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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.