Comfort
Akoestiek
Inleiding
We spreken over hoorbaar geluid.
Latijns synoniem – sonic “ultrasone, infrasone geluidsgebied”
Persona : per sonare “to sound through” = karakter
Geluid, enkele eigenschappen
• heeft invloed op onze gevoelens
• kan de hoeveelheid adrenaline in ons bloed laten verhogen
• Akoestisch geheugen, geluiden kunnen herinneringen naar boven brengen
• Kan mensen verbinden
• Is altijd aanwezig !
• Is een belangrijk communicatiemiddel !
Wat is geluid?
• Is de hoorbare verandering van luchtdruk
• Is ook iedere verandering van de dichtheid van een elastisch medium
• Elk trillend object kan deze variaties opwekken
• beweegt zich voort als een longitudinale golf van dichtheidswisselingen in het medium
Eigenschappen van geluid
• Hoe hoger de frequentie van het trillend object, hoe hoger de toon of toonhoogte van het geluid
• Een complex geluid bestaat uit trillingen met meerdere frequenties of tonen
• De grondtoon is dan de laagste frequentie die wordt geproduceerd
• Een boventoon is een component van het complexe geluid waarvan de frequentie een veelvoud
is vandie van de grondtoon
• De klankkleur of timbre wordt bepaald door de verhouding van de boventonen tot de grondtoon
Frequentie f [Hz]
• Drukt uit hoe vaak iets gebeurt of voorkomt binnen een bepaalde tijd
• Het aantal golftoppen (of –dalen) per seconde
Amplitude pA
• Is de grootte, of sterkte, van een trilling
• De waarde vanaf de nul tot aan de maximale uitslag (sterkte) van een golf
Golflengte ʎ [m]
• Is de lengte van het herhalingsmotief van een sinusoïdale golf
• D.w.z. de afstand tussen twee opeenvolgende punten met dezelfde
fase, zoals de toppen van een sinusvormige golf
1
, Golfverschijnselen en geluid
• Zuivere toon
o Bevat slechts één frequentie (sinusoïdaal)
• Ruis
o Is geluid met een niet-periodisch verloop
o geluid met willekeurige variaties in een signaal
Geluidsdruk p(t)
• normale spraak (op 1 meter van de spreker)
o ongeveer 20mPa
• zwakst hoorbare geluid
o 20 μPa
• pijngrens
o 20 à 100 Pa
• amplitudebereik hoorbare drukvariaties
o 107
De meeste geluiden kunnen worden opgebouwd als een som of integraal van zuivere tonen, die elk een
eigen frequentie en amplitude hebben
Karakteristieken van geluid
• Amplitudemodulaties
o variaties van de sterkte van het geluid in de tijd
• Spectrale analyse, klankkleur
o samenstelling van het geluid
Geluidssnelheid 𝑐𝑐 (m/s)
• De snelheid waarmee geluidsgolven zich voortbewegen
• Hangt af van de vastheid, de dichtheid ρ en de temperatuur T van het voortplantingsmedium
• In lucht bij kamertemperatuur is 𝑐𝑐 = 343 m/s
• In vloeistoffen is 𝑐𝑐 meestal hoger
o Dichtheid ρ
o Compressiemodulus K
• In vaste stoffen
o Elasticiteitsmodulus E
o Dichtheid ρ
• De snelheid 𝑐𝑐 is quasi-onafhankelijk van de frequentie van het geluid
Geluidsintensiteit I [W/m2]
• Geluidsintensiteit wordt gewoonlijk weergegeven als het vermogen per eenheid van oppervlakte:
2
, • 𝐼𝐼 kan ook worden uitgedrukt als het product van de rms druk en de rms deeltjessnelheid v:
• Voor een vlakke golf is dit equivalent met:
Geluiddrukniveau
• Superpositie van meerdere bronnen
• Samenstellen van geluiddrukniveaus
Geluid in architectuur
Geluidsbron
• Puntbron (kleine bron)
• Lijnbron (snelweg)
• Vlakke bron (raam, deur)
Horen en spreken
• In gesloten ruimte = meer nagalm/geluidsreflecties => meer lawaai
=> onverstaanbaar
=> veel meer lawaai door bv individuele communicatie => niet hoorbaar
• Menselijke stem -> beperkt hoorbaar
o Romeinen
♦ Altijd buiten -> beperkte bereikbaarheid
o Napoleon
♦ Gaf toespraken in ruimte
-> meer reflecties
-> groter bereik
3
, Het spraakorgaan
• Spraak
o Is opgebouwd in klanken die ontstaan ter plaatse van de stembanden of in de mondholte
(de bron) door snel variabele luchtstromingen
o Bevat lage, midden en hoge tonen
o Belangrijkste frequenties 500- 3000 Hz
• Klinkers
o Hoger geluidsniveau
o Vooral energie bij lage frequenties
o Meer energie dan medeklinkers
• Medeklinkers
o Minder hoog geluidsniveau dan klinkers
o Bevatten meer energie bij hoge frequenties
Het gehoor
• Unieke eigenschappen van het gehoor
o Halve tonen (21/12)
o Verdubbeling van frequentie (octaven)
o Akkoorden, meerdere geluiden tegelijkertijd horen
o “Omnidirectioneel karakter”
o We kunnen onze oren niet sluiten zoals onze ogen
o Akoestische geheugen – emoties
o Gehoororgaan = cochlea
• ≠ horen, luisteren, en verstaan
o Horen
♦ fysiologisch proces
♦ gebeurt zonder onze aandacht
♦ ervaren wat er om ons heen gebeurt
o Luisteren
♦ cognitief proces
♦ aandacht
♦ uitwisseling van informatie, communicatie
• Ondanks de uniciteit van het geluid, oriënteren mensen zich voornamelijk op zicht enz...
• Hoe verder we (in de buitenomgeving) verwijderd zijn van de geluidsbron, hoe minder aandacht we
hieraan gaan schenken
o In een lokaal is dit niet zo
♦ Harde oppervlakken weerkaatsen het geluid, waardoor iedereen de geluidsbron kan verstaan
4
Akoestiek
Inleiding
We spreken over hoorbaar geluid.
Latijns synoniem – sonic “ultrasone, infrasone geluidsgebied”
Persona : per sonare “to sound through” = karakter
Geluid, enkele eigenschappen
• heeft invloed op onze gevoelens
• kan de hoeveelheid adrenaline in ons bloed laten verhogen
• Akoestisch geheugen, geluiden kunnen herinneringen naar boven brengen
• Kan mensen verbinden
• Is altijd aanwezig !
• Is een belangrijk communicatiemiddel !
Wat is geluid?
• Is de hoorbare verandering van luchtdruk
• Is ook iedere verandering van de dichtheid van een elastisch medium
• Elk trillend object kan deze variaties opwekken
• beweegt zich voort als een longitudinale golf van dichtheidswisselingen in het medium
Eigenschappen van geluid
• Hoe hoger de frequentie van het trillend object, hoe hoger de toon of toonhoogte van het geluid
• Een complex geluid bestaat uit trillingen met meerdere frequenties of tonen
• De grondtoon is dan de laagste frequentie die wordt geproduceerd
• Een boventoon is een component van het complexe geluid waarvan de frequentie een veelvoud
is vandie van de grondtoon
• De klankkleur of timbre wordt bepaald door de verhouding van de boventonen tot de grondtoon
Frequentie f [Hz]
• Drukt uit hoe vaak iets gebeurt of voorkomt binnen een bepaalde tijd
• Het aantal golftoppen (of –dalen) per seconde
Amplitude pA
• Is de grootte, of sterkte, van een trilling
• De waarde vanaf de nul tot aan de maximale uitslag (sterkte) van een golf
Golflengte ʎ [m]
• Is de lengte van het herhalingsmotief van een sinusoïdale golf
• D.w.z. de afstand tussen twee opeenvolgende punten met dezelfde
fase, zoals de toppen van een sinusvormige golf
1
, Golfverschijnselen en geluid
• Zuivere toon
o Bevat slechts één frequentie (sinusoïdaal)
• Ruis
o Is geluid met een niet-periodisch verloop
o geluid met willekeurige variaties in een signaal
Geluidsdruk p(t)
• normale spraak (op 1 meter van de spreker)
o ongeveer 20mPa
• zwakst hoorbare geluid
o 20 μPa
• pijngrens
o 20 à 100 Pa
• amplitudebereik hoorbare drukvariaties
o 107
De meeste geluiden kunnen worden opgebouwd als een som of integraal van zuivere tonen, die elk een
eigen frequentie en amplitude hebben
Karakteristieken van geluid
• Amplitudemodulaties
o variaties van de sterkte van het geluid in de tijd
• Spectrale analyse, klankkleur
o samenstelling van het geluid
Geluidssnelheid 𝑐𝑐 (m/s)
• De snelheid waarmee geluidsgolven zich voortbewegen
• Hangt af van de vastheid, de dichtheid ρ en de temperatuur T van het voortplantingsmedium
• In lucht bij kamertemperatuur is 𝑐𝑐 = 343 m/s
• In vloeistoffen is 𝑐𝑐 meestal hoger
o Dichtheid ρ
o Compressiemodulus K
• In vaste stoffen
o Elasticiteitsmodulus E
o Dichtheid ρ
• De snelheid 𝑐𝑐 is quasi-onafhankelijk van de frequentie van het geluid
Geluidsintensiteit I [W/m2]
• Geluidsintensiteit wordt gewoonlijk weergegeven als het vermogen per eenheid van oppervlakte:
2
, • 𝐼𝐼 kan ook worden uitgedrukt als het product van de rms druk en de rms deeltjessnelheid v:
• Voor een vlakke golf is dit equivalent met:
Geluiddrukniveau
• Superpositie van meerdere bronnen
• Samenstellen van geluiddrukniveaus
Geluid in architectuur
Geluidsbron
• Puntbron (kleine bron)
• Lijnbron (snelweg)
• Vlakke bron (raam, deur)
Horen en spreken
• In gesloten ruimte = meer nagalm/geluidsreflecties => meer lawaai
=> onverstaanbaar
=> veel meer lawaai door bv individuele communicatie => niet hoorbaar
• Menselijke stem -> beperkt hoorbaar
o Romeinen
♦ Altijd buiten -> beperkte bereikbaarheid
o Napoleon
♦ Gaf toespraken in ruimte
-> meer reflecties
-> groter bereik
3
, Het spraakorgaan
• Spraak
o Is opgebouwd in klanken die ontstaan ter plaatse van de stembanden of in de mondholte
(de bron) door snel variabele luchtstromingen
o Bevat lage, midden en hoge tonen
o Belangrijkste frequenties 500- 3000 Hz
• Klinkers
o Hoger geluidsniveau
o Vooral energie bij lage frequenties
o Meer energie dan medeklinkers
• Medeklinkers
o Minder hoog geluidsniveau dan klinkers
o Bevatten meer energie bij hoge frequenties
Het gehoor
• Unieke eigenschappen van het gehoor
o Halve tonen (21/12)
o Verdubbeling van frequentie (octaven)
o Akkoorden, meerdere geluiden tegelijkertijd horen
o “Omnidirectioneel karakter”
o We kunnen onze oren niet sluiten zoals onze ogen
o Akoestische geheugen – emoties
o Gehoororgaan = cochlea
• ≠ horen, luisteren, en verstaan
o Horen
♦ fysiologisch proces
♦ gebeurt zonder onze aandacht
♦ ervaren wat er om ons heen gebeurt
o Luisteren
♦ cognitief proces
♦ aandacht
♦ uitwisseling van informatie, communicatie
• Ondanks de uniciteit van het geluid, oriënteren mensen zich voornamelijk op zicht enz...
• Hoe verder we (in de buitenomgeving) verwijderd zijn van de geluidsbron, hoe minder aandacht we
hieraan gaan schenken
o In een lokaal is dit niet zo
♦ Harde oppervlakken weerkaatsen het geluid, waardoor iedereen de geluidsbron kan verstaan
4
