Module also offered within study programmes:
General information:
Annual:
2017/2018
Code:
RIA-1-407-s
Name:
Architectural acoustics
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Acoustic Engineering
Semester:
4
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr hab. inż, prof. AGH Kamisiński Tadeusz (kamisins@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż, prof. AGH Kamisiński Tadeusz (kamisins@agh.edu.pl)
dr inż. Rubacha Jarosław (jrubacha@agh.edu.pl)
dr inż. Pilch Adam (apilch@agh.edu.pl)
dr inż. Flach Artur (flach@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Umie współpracować ze specjalistami z innych branż zaangażowanych w tworzenie projektu architektonicznego np. wentylacja i klimatyzacja, instalacje sanitarne. IA1A_K01 Case study,
Participation in a discussion,
Involvement in teamwork
M_K002 Ma świadomość potrzeb muzyków, dyrygentów, producentów i realizatorów oświetlenia i potrafi je uwzględnić przy tworzeniu wytycznych do projektu adaptacji akustycznej. IA1A_K02, IA1A_K06, IA1A_K03 Activity during classes,
Presentation,
Project,
Case study,
Participation in a discussion,
Involvement in teamwork
Skills
M_U001 Potrafi zestawić tory pomiarowe odpowiednie do mierzonej wielkości: współczynnik pochłaniania dźwieku, parametry akustyczne pomieszczeń, moc akustyczna. IA1A_U01, IA1A_U05, IA1A_U24 Activity during classes,
Execution of laboratory classes,
Involvement in teamwork
M_U002 Potrafi wykonać pomiar współczynnika pochłaniania dźwięku, parametrów akustycznych pomieszczeń oraz mocy akustycznej przy wykorzystaniu odpowiednich urządzeń. Jest w stanie oszacować czas trwania pomiaru. IA1A_U15, IA1A_U01, IA1A_U10, IA1A_U05, IA1A_U20, IA1A_U17, IA1A_U16 Activity during classes,
Report,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes,
Involvement in teamwork
M_U003 Umie opracować dane z pomiarów akustycznych w oparciu i odniesieniu do odpowiednich norm i aktów prawnych. IA1A_U15, IA1A_U01, IA1A_U17, IA1A_U16 Report
M_U004 Umie przeprowadzić analizę akustyczną pomieszczenia pod kątem konieczności zastosowania adaptacji akustycznej oraz określić jej zakres. IA1A_U19, IA1A_U20 Activity during classes,
Case study,
Participation in a discussion
M_U005 Potrafi wykonać wytyczne akustyczne do projektu adaptacji wnętrza uzależnione od funkcji pomieszczenia i dostępnych środków. IA1A_U19, IA1A_U20 Presentation,
Project,
Case study
Knowledge
M_W001 Ma wiedzę dotyczącą pomiarów podstawowych parametrów akustycznych pomieszczeń IA1A_W05, IA1A_W08, IA1A_W12 Report,
Execution of laboratory classes,
Involvement in teamwork
M_W002 Ma wiedzę dotyczącą pomiaru współczynnika pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej IA1A_W19, IA1A_W05, IA1A_W08 Report,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes
M_W003 Ma wiedzę dotyczącą wymagań pomieszczeń o akustyce kwalifikowanej IA1A_W12 Activity during classes,
Case study,
Participation in a discussion,
Involvement in teamwork
M_W004 Umie wymienić właściwości opisujące materiały wykorzystywane w adaptacjach akustycznych pomieszczeń. IA1A_W12 Activity during classes,
Participation in a discussion
M_W005 Zna założenia statystycznej teorii pola akustycznego. IA1A_W12 Activity during classes,
Participation in a discussion
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Umie współpracować ze specjalistami z innych branż zaangażowanych w tworzenie projektu architektonicznego np. wentylacja i klimatyzacja, instalacje sanitarne. - - + - - - - - - - -
M_K002 Ma świadomość potrzeb muzyków, dyrygentów, producentów i realizatorów oświetlenia i potrafi je uwzględnić przy tworzeniu wytycznych do projektu adaptacji akustycznej. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi zestawić tory pomiarowe odpowiednie do mierzonej wielkości: współczynnik pochłaniania dźwieku, parametry akustyczne pomieszczeń, moc akustyczna. - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi wykonać pomiar współczynnika pochłaniania dźwięku, parametrów akustycznych pomieszczeń oraz mocy akustycznej przy wykorzystaniu odpowiednich urządzeń. Jest w stanie oszacować czas trwania pomiaru. - - + - - - - - - - -
M_U003 Umie opracować dane z pomiarów akustycznych w oparciu i odniesieniu do odpowiednich norm i aktów prawnych. - - + - - - - - - - -
M_U004 Umie przeprowadzić analizę akustyczną pomieszczenia pod kątem konieczności zastosowania adaptacji akustycznej oraz określić jej zakres. - - + - - - - - - - -
M_U005 Potrafi wykonać wytyczne akustyczne do projektu adaptacji wnętrza uzależnione od funkcji pomieszczenia i dostępnych środków. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma wiedzę dotyczącą pomiarów podstawowych parametrów akustycznych pomieszczeń + - + - - - - - - - -
M_W002 Ma wiedzę dotyczącą pomiaru współczynnika pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej + - - - - - - - - - -
M_W003 Ma wiedzę dotyczącą wymagań pomieszczeń o akustyce kwalifikowanej + - - - - - - - - - -
M_W004 Umie wymienić właściwości opisujące materiały wykorzystywane w adaptacjach akustycznych pomieszczeń. + - - - - - - - - - -
M_W005 Zna założenia statystycznej teorii pola akustycznego. + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. Wprowdzenie

    Akustyka architektoniczna na tle innych nauk, historia obiektów o akustyce kwalifikowanej – amfiteatry, kościoły, sale koncertowe, uwarunkowania muzyczno-architektoniczne, rodzaje i kształty sal koncertowych i operowych, wielkości podstawowe w opisie akustyki architektonicznej.

  2. Właściwości akustyczne materiałów budowlanych

    Typowe konstrukcje budowlane, ściany, stropy, dachy – terminologia i zastosowanie wybranych rozwiązań. Zastosowanie materiałów budowlanych w projektowaniu pomieszczeń o akustyce kwalifikowanej.

  3. Modelowanie pola akustycznego

    Zasady modelowania pola akustycznego, model fizyczny, falowy, geometryczny, statystyczny: możliwości i ograniczenia. Metoda źródeł pozornych i promieniowa w programach komputerowych, podstawy tworzenia modeli numerycznych.

  4. Geneza parametrów akustycznych pomieszczeń

    Parametry obiektywne i subiektywne – definicja, geneza i powiązania, sposób pomiaru parametrów obiektywnych.

  5. Wymagane parametry dla wnętrz o akustyce kwalifikowanej

    Pomieszczenia o akustyce kwalifikowanej – rodzaje, wymagania. Wartości zalecane parametrów akustycznych. Przykłady pomieszczeń o dobrej i złej akustyce

  6. Akustyka małych pomieszczeń cz. 1

    Podstawy projektowania małych pomieszczeń – analiza modów rezonansowych, kryteria doboru geometrii.

  7. Akustyka małych pomieszczeń cz. 2

    Kształtowanie pierwszych odbić, dobór materiałów adaptacyjnych. Projektowanie reżyserni, pokojów odsłuchowych, studiów nagrań.

  8. Sale koncertowe i operowe

    Rozwój i klasyfikacja sal koncertowych i operowych. Podstawy kształtowania akustyki w salach koncertowych i operowych, wymagania akustyczne i pozaakustyczne mające znaczenie dla projektanta akustyki, kształtowanie pierwszego odbicia, rozproszenia pola akustycznego, sceny.

  9. Elementy wnętrz kształtujące pole akustyczne

    Kształtowanie i analiza pierwszego odbicia, znaczenie orkiestronu, sceny, balkonów, ekranów refleksyjnych, widowni, tylnej ściany itd. dla akustyki pomieszczenia.

  10. Sale o modyfikowanej akustyce

    Sposoby regulacji akustyki w pomieszczeniu, możliwości regulacji objętości, ilości widzów, pola powierzchni dźwiękochłonnej. Podstawy modelowania własności akustycznych kurtyn

  11. Metody oceny jakości akustycznej sal (metoda Beranka i Ando)

    Ocena parametrów akustycznych wnętrza, metoda Beranka, Ando, metody parametryczne, metody wskaźnikowe, metody auralizacyjne.

  12. Metody badawcze w akustyce architektonicznej

    Metody pomiaru parametrów akustycznych wnętrz według normy ISO 3382 -1, -2 i -3, wymagania i pomiary według wytycznych EBU/ITU, pomiary parametrów akustycznych materiałów i ustrojów akustycznych.

  13. Wymagane parametry dla wnętrz o akustyce kwalifikowanej

    Pomieszczenia o akustyce kwalifikowanej – rodzaje, wymagania. Wartości zalecane parametrów akustycznych. Podział ze względu na wielkość i sposób analizy. Przykłady pomieszczeń o dobrej i złej akustyce

  14. Przykładowe realizacje adaptacji akustycznej pomieszczeń

    Studium przypadku adaptacji akustycznych, podstawy wykonywania wytycznych akustycznych do projektów architektonicznych, analiza rysunków architektonicznych wybranych obiektów.

Laboratory classes:
  1. Pomiar czasu pogłosu w pomieszczeniach

    • Zapoznanie studentów z metodami pomiaru czasu pogłosu metodą całkowania odpowiedzi impulsowej oraz szumu przerywanego wg normy PN-EN ISO 3382-2,
    • Dobór aparatury do wykonania pomiarów: źródła dźwięku, mikrofonów pomiarowych oraz systemu do rejestracji przebiegów,
    • Przygotowanie pomieszczenia do pomiarów: dobór ilości oraz rozmieszczenia punktów pomiarowych, zestawienie toru pomiarowego,
    • Przeprowadzenie pomiarów metodą całkowania odpowiedzi impulsowej i szumu przerywanego
    • Przekazanie wskazówek dotyczących opracowania wyników pomiarów oraz sporządzenia sprawozdania.

  2. Pomiar współczynnika pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej

    • Zapoznanie studentów z metodą pomiaru współczynnika pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej wg normy PN-EN ISO 354:2005,
    • Zapoznanie z różnymi typami montażu próbek materiałów do badań. W szczególności materiałów stosowanych do adaptacji akustycznych wnętrz, takich jak, okładziny ścienne, sufity podwieszane, kurtyny, fotele oraz pochłaniacze przestrzenne,
    • Przygotowanie stanowiska pomiarowego do przeprowadzenia badań; montaż próbki zgodnie obowiązującymi zaleceniami normowymi, zestawienie toru pomiarowego,
    • Przeprowadzenie pomiarów czasu pogłosu w komorze pogłosowej metodą całkowania odpowiedzi impulsowej dla różnego rodzaju próbek przy różnych typach montażu,
    • Przekazanie wskazówek dotyczących opracowania wyników pomiarów oraz sporządzenia sprawozdania.

  3. Materiały i ustroje akustyczne do adaptacji akustycznej wnętrz

    • Zapoznanie z powszechnie stosowanymi materiałami dźwiękochłonnymi do kształtowania akustyki pomieszczeń; okładziny ścienne, sufity podwieszane, kurtyny, fotele oraz pochłaniacze przestrzenne,
    • Zapoznanie ze sposobami montażu ustrojów i materiałów akustycznych oraz ich parametrami akustycznymi,
    • Pomiar współczynnika pochłaniania dźwięku typowych materiałów i wyznaczenie wpływu sposobu montażu i zabezpieczenia powierzchni wierzchniej na właściwości dźwiękochłonne,
    • Przekazanie wskazówek dotyczących opracowania wyników pomiarów oraz sporządzenia sprawozdania.

  4. Modelowanie akustyki pomieszczenia – wprowadzenie

    • Zapoznanie metodami modelowania pola akustycznego we wnętrzach; modele fizyczne i statystyczne,
    • Dostrzeżenie i omówienie ograniczeń poszczególnych metod modelowania pola akustycznego,
    • Dobór aparatury i zestawienie stanowiska do wykonania pomiarów parametrów akustycznych w modelu fizycznym (model komory pogłosowej w skali 1:8): źródło dźwięku, mikrofony pomiarowe oraz system do rejestracji przebiegów,
    • Pomiar parametrów akustycznych w fizycznym modelu pomieszczenia w skali;
    • Przeskalowanie wyników do modelu pełnowymiarowego,
    • Przekazanie wskazówek dotyczących opracowania wyników pomiarów oraz sporządzenia sprawozdania.

  5. Modelowanie akustyki pomieszczenia – zapoznanie z programem CATT-Acoustic

    • Zapoznanie z obsługą programu; podstawowe funkcje, tworzenie nowego projektu, struktura plików wsadowych (pliki ze zdefiniowaną geometrią i materiałami .GEO, plik z definicja źródeł dźwięku .SRC, plik z definicją odbiorników .REC) i wynikowych,
    • Omówienie zasad tworzenia geometrii pomieszczeń w programie CATT-Acoustic, unikanie błędów przy modelowaniu geometrii,
    • Wydanie tematów projektów indywidualnych obejmujących: pomiary i ocenę parametrów akustycznych istniejących wnętrz, projekt adaptacji akustycznej wnętrza,
    • Omówienie wymagań i warunków zaliczenia projektu.

  6. Pomiary parametrów akustycznych dużego pomieszczenia

    • Zapoznanie studentów z metodą pomiaru współczynnika pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej wg normy PN-EN ISO 354:2005,
    • Zapoznanie z różnymi typami montażu próbek materiałów do badań. W szczególności materiałów stosowanych do adaptacji akustycznych wnętrz, takich jak, okładziny ścienne, sufity podwieszane, kurtyny, fotele oraz pochłaniacze przestrzenne,
    • Przygotowanie stanowiska pomiarowego do przeprowadzenia badań; montaż próbki zgodnie obowiązującymi zaleceniami normowymi, zestawienie toru pomiarowego,
    • Przeprowadzenie pomiarów czasu pogłosu w komorze pogłosowej metodą całkowania odpowiedzi impulsowej dla różnego rodzaju próbek przy różnych typach montażu,
    • Przekazanie wskazówek dotyczących opracowania wyników pomiarów oraz sporządzenia sprawozdania.

  7. Pomiary parametrów akustycznych małego pomieszczenia

    • Obliczenie częstotliwości własnych wybranego pomieszczenia,
    • Analiza rozkładu modów rezonansowych,
    • Pomiar charakterystyk czasowych i częstotliwościowych.

  8. Projektowanie akustyki wnętrza – określenie funkcji pomieszczenia, dobór i rozmieszczenie materiałów, wady akustyczne

    • Zapoznanie z zasadami formułowania wytycznych akustycznych do projektów wykonawczych pomieszczeń kwalifikowanych akustycznie,
    • Sformułowanie założeń w zakresie akustyki wnętrz do projektu wykonawczego pomieszczeń,
    • Zapoznanie z podstawowymi wadami akustycznymi w pomieszczeniach,
    • Identyfikacja wad pomiarowych na podstawie pomiarów lub dokumentacji projektowej pomieszczenia,
    • Projekt adaptacji akustycznej wnętrza pozwalającej na wyeliminowanie wad akustycznych w pomieszczeniu,
    • Pomiarowa weryfikacja uzyskanego efektu.

  9. Modelowanie akustyki pomieszczenia –modelowanie geometrii pomieszczenia

    • Wykonanie modelu geometrii danego pomieszczenia; bezpośrednia definicja punktów i płaszczyzn w edytorze CATT-Acoustic, płaszczyzny zagnieżdżone, zmienne lokalne i globalne, tworzenie punktów i płaszczyzn w pętlach, import geometrii sali w formacie .DXF,
    • Zdefiniowanie własności akustycznych powierzchni tworzących model geometryczny; współczynnik pochłaniania dźwięku, współczynnik rozproszenia dźwięku, współczynnik przenikania dźwięku,
    • Omówienie zasad definiowania oraz rozmieszczania źródeł dźwięku i odbiorników w modelu.

  10. Modelowanie akustyki pomieszczenia – symulacja parametrów akustycznych

    • Zapoznanie z możliwościami obliczeniowymi programu CATT-Acoustic; wyznaczanie rozkładów parametrów akustycznych nad powierzchnią widowni, obliczenie parametrów akustycznych w wybranych punktach, wyznaczenie odpowiedzi impulsowych do auralizacji,
    • Ustawienie parametrów do przeprowadzenia symulacji właściwych dla danego wnętrza,
    • Przeprowadzenie symulacji, weryfikacja uzyskanych wyników w celu wyeliminowania błędów numerycznych, wyeksportowanie wyników symulacji.

  11. Modelowanie akustyki pomieszczenia –strojenie modelu pomieszczenia

    • Zapoznanie z zasadami walidacji modelu komputerowego na podstawie wyników pomiarów w obiekcie rzeczywistym,
    • Naprawa błędów generowanych podczas tworzenia geometrii,
    • Analiza i kształtowanie pierwszych odbić, implementacja w modelu elementów kierujących dźwięk,
    • Identyfikacja wad akustycznych w pomieszczeniu na podstawie modelu,
    • Omówienie problemów powstałych przy realizacji projektów.

  12. Modelowanie akustyki pomieszczenia –analiza wyników

    • Przedstawienie możliwości symulacyjnych programu CATT-Acoustic w zakresie predykcji parametrów akustycznych pomieszczeń,
    • Obliczenia parametrów akustycznych na modelu własnym lub wydanym przez prowadzącego zajęcia,
    • Testowanie czułości parametrów akustycznych na zmiany geometryczne i materiałowe modelu,
    • Omówienie problemów przy przeprowadzaniu adaptacji akustycznej w projekcie realizowanym przez studentów.

  13. Zaliczenie

    • Analiza zawartości projektów pod kątem poprawności merytorycznej i formalnej,
    • Zaliczanie kolokwiów i innych zaległości.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 107 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Contact hours 57 h
Preparation for classes 15 h
Completion of a project 20 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 15 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Średnia z kolokwiów – 40%
Ocena z projektu – 60%

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość podstaw propagacji dźwięku w przestrzeni otwartej i zamkniętej.
Podstawowa znajomość teorii sygnałów

Recommended literature and teaching resources:

Barron M., Auditorium Acoustics and Architectural Design, Spon Press, London 2009
Beranek L., Concert Halls and Opera Houses, Springer 2010
Everest F.A., Podręcznik Akustyki, Sonia Draga, Katowice 2009
Makarewicz R., Dźwięki i fale, Wydawnictwo UAM, Poznań 2003
Makarewicz R., Wstęp do akustyki teoretycznej, Wydawnictwo UAM, Poznań 2005
Kulowski A., Akustyka Sal, Wydawnictwo PG, Gdańsk 2011
Kuttruff H., Room acoustics, Taylor & Francis, London 2009

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None