Representación gráfica de la Primera Reflexión

en espacios destinados a la palabra

ACÚSTICA DE AULAS

UPC Trabajo final Máster Máster AEM 13_14 Universidad Politécnica de Cataluña

Análisis comparativo de aulas

Autor: Ruiz Delgado, Ligia Tutor: Coch Roura, Helena

PLANTEAMIENTO 1

PROBLEMA ¿Porqué? MÉTODO ¿Cómo?

OBJETIVOS ¿Qué?

1. Analizar la importancia de la representación gráfica de la

Primera Reflexión para entender el comportamiento acústico

de espacios destinados a la palabra «el aula».

2. Determinar la contribución de la Primera Reflexión en espacios

destinados a la palabra mediante el análisis comparativo de

dos aulas de características y comportamientos acústicos

similares.

En la actualidad siguen apareciendo casos donde el profesor

u orador se ven obligados a elevar el tono de voz para que las

personas de los últimos asientos del aula logren escuchar al igual

que las personas de los primeros asientos.

DISEÑO

FUNCIÓN MENSAJE ORAL

Claridad

Intensidad

PRIMERAS REFLEXIONES

Representación gráfica

MENSAJE ORAL

Claridad Intensidad

Acústica estadística

Acústica geométrica

Inteligibilidad

TEORÍA 2

ACÚSTICA ESTADÍSTICA ACÚSTICA GEOMÉTRICA

• Relación con las primeras reflexiones

El grado de inteligibilidad depende tanto de la señal útil recibida

que llega al oyente (sonido directo y primeras reflexiones) como

del ruido de fondo.

Por ello es importante, la existencia de superficies generadoras

de primeras reflexiones hacia la zona más alejada de la

audiencia, para obtener un incremento considerable de la

energía de la señal útil en esta zona. Ello supone un aumento de

inteligibilidad, sonoridad y claridad.

Para la comprensión del mensaje oral en los espacios destinados a

la palabra (aulas, salas de conferencias, teatros, etc.) será preciso

que:

• El ruido de fondo existente en la sala sea suficientemente bajo

para que no interfiera en la audición de la palabra.

• El nivel de campo reverberante sea, igualmente

suficientemente bajo.

• No existan ecos, ni focalizaciones del sonido.

Superficie convexa Superficie plana Superficie cóncava

Aula C-B.2

Planta baja ETSAB

SUPERFICIE VOLUMEN CAPACIDAD

189,00 m2

576,45 m3

110 alumnos + 1 docente

INTRODUCCIÓN 3

DATOS GENERALES OCUPACIÓN

Primera ocupación

Segunda ocupación

Tercera ocupación

* Dichos datos fueron tomados como referencia de un trabajo realizado por un grupo del Máster AEM 13_14, en el cual señala que:

«La ocupación del aula es usualmente el 80% de su capacidad total».

100% Volumen de aire por persona

576,45 / 111 5,2 m3/persona

VOLUMEN = 576,45 m3 CAPACIDAD = 111 personas

80% Volumen de aire por persona

576,45 / 88,8 6,5 m3/persona

CARACTERÍSTICAS 4

Piso cerámico Corcho revestimiento

Pizarra Entarimado de madera

Pupitre Vidrio doble

Enlucido de yeso

Paneles de yeso - techo

Vidrio – conducto solar

MATERIALES

FUENTE

FUENTE

CARACTERÍSTICAS 5

Área 189.0 m2 Área

189.0 m2

Aula Tipo Aula CB - 2

Superficie total Superficie total = 551,03 m2 = 551,38 m2

Materiales reflejantes Materiales absorbentes

469,66 m2 (85,18 %)

81,72 m2 (14,82) %

Materiales reflejantes Materiales absorbentes

471,11 m2 (85,50 %)

79,92 m2 (14,50) %

COMPORTAMIENTO ACÚSTICO DE LOS MATERIALES 6

Aula Tipo Aula CB - 2

Doble vidrio con cámara de aire de 20 mm a = 0,07

Corcho de revestimiento de 4 mm a = 0,72

AUDIENCIA

= = 23 dB

Pared lateral

Doble vidrio con cámara de aire de 20 mm a = 0,07

Corcho de revestimiento de 4 mm a = 0,72

Enlucido de yeso a = 0,02

AUDIENCIA

23 26 29 32 35 38 41 44 47 50

dB

NIVEL DE RUIDO DE FONDO 7

SECCIÓN 1

Aparatos de climatización (2)

Fluorescentes techo y pizarra (18)

Conductos solares (11)

Aparatos eléctricos (6)

S1

S1

69 dB(A) 54 dB(A)

Valores recomendados

Niv

el d

e p

resi

ón

so

no

ra S

PL

(dB

)

Frecuencia (Hz)

70

60

50

30

20

10

0 500 8.000

40

100

90

80

4.000 2.000 1.000 63 250 125

Valores medidos

Se concluye que: Los valores medidos están por debajo de la curva NC 40, lo cual indica que el nivel de ruido de fondo es muy alto para un aula con estas características, siendo el valor recomendado de NC 20 - 30.

Sonómetro TES 1350 Sound level meter (calibración 94 dBA modo low/ slow)

9:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00

42,8 47,8 49,7 41,5 41,8 48,8 43,1

Valores recomendados Fuentes de ruido de fondo

TIEMPO DE REVERBERACIÓN 8

Valores considerados cuando el aula esta totalmente ocupada.

VOLUMEN =

TR mid =

576,45 m3

0,88 s

CAPACIDAD= 111,00 personas

125 250 500 1000 2000 4000

Aula vacía 2,00 2,03 1,15 1,14 1,10 1,16

Aula 80% 1,46 2,03 0,84 1,14 0,78 1,16

Tie

mp

o d

e R

eve

rbe

raci

ón

TR

mid

(s)

Volumen (m3)

1,4

1,2

1,0

0,81

0,6

0,4

0,2

0 100 1.000 10.000 576,45

Valores calculados Intersección con línea guía

Se concluye que:

• Para un aula de 576,45 m3 el valor recomendado sería TRmid = 0,81 s.

El valor calculado para ambas aulas está por encima de este valor.

• Para un aula con tiempo de reverberación de 0,99 s el volumen

correspondiente sería aproximadamente 10 000 m3. Sin embargo, el

valor real es mucho menor.

• La fórmula de Sabine no se considera la geometría del local.

** Para un aula de 1000 m3 es TRmid = 0,85 s. s valores recomendados.

125 250 500 1000 2000 4000

Aula vacía 1,97 2,02 1,15 1,14 1,10 1,17

Aula 80% 1,44 2,02 0,83 1,14 0,78 1,17

Aula CB - 2

Aula CB - 2

Valores recomendados

Aula tipo

Aula tipo

Aula Tipo Aula CB - 2

Dc (Distancia crítica)

r = 9,35 m 2 r (distancia límite)

r = 5,42 m 1

FUENTE

1

2

FUENTE

2

1

DISTANCIA CRÍTICA Dc = 2,31 m

AUDIENCIA

Sonido directo + Primeras reflexiones Sonido directo + Primeras reflexiones

AUDIENCIA

DISTANCIA CRÍTICA Dc = 2,40 m

Dc (Distancia crítica)

r = 9,35 m 2 r (distancia límite)

r = 5,42 m 1

SELECCIÓN DE PUNTOS Y DISTANCIA CRÍTICA 9

INTELIGIBILIDAD 10

Se concluye que:

• El punto 1 cumple con una valoración subjetiva de «Buena», y

«Regular» en el caso del punto 2.

• Se sabe, que un aula debe cumplir con una valoración subjetiva como

mínima de «Buena» en el peor de los casos.

Cálculo de % ALCons Valores recomendados

r TR V Q Dc

r ≤ 3,16 Dc r > 3,16 Dc

= distancia entre el emisor y el receptor (en m). = tiempo de reverberación de la sala (en s).

El %ALCons se calcula en la banda de 2000 Hz, por tratarse de la banda de máxima contribución a la inteligibilidad de la palabra.

= distancia entre el emisor y el receptor (en m). = tiempo de reverberación de la sala (en s). = volumen de la sala (en m3). = factor directividad de fuente sonora (Q = 2 para la voz humana). = distancia crítica.

aula CB - 2 y aula tipo

TRmid %ALCons STI/RASTI Valoración subjetiva

Punto 1 r = 5,42 m

0,99 s

3,11 % 0,76 Buena

Punto 2 r = 9,35 m

7,02 % 0,63 Regular

Punto 1 Punto 2

%ALCons 3,11 % 7,02 %

STI/RASTI (aprox.) 0,76 0,63

% A

LCo

ns

STI/RASTI

70

60

50

30

20

10

0 0,3 0,7

40

100

90

80

0,6 0,5 0,4 0,0 0,2 0,1 0,8 0,9 1,0

P2 P1

FUENTE

2

1 = 34,6 dB

= 29,8 dB

Aula Tipo Aula CB - 2

FUENTE

1

2

= 34,6 dB

= 29,8 dB

Sonido directo + Primeras reflexiones

Sonido directo

23 26 29 32 35 38 41 44 47 50

dB

FUENTE

1

2

= 36,3 dB

= 32,3 dB

Focalizaciones

FUENTE

2

1 = 37,1 dB

= 33,2 dB

Sonido directo + Primeras reflexiones

Sonido directo

ANÁLISIS DE PRIMERAS REFLEXIONES 11

2

4

4

3

1

1

2

3

1

2

3

1

2

3

Aula Tipo Aula CB - 2

Punto 1 : Diagrama polar Punto 1 : Diagrama polar

ANÁLISIS DE PRIMERAS REFLEXIONES 12

2

4

4

3

1

1

2

3

1

2

1

2

Aula Tipo Aula CB - 2

Punto 2 : Diagrama polar Punto 2 : Diagrama polar

ANÁLISIS DE PRIMERAS REFLEXIONES 13

CONCLUSIONES 14

Conclusiones del tema Conclusiones generales

• La forma de una sala influye enormemente en el

comportamiento acústico.

• Depende del diseño arquitectónico, para saber

hacia donde orientar esas superficies y poder

aprovechar al máximo el aporte energético de las

reflexiones tempranas.

• Lo importante es poder saber como y hacia donde

se dirigen esas primeras reflexiones y cuanto es su

aporte energético.

• En un recinto, para obtener una adecuada

inteligibilidad de la palabra, las superficies de

contorno deben estar orientadas a proporcionar

reflexiones acústicas tempranas.

AULA CB-2 Nivel sonoro

directo Nivel sonoro

reflejado Nivel sonoro

total

Punto 1 r = 5,42 m

Planta 34,6 dB

31,6 dB 36,3 dB

Sección 37,5 dB 39,3 dB

Punto 2 r = 9,35 m

Planta 29,8 dB

28,8 dB 32,3 dB

Sección 33,8 dB 35,3 dB

AULA TIPO Nivel sonoro

directo Nivel sonoro

reflejado Nivel sonoro

total

Punto 1 r = 5,42 m

Planta 34,6 dB

33,6 dB 37,1 dB

Sección 37,5 dB 39,3 dB

Punto 2 r = 9,35 m

Planta 29,8 dB

30,5 dB 33,2 dB

Sección 33,6 dB 35,1 dB

La utilidad y la orientación de las superficies de

contorno.