Akustiikasta yleisesti
Yleiskielessä akustiikasta puhuttaessa tarkoitetaan useimmiten tilojen huoneakustiikkaa.
Akustiikka yhdistetään yleensä puheen erottavuuteen, musiikin kuunteluun tai äänentoistoltaan vaativiin kohteisiin, kuten konserttisaleihin, teattereihin ja auditorioihin.
Akustisen suunnittelun kokonaisuuteen kuuluvat myös tilojen välisen äänieristyksen suunnittelu ja LVIS-laitteiden hallinta.
Akustista suunnittelua tarvitaan ja sitä tehdään kaikissa rakennushankkeissa.
Jälkikaiunta-aika
Akustiikan yhteydessä puhutaan usein jälkikaiunta-ajasta, joka tarkoittaa nimensä mukaisesti kaiun kestoa.
Jälkikaiunta-aika, (T tai RT)
Aika, jona äänenvoimakkuus laskee 60 dB äänilähteen sulkemisesta. Jälkikaiunta-ajan avulla voidaan määrittää tilan kokonaisabsorptio. Jälkikaiunta-aika saattaa olla eri pituinen eri taajuuksilla. Yleensä korkeilla taajuuksilla on lyhyempi jälkikaiunta-aika kuin matalilla.
Äänenvaimennusluokka- eli absorptioluokka
Äänenvaimennus- eli absorptioluokat ovat A, B, C, D ja E standardin EN ISO 11654 mukaan. Mittaus suoritetaan taajuuksilla 200–5000 Hz. Luokan A tuotteilla on paras vaimennuskyky.
Absorptiokerroin α
Absorptiokerroin eli absorptiosuhde ilmaisee materiaalin pinnan kykyä vaimentaa ääntä. Se ilmaisee pinnan absorboiman ja siihen osuvan äänitehon suhteen. Absorptiokertoimen arvo eri taajuuksilla vaihtelee välillä 0 ja 1, jolloin 0 on täysin heijastava pinta ja 1 täysin vaimentava.
Tavallisesti absorptiokerroin (α) eri materiaaleille mitataan joko Putkimittauksella tai Kaiuntahuonemittauksella
Äänenvaimennus
Tilan koko ja muoto sekä äänenvaimennusmateriaalin määrä ja sijoittelu vaikuttavat ratkaisevasti jälkikaiunta-aikaan. Seinäpinta-alan kasvaessa myös jälkikaiunta-aika kasvaa, ellei tilassa ole tarpeeksi ääntä absorboivia pintoja. Äänenvaimennusmateriaalia lisäämällä ja sitä hyvin sijoittelemalla voidaan parantaa tilan akustiikkaa ja lyhentää jälkikaiunta-aikaa.
Tilassa käytetyt materiaalit vaikuttavat suuresti tilan akustiikkaan. Kovat ja ääntä heijastavat pinnat eivät juuri lainkaan vaimenna eli absorboi ääntä. Vastaavasti huokoiset materiaalit imevät ääniaaltoja ja vaimentavat tehokkaasti häiritseviä, kaikuvia ääniä, mikä tekee niistä hyviä äänenvaimennusmateriaaleja.
Äänieristys ja äänenvaimennus
Äänen absorptio ja äänieristys sekoitetaan arkikielessä usein toisiinsa.
Äänen absorptio vaimentaa huonetilan sisällä syntyvää ääntä.
Absorptio on pintamateriaalien ominaisuus.
Äänieristys estää äänen kuulumista huoneesta toiseen. Eristys on tiiviiden rakenteiden
ominaisuus.
Huoneakustiikka
Huoneakustiikan tarkoituksena on hallita äänen kulkua, heijastumista ja vaimenemista tilan sisällä.
Äänen heijastuminen
Ääni heijastuu pinnasta samalla tavalla kuin valo peilistä.
Tärykaiku
Ääni heijastuu useita kertoja peräkkäin vastakkaisista pinnoista ja kuullaan monta kertaa eri äänenä.
Kuunteluympäristön muotoilu osana tilasuunnittelua
Kaikuisa ja meluisa tila on epämiellyttävä jokaiselle. Hyvä akustiikka korostuu erityisesti koulu- ja opetustiloissa, päiväkodeissa, auditorioissa, kirjastoissa, avokonttoreissa ja kokoustiloissa sekä kaikissa sosiaalitoimen tiloissa terveyskeskuksista vanhusten palvelutaloihin.
Esimerkiksi lapsen tulisi pystyä kuulemaan, kuuntelemaan ja sen myötä myös oppimaan jo ennestään hälyisässä luokkahuoneessa. Vastaavasti ikääntyneen henkilön tulisi pystyä kommunikoimaan palvelupisteellä esimerkiksi terveyskeskuksen kaikuisassa, kovassa asiointitilassa.
Kuunteluympäristön muotoiluun ja sen parantamiseen voi vaikuttaa usealla eri tavalla: oikeat pintamateriaaliratkaisut ja riittävä määrä akustoivia materiaaleja vähentää tilan kaikuisuutta ja taustamelun häiriötekijöitä.
Akustiikka huonetiloissa
Työympäristö ja julkiset tilat
Avotoimistot ja joustavat työpisteet asettavat erityisiä haasteita tilan akustiikalle. Avotoimistojen suurimmista ongelmista on toisten ihmisten häiritsevä puhe. Tutkimustulosten mukaan puheäänet alentavat tuottavuutta, aiheuttavat stressioireita, lisäävät työn koettua kuormittuvuutta. Puheäänet myös kasvattavat virhemahdollisuuksia tietyissä keskittymistä vaativissa tehtävissä.
Puheääntä voidaan vaimentaa lisäämällä tilaan sermejä/tilanjakajia, akustiikkalevyjä sekä peiteääntä.
Oppilaitokset ja päiväkodit
Ääniolosuhteiden merkitys oppilaitoksissa
Opetustiloissa pitää olla puheen erotettavuuden kannalta riittävän hyvät ääniolosuhteet oppimisen mahdollistamiseksi.
Opetustilan on tuettava oppilaan ja henkilönkunnan fyysistä terveyttä ja edistettävä
hyvinvointia. Opetustilojen ääniolosuhteet tulee olla sellaiset, että opettaja voi tehdä työtään rasittamatta ääntään ja ilman pitkän ajan kuluessa kehittyvää äänihäiriön eli äänenmuodostukseen liittyvän ongelman riskiä.
Viihtyisät ja rauhalliset ääniolosuhteet myös oleskelutiloissa kannustavat rauhalliseen käytökseen ja äänenkäyttöön.
Ääniolosuhteilla ja niiden toteutuksella on yhteys myös oppimisympäristön esteettisyyteen.
Opetustilojen akustinen suunnittelu
Opetustilojen suunnittelussa tärkein akustinen tavoite on luoda oppimista varten sellaiset ääniolosuhteet, joissa puheen erotettavuus on hyvä koko opetustilassa, eikä opettajan ääni rasitu.
Lähde: RIL 243-2-2007
Asuinympäristöt
Korkeat ja avoimet tilat ovat hyvin haasteellisia akustiikan kannalta, akustointi on aina sitä vaikeampaa, mitä korkeampi tila on. Lisäksi, kovat, ääntä heijastavat pinnat, suuri ikkunapinta-ala ja ovien poistuminen aiheuttavat akustisia ongelmia. Kodin äänimaailmaa pystytään kuitenkin parantamaan huomattavasti helpommin ja vähemmällä äänenvaimennusmateriaalin määrällä kuin esimerkiksi avotoimistoissa ja julkitiloissa.
Akustiikan peruskäsitteitä
Ääni
Ääni on ilmapaineessa tapahtuvaa vaihtelua staattiseen ilmanpaineeseen nähden. Ääni etenee ilmassa pitkittäisenä aaltoliikkeenä
Taajuus
Kuuloaistimus syntyy, kun ilmanpaineen vaihtelu saa korvan rumpukalvon
värähtelemään. Taajuus (f)
Ääniaallot liikkuvat kuten aallot vedessä. Se kuinka monta ääniaallon huippua ohittaa tietyn pisteen sekunnissa on äänen taajuus. Taajuuden lukuarvo on hertsi (Hz). Mitä suurempi lukuarvo on, sitä korkeampi on ääni ja pieni lukuarvo puolestaan tarkoittaa matalaa ääntä (diskantti – basso). Puheäänen taajuus on välillä 125 … 8000 Hz. Ihminen kuulee äänet, joiden taajuus on 20 … 20 000 Hz.
Ilmaääni
Ääni tarvitsee edetäkseen väliaineen: Tyhjiössä ääni ei voi edetä.
Runko ja askelääni
Äänen etenemisen väliaineena voi olla myös kiinteä aine, kuten rakennuksen runkorakenteet tai maakerros. Ilmaääni saa ympäristön rakenteet värähtelemään, jolloin ääni etenee rakennuksen rungossa.
Puheen erotettavuus
Puheen erotettavuus riippuu taustamelutasosta, tilan jälkikaiunta-ajasta ja tilan muodosta. Puheen erotettavuuden mittaamiseen on useita keinoja, esim STI.
Tärykaiku
Ääni heijastuu useita kertoja peräkkäin vastakkaisista pinnoista ja kuullaan monta
kertaa eri äänenä.
Äänenpainetaso (Lp)
Ääni on väliaineessa etenevää mekaanista aaltoliikettä. Ääniaaltojen ilmaan aiheuttamia painevaihteluita kutsutaan äänenpaineeksi. Pienin kuultavissa oleva äänenpainetaso on 0 dB. Sitä kutsutaan kuulokynnykseksi. Suurinta kestettävissä olevaa äänenpainetasoa kutsutaan kipukynnykseksi ja se on noin 120 dB.
Lähde: RIL 243-2-2007