Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Använding av geometrisk akustik för beräkning av efterklangstid i idrottshallar
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Aeronautical and Vehicle Engineering, Marcus Wallenberg Laboratory MWL.
2015 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

När akustiska åtgärder ska göras i idrottshallar, eller andra rum, är det till stor fördel att kunna förutsäga hur en viss åtgärd kommer att påverka till exempel efterklangstid. Att montera absorbenter kostar pengar och är åtgärden sen inte tillräcklig för önskat resultat kommer kostnaderna öka. Genom så kallad geometrisk akustik kan beräkningar i modeller som representerar de verkliga idrottshallarna göras. Med beräkningsresultaten är det möjligt att redan innan riktiga åtgärder har gjorts kunna säga något om vilka resultat som kan väntas. Ofta skapas en modell med den befintliga absorptionsmängden och beräknad efterklangstid jämförs då med uppmätt efterklangstid. Detta för verifikation på att en bra grundmodell har skapats. Förutom efterklangsberäkningar ska även efterklangstids påverkan på STI, ett mått på taluppfattbarhet, undersökas. En lång efterklangstid ska enligt teorin påverka STI-resultaten negativt. En idrottshall används ofta som arbetsplats för bland annat gymnastiklärare och det är därför viktigt att skapa en bra ljudmiljö där man ska kunna vistas ett antal timmar varje dag.

Det första syftet med detta arbete är att undersöka vad som gör en bra modell och hur val av absorptions- och spridningskoefficienter kan göras. Målet är att geometriskt akustiskt beräknad efterklangstid ska stämma överens med uppmätt efterklangstid. Det andra syftet är att undersöka om det finns någon speciell efterklangstidskurva att sikta mot för att få så bra STI som möjligt.

Arbetet har gjorts som examensarbete inom teknisk akustik på KTH och har utförts hos Akustikbyrån T4p AB i Stockholm.

Efterklangstid samt STI har mätts i fem olika idrottshallar. Modeller och geometriskt akustiska efterklangsberäkningar har utförts för tre av hallarna. De absorptions- och spridningskoefficienter som har använts i modellerna kommer dels från en absorptionsdatabas och dels från analys enligt Eyring. De beräknade efterklangstiderna har sedan jämförts med de uppmätta. Uppmätt STI för de fem hallarna har jämförts med uppmätt efterklangstid för analys av om det finns någon särskild efterklangskurva som ger bra taluppfattbarhet.

Arbetet har resulterat i rekommendationer kring förenklingar i modeller samt arbetsgångssätt för estimering av absorptions-och spridningskoefficienter. Ofta har mindre detaljer i modellen ingen större påverkan på beräkningsresultat medan de har stor påverkan på beräkningstid. Resultaten visar att spridningskoefficienterna kan ha stor påverkan på beräknad efterklangstid. Både absorptions- och spridningskoefficienter behöver ofta sättas orealistiskt höga i 125 och 250 Hz oktavbanden för att beräknad efterklangstid ska matcha den uppmätta i dessa band. Att ange en specifik efterklangskurva att ha som mål för bästa STI visade sig vara svårt då efterklangs-tiden inte är den enda parametern som påverkar resultaten. Ett krav på efterklangstid i idrottshallar som används av skolelever under gymnasienivå är 1,2 sekunder i alla oktavband. Resultaten visar däremot tydligt att en efterklangstid på 1,2 sekunder inte är nödvändig för god taluppfattbarhet.

Arbetsgångssättet för estimering av absorptions- och spridningskoefficienter leder förhoppningsvis till bättre förståelse för hur dessa kan väljas och vilken påverkan de har på beräkningsresultaten. Resultaten kan också leda till bättre förståelse för vilka begränsningar som finns vid användandet av program som bygger på geometrisk akustik.

Abstract [en]

When measures for acoustic improvements in sports halls, and other rooms, are to be implemented it is a great advantage to be able to predict how the action is going to affect for example the reverberation time even before it is done in reality. Since it costs money to install acoustic absorbers you want it to be right the first time around. Through the use of geometrical acoustic calculations digital models of the sports halls can be used to predict the results of a certain action. An often used method is to create a model with the existent absorbing materials and compare the calculated reverberation time to the measured reverberation time from the actual hall to check if the model is valid. Apart from calculations of the reverberation time the influence of the measured reverberation time to STI, a measure of speech intelligibility, is analyzed. A sports hall is often used as work places for sports teachers and it is therefore important to achieve a good acoustic environment in the hall.

One of the aims of this project is to increase the knowledge of what gives a good model for acoustic calculations and how to choose absorption- and scattering coefficients. The goal is to make the calculated reverberation times to match the measured reverberation times. The other aim is to examine if there is a certain reverberation time curve which helps to achieve as good STI as possible.

This project is part of the final examination in technical acoustics at KTH and has been carried out at Akustikbyrån T4p in Stockholm.

The reverberation time for five sports halls has been measured. Models and geometrical acoustic calculations has been done for three of the halls. The absorption- and scattering coefficients used have been chosen from an absorption database as well as from analysis using the Eyring reverberation time model. The calculated reverberation times has been compared to the measured reverberation times. The measured STI for each of the five halls has been compared to the measured reverberation time for an analysis of if there is a certain reverberation curve which provides good speech intelligibility.

The project resulted in recommendations for how detailed a model should be and also a procedure for estimating absorption- and scattering coefficients. Small details in the model usually don’t have a big impact on the calculated reverberation time at the same time as they do have a huge effect on the calculation times. The results also show that the scattering coefficients can have a huge impact on the calculated reverberation times and that they should not be neglected. It was found that both absorption- and scattering coefficients must often be overestimated for the 125 and 250 Hz octave bands for the calculated reverberation time to match the measured reverberation time in those bands. It turns out to be hard to give a specific reverberation time curve which provides for as good STI as possible since there are other parameters affecting the results. A requirement for reverberation times in sports halls used by school students is 1.2 seconds in all octave bands. The results shows that a reverberation time of 1.2 seconds in all octave bands is not necessary for good speech intelligibility.

The procedure for estimation of absorption- and scattering coefficients hopefully leads to better understanding of how the coefficients can be chosen and how they affect the calculation results. The results could also give better understanding of the limitations when using software based on geometrical acoustics

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 57 p.
Series
TRITA-AVE, ISSN 1651-7660 ; 2015:83
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-185234OAI: oai:DiVA.org:kth-185234DiVA: diva2:919688
Examiners
Available from: 2016-04-15 Created: 2016-04-14 Last updated: 2016-04-15Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2794 kB)107 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2794 kBChecksum SHA-512
23c683a3e30003a4062d2a3a6fef150ba7028a89356b02a8a8dfc5a973803cb3f3e33dd75d0f48c8d343eaeb24f8f49bf8858d95b2bd9029c82111a58962e026
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Marcus Wallenberg Laboratory MWL
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 107 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 128 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf