eksempel på en porøs lydabsorbent. Når lydbølgene penetrerer mineralullen, overføres lydenergien til varme gjennom friksjon.

Materialets tykkelse har stor innvirkning på materialets lydabsorberende egenskaper. Høye frekvenser (over 500 Hz) er lettere å håndtere med 30–50 mm tykk steinull. Lyd med frekvenser under 500 Hz byr på større utfordringer. Her kreves tykkere steinullplater for å oppnå bedre lydabsorpsjon. Materialtykkelsen kan også kompenseres ved hjelp av en luftspalte bak et akustisk tak eller et veggpanel for å forbedre ytelsen ved lavfrekvent lyd.

Ved bruk av disse lydabsorbentene er det meget viktig å ikke legge et lufttett sjikt direkte på overflaten, for eksempel en dampsperre eller farge, ettersom dette reduserer de lydabsorberende egenskapene betydelig. Effekten av et lufttett sjikt vises i bildet nedenfor (den stiplete linjen):

Lydabsorbsjon

Nedenfor angis praktiske absorpsjonskoeffisienter for en del materialer:

Oktavbånd (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000
Betong

0.02

0.02 

0.02 

0.02 

0.03 

0.04 

Gipsplate på stendere

0.2

0.15

0.1

0.08

0.05

0.05

Vinduer

0.35

0.25

0.18

0.12

0.07

0.04

50 mm mineralullplate*

0.2

0.65

1.0

1.0

1.0

1.0

100 mm mineralullplate*

0.45

0.9

1.0

1.0

1.0

1.0

* med fast underlag

Resonansabsorbenter

Resonansabsorbenter består av et mekanisk eller akustisk oscilleringssystem. Et eksempel på dette er membranabsorbenter, dvs. en hel plate med en liten luftspalte bak. Absorpsjonen når sin høyeste verdi ved resonansfrekvensen. Hvis hulrommet fylles med et porøst materiale, plasseres lydaborpsjonen over frekvensområdet.

Enkeltabsorbenter

I denne kategorien plasseres gjenstander som bord, stoler, mennesker, osv. Absorpsjonsevnen for disse angis vanligvis som m2 per gjenstand ifølge Sabines formel.

Etterklangstiden i et rom kjennetegner hvor lenge det finnes akustisk energi igjen i det. Etterklangstiden angir hvor lang tid det tar for den akustiske intensiteten å reduseres med en faktor på en million (60 dB).

Fordi en noenlunde høy applaus ligger på ca. 100 dB (SPL) og en hvisking på ca. 40 dB, er det enkelt å beregne etterklangstiden for et rom ved å klappe og lytte hvor lenge lyden fra applausen kommer til å høres. Dette forutsetter at rommet ikke er spesielt uvanlig i sine dimensjoner og at det er noenlunde stille.

Lyd absorbsjon

I et lite rom eller en hall (volum <1 000 m3) der lydfeltet spres og den gjennomsnittlige lydabsorpsjonen ligger under 0,3, kan en empirisk formel som kalles Sabines formel benyttes for å beregne etterklangstiden:

RT = 0.16 x V / A

T = etterklangsti, s
V = volum på rommet, m3
A = (Σ overflate (S) x α) = absorpsjonsområde i rommet, m2

Absorpsjonsområdet i rom A er summen av hver overflate (S) multiplisert med respektiv absorpsjonskoeffisient α.

Eksempel: Hvis den ønskede etterklangstiden i et klasserom er 0,8 sekunder og størrelsen på klasserommet er 6 x 10 x 3 m, og man ser bort fra 45 m2 absorberende takmateriale som er tatt i bruk, hvilken absorpsjonskoeffisient kreves da for produktene?

Svar: A = 0,16 • V/T = 0,16 • 180/0,8 = 36 m2. α = 36/45 = 0,8

Den optimale etterklangstiden for et rom avhenger av størrelse, materiale og romtype. Gjenstander plassert innenfor rommets grenser kan også påvirke etterklangstiden. Dette gjelder også mennesker og tingene de omgir seg med.

Et rom som skal brukes til samtaler, krever kortere etterklangstid enn et som skal brukes til musikk. Lengre etterklangstid kan gjøre det vanskelig å oppfatte tall. Men hvis etterklangstiden er for kort, kan tonebalansen og lydnivået påvirkes negativt.

Senking av støynivået i store industrilokaler

I industrilokaler med en størrelse på over 1000 m3 er høyden normalt sett mye mindre enn både lengden og bredden på lokalet. I dette tilfellet har høyden og innredningsmengden reell innvirkning på lydfeltet. I et slikt lokale er lydfeltet vanligvis ikke diffust, og det er derfor ingen god grunn til å beregne etterklangstiden ved hjelp av Sabines formel.