ÍNDICE 

Objetivos………………………………………………………………………………………………………….página 1

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Introducción….……………………………………………………………………………….….……..páginas 1 y 2

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Desarrollo………………………………………………………………………………………….………páginas 3-14

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Resultados realistas del diseño..……………………………………………….……………..páginas 15-17

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Bibliografía……………………………...………………………………….………………….……………..página 18

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OBJETIVOS: En este trabajo diseñaremos un aula o sala de reuniones bien acondicionada desde el punto de vista de la acústica. Elegiremos las dimensiones, formas, materiales adecuados, ubicación, etc., haciendo uso de los conceptos y fórmulas explicados en clase.

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INTRODUCCIÓN: El tiempo de reverberación se describe como el tiempo que transcurre desde que la emisión de un ruido para, hasta que el valor de la presión sonora sea la millonésima parte de su valor primitivo. Éste es directamente proporcional al volumen del aula, ya que depende del número de reflexiones. Además, las ondas reflejadas se amortiguan cuando las ondas chocan contra las paredes absorbentes, por lo que es inversamente proporcional a la absorción del local. Para calcular el tiempo de reverberación del aula emplearemos la Fórmula de Sabine:

Donde T es el tiempo de reverberación (segundos), V es el volumen de la sala ( ) y A es el área de absorción acústica equivalente de la sala, que obtenemos a partir de la siguiente fórmula:

Donde:  Absorción superficial  Absorción elementos  Absorción del aire (donde m es el coeficiente de atenuación del aire expresado en )

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El tiempo de reverberación óptimo depende del uso al que el aula esté destinada, según esta tabla.

En función de a qué uso esté destinado el local que estemos estudiando, modificaremos sus dimensiones y características para conseguir un tiempo de reverberación óptimo. Éste se obtiene a partir de la siguiente fórmula:  Donde los valores k, u, i se obtienen a partir de esta tabla:

En cuanto al nivel sonoro de una sala, distinguimos: -Campo cercano: aquel que se tiene a distancias muy cercanas a la fuente sonora, donde la longitud de onda es del mismo orden de magnitud de las dimensiones de la fuente. -Campo lejano: es la distancia donde a partir de ella el tamaño de la fuente no influye. -Campo libre: es el espacio donde campo sonoro y campo libre actúan de manera similar. -Campo reverberado: donde se cumplen las predicciones de Sabine sobre la reverberación. 2

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DESARROLLO: En la fase inicial, deben elegirse la forma y dimensiones del recinto compaginando al máximo los criterios acústicos y los estéticos. Es primordial definir las dimensiones en función del tiempo de reverberación óptimo y el aforo que tendrá la sala. El techo es la mayor superficie que puede transmitir el sonido de forma homogénea hacia la audiencia. Su altura es vital en el diseño, ya que modifica el volumen de la sala y la transmisión adecuada del sonido hacia la audiencia. En una sala de conciertos suele situarse una placa reflectora detrás de la orquesta (tornavoz) y también se sitúan paneles reflectores en el techo para dirigir el sonido hacia la audiencia. El suelo debe tener la forma más adecuada para limitar el fenómeno de la difracción en las cabezas de los oyentes. Factores que modifican las cualidades acústicas de una sala: Existen varios factores que modifican la acústica de una sala. Algunos de ellos se basan en criterios objetivos, mientras otros lo hacen en factores más intangibles. Por esta razón no existe una acuerdo completo acerca de cuáles deben ser los valores de algunos de ellos para obtener una buena acústica. -Factores objetivos: 1. Reflexión de las ondas sonoras en paredes y techos: cuando hay muchas superficies planas reflectoras se producen multitud de ondas reflejadas. Para reducirlas, es habitual colocar sobre las paredes y techo materiales absorbentes, que eviten ecos y valores demasiado altos del tiempo de reverberación. 2. Distribución uniforme del sonido: requiere un cuidadoso diseño del aula y los materiales interiores. 3. Intensidad sonora suficiente en toda la sala: la intensidad sonora producida en el escenario debe adecuarse al tamaño de la sala. Con poca intensidad hay zonas en las que no se oye, con demasiada se produce un efecto estruendoso. 4. Eliminación de ruidos no deseados: buen aislamiento al ruido exterior e interior. -Factores subjetivos: 1. Intimidad: se define como el intervalo de tiempo entre la llegada del sonido directo y del primer sonido reflejado a un punto de la sala. Se dice que este tiempo no debe ser mayor que 20 milisegundos para que el público no se sienta aislado de la fuente. 2. Dirección de la que llega el sonido reflejado: cada oyente es capaz de situar la fuente sonora espacialmente si el sonido reflejado proviene de las paredes de la sala, es decir, si el sonido percibido por los dos oídos es diferente. Sin 3

embargo, no puede hacerlo si proviene del techo. Este hecho tiene relación con la anchura de la sala: en una sala ancha, los primeros rayos sonoros reflejados llegan a cada oyente desde el techo. En una estrecha llegan primero los reflejados en las paredes laterales. Por tanto, las salas estrechas son preferidas a las anchas. Reglas para obtener una buena acústica: El campo de la Acústica Arquitectónica no está del todo desarrollado, ya que descansa fuertemente en juicios subjetivos y criterios estéticos. Aunque se han realizado medidas y experimentos, no parece fácil llegar a la definición definitiva de las características que hacen que una sala sea buena desde el punto de vista acústico. Sin embargo existen unas normas básicas que deberían cumplirse: 1. Modificar la forma, orientación y material de las superficies en las que se pueden originar ecos y evitar que el sonido se concentre en puntos determinados. 2. Procurar que el sonido se distribuya uniformemente y que la intensidad sonora sea suficiente en toda la sala. 3. Evitar la aparición de ruidos de fondo, tanto internos como externos. 4. Favorecer las reflexiones en el escenario, de modo que las primeras ondas reflejadas se propaguen con muy poco retraso respecto del sonido directo. 5. Diseñar salas que mezclen los sonidos, de forma que el sonido que llegue al oído izquierdo de cada oyente sea diferente del que llegue a su oído derecho. Defectos acústicos y formas caprichosas: En una sala, los ecos se producen a menudo en superficies planas orientadas en direcciones incorrectas, o en superficies cóncavas que tienden a concentrar el sonido en algunos puntos. Un efecto muy molesto se produce cuando dos paredes planas, buenas reflectoras del sonido, se sitúan una frente a otra. Un sonido que se produce entre estas dos paredes se refleja en ambas, rebota simultáneamente en una y otra, produciendo un eco similar a una vibración. Este efecto puede evitarse recubriéndolas con un material absorbente. Para superficies cóncavas, dependiendo de la distancia de la fuente sonora a la pared y del radio de curvatura, puede producirse una focalización o una dispersión de los rayos reflejados en la pared. Por esta razón, cuando un conjunto orquestal se coloca frente a una pared curva, puede ocurrir que cada grupo de instrumentos sea reflejado en una dirección diferente a los demás, o que, debido a la focalización, la intensidad en algunos puntos de la sala sea muy grande y en otros puntos 4

prácticamente nula. Estos efectos se producen en algunas construcciones, siendo quizás una de las más conocidas la galería de los susurros de la Catedral de San Pablo en Londres. El ruido de fondo: Para una correcta compresión del mensaje vocal es necesario que el nivel de señal útil (sonido directo y primeras reflexiones) supere al nivel del ruido de fondo. Este consta de dos elementos: - Ruido generado en el interior del recinto. Ej.: los ruidos por los climatización, de iluminación, de calefacción, de megafonía, etc.

sistemas de

- Ruido procedente del exterior. Ej.: el trafico, ruidos producidos en salas adyacentes, etc. Para evaluar si el ruido presente en una sala es o no molesto para el oyente, se mide para las 8 bandas de octava comprendidas entre 63 Hz. y 8 kHz. y se compara con las curvas estandarizadas, conocidas como curvas NC (“noise criteria”). Existe una curva indicada para cada tipo de sala y que tiene en cuenta la distinta sensibilidad auditiva frente a la frecuencia. Es decir, el máximo nivel sonoro permitido es mayor en bajas frecuencias que en altas, ya que el oído es menos sensible a medida que la frecuencia disminuye En esta tabla aparecen las curvas NC recomendadas para algunos recintos y su nivel sonoro equivalente. Este valor se corresponde con el nivel de presión sonora del ruido de fondo, con ponderación A, que tiene en cuenta la sensibilidad del oído frente a la frecuencia y está más relacionado con la sonoridad (nivel percibido) del sonido. TIPOS DE RECINTOS Sala de ordenadores Despachos/bibliotecas Salas de conferencias/aulas

CURVA NC 35-45 30-35 20-30

EQUIVALENCIA EN dBA 46-55 42-46 33-42

Para este trabajo nos centraremos en las salas de conferencias/aulas. El nivel de reverberación: Para que la inteligibilidad de la palabra sea buena es necesario que el nivel de señal esté por encima del nivel del sonido reverberante. Es decir, en la zona próxima a la fuente sonora (campo directo) la inteligibilidad es buena, pero al superar la distancia crítica (campo reverberante), la inteligibilidad empeora. El nivel de reverberación depende de los materiales utilizados en las superficies, disminuyendo cuanto más absorbentes sean. Cuanto mayor sea el nivel del campo 5

reverberante, menor será la distancia crítica y, por tanto, se reducirá la superficie donde el oyente tiene una buena inteligibilidad. Tiempo de reverberación: Se define como el tiempo que transcurre desde que la fuente cesa su emisión, hasta que la energía acústica presente en el interior de la sala cae 60 dB. Podemos calcular TR mediante las fórmulas basadas en la teoría estadística (Sabine). Todo recinto tiene un valor de TR óptimo, según la aplicación a la que se destine. Este valor es el TRmid, que se obtiene como la media aritmética del tiempo de reverberación en las bandas de octava centradas en 500 y 1000 Hz, cuando la sala está ocupada. A continuación aparecen tabulados algunos de estos valores, a los que se llegó después del análisis de distintas salas de reconocido prestigio internacional. TIPO DE SALA Salas de conferencias/aulas Salas polivalente Locutorios de radio

TRmid, SALA OCUPADA (seg) 0.7-1.0 1.2-1.5 0.2-0.4

De nuevo, nos quedaremos con los valores de las salas de conferencias/aulas Factores geométricos del aula: El aula tendrá una capacidad aproximada de unos 25 alumnos, lo que está dentro de los índices de ocupación que actualmente se observan en las enseñanzas primaria y media. En la cuestión de la forma, optaremos por un aula de planta rectangular, que tiene una fácil inserción modular dentro del desarrollo de cualquier proyecto arquitectónico escolar, siendo el lado donde se sitúa la pizarra tan largo como lo permita el confort visual de los alumnos, y con una profundidad tal que la disminución del nivel de presión sonora entre las primeras filas y las últimas no sea elevado (< 6 dBA). Además, esta dimensión no superará unos

m para evitar la presencia de ecos.

Así, seleccionamos una dimensión final de 7.20 m de ancho x 6.4 m de largo y 3 m de alto. El volumen del aula será entonces de unos 138 , y la superficie en planta de 46 .

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Mostramos a continuación el diseño del aula propuesta con sus respectivos materiales (intentando en la medida de lo posible que su coeficiente de absorción sea alto) y dimensiones:

-Materiales: 1. Techo de fibra de vidrio 2. Paredes pintadas hormigón 3. Suelo de linóleo 4. Ventanas y puerta de vidrio La madera de la tarima y mesas, así como la pizarra, no influyen. En la siguiente tabla detallamos los materiales utilizados con sus respectivos coeficientes de absorción, intentando que sean absorbentes para evitar ecos y reducir el número de ondas reflejadas: Paredes Frecuencia Coeficiente

Hormigón

Suelo Frecuencia Coeficiente

Linóleo

Techo Frecuencia Coeficiente

Suspendido

Vidrio Frecuencia Coeficiente

Absorción

Absorción

Absorción

Absorción

Pintadas 125 0.02

250 0.02

500 0.02

1000 0.02

2000 0.03

4000 0.06

125 0.06

250 0.11

500 0.15

1000 0.1

2000 0.08

4000 0.09

2000 0.8

4000 0.85

2000 0.02

4000 0.02

Fibra de 125 0.2

125 0.01

Vidrio 250 0.3

250 0.01

500 0.5

500 0.02

1000 0.6

1000 0.02

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-Dimensiones:

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La geometría planteada permite que en el fondo del aula haya un nivel sonoro de 61 dBA (por encima del ruido de fondo), y que la diferencia de niveles entre los primeros bancos y los últimos sea