Your Subtitle ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ Δ.Π.Θ. ΤΜΗΜΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ : ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗ Νίκος Κ. Μπάρκας Οι σημειώσεις βρίσκονται αναρτημένες στην ιστοσελίδα http : // eclass.duth.gr ΤΜD ΧΑΡΑΞΗ ΑΝΑΚΛΑΣΤΗΡΩΝ

Φαινόμενα ηχο-ανάκλασης : παραδοχές Σύμφωνα με την οπτική (τη λεγόμενη και γεωμετρική) χάραξη, η ηχο­ανάκλαση ακολουθεί μια συγκεκριμένη διαδρομή (όπου η γωνία ανάκλασης είναι ίση της γωνίας πρόσπτωσης). Σύμφωνα με την κυματική θεωρία της ηχοδιάχυσης, η ηχο-ανάκλαση διαχέεται προς όλες τις κατευθύνσεις σε συνάρτηση με το ηχητικό φάσμα, τη γωνία πρόσπτωσης, τις διαστάσεις και την ανακλαστική ικανότητα του τοίχου. - Στις τεχνικές εφαρμογές, με μια σειρά απλοποιητικών παραδοχών, η ηχο­ανάκλαση χαρακτηρίζεται από την κεντρική της δέσμη (κατά τους νόμους της γεωμετρικής οπτικής) και μια ποικιλία άλλων κατευθύνσεων (τις τοπικές συνθήκες ηχο-διάχυσης). - Ανάλογα με την διακύμανση των παραμέτρων απόκλισης η ηχοανάκλαση μπορεί να βελτιώσει ή να επιδεινώσει την ακουστική επικοινωνία.

Φαινόμενα ηχο-ανάκλασης 1 : Η ανάκλαση μιας ηχητικής ακτίνας κατά τους νόμους της γεωμετρικής οπτικής Κατά την πρόσπτωση του ήχου (ακτίνα 1 ~ 4) σε ένα λείο, ανακλαστικό τοίχο (2) πχ στο τυχαίο σημείο (3), η ηχοδιάδοση (ακτίνα 3 ~ 7) ακολουθεί τους κανόνες της γεωμετρικής οπτικής (η γωνία πρόσπτωσης 5 είναι ίση με τη γωνία ανάκλασης 6)

Κατά την πρόσπτωση του ήχου σε ένα λείο, ανακλαστικό τοίχο η ηχοδιάδοση φαίνεται να προέρχεται από μια συμμετρική ηχητική πηγή, είδωλο της αυθεντικής πηγής ως προς τον τοίχο. Φαινόμενα ηχο-ανάκλασης 2 : Η πηγή - είδωλο ως συνάρτηση της θέσης του τοίχου Μετά την ηχο-ανάκλαση, ο ήχος (ηχητική ακτίνα 3 ~ 5) φαίνεται να προέρχεται από μια συμμετρική ηχητική πηγή (σημείο 8), είδωλο της αυθεντικής πηγής (σημείο 1), ως προς τον τοίχο (επίπεδο 2). Όπως είναι γνωστό η πραγματική και η φαινόμενη ηχοδιαδρομή είναι ίσες (1 ~ 3 = 8 ~ 3) Ο ανακλώμενος, ως προς τον προσπίπτοντα ήχο παρουσιάζει : -χρονική καθυστέρηση, -μεταβολή έντασης, -αλλαγή φασματικής σύνθεσης.

Φαινόμενα ηχο-ανάκλασης 3 : Η ηχο-ανακλώμενη δέσμη ενός ανακλαστήρα Τα σημεία ανάκλασης επί του τοίχου (2) είναι θεωρητικώς άπειρα (άρα μπορούν να περιοριστούν ή να επεκταθούν όσο μας χρειάζεται) Το βέβαιο είναι πως η σχετική θέση της πηγής 1 ως προς τον ανακλαστήρα 2 προσδιορίζει τη θέση της πηγής - ειδώλου 3 και μας επιτρέπει την αλλαγή κατεύθυνσης της δέσμης εκπομπής (4~1~5) σε μια δέσμη ανάκλασης (7~3~6) Με μια σειρά παραδοχές αναφορικά με τα μήκη κύματος, τις διαστάσεις και την υφή του ανακλαστήρα, η δυνατότητα πρόβλεψης της δέσμης εκπομπής μπορεί να αξιοποιηθεί στην αρχιτεκτονική ακουστική.

ΧΑΡΑΞΗ ΑΝΑΚΛΑΣΤΗΡΩΝ 1 μικρή αίθουσα διαλέξεων με σκοπό την ακουστική ενίσχυση του ομιλητή (αμφιθέατρο Ελληνικού Κέντρου Έρευνας και Τεχνολογίας, περίπου 150 θέσεων)

1. Προσδιορίζουμε τη θέση του ομιλητή 2. Επιλέγουμε τον πρώτο ακροατή που θα ενισχύσουμε (στο παράδειγμα η 4 η σειρά) 3. Επιλέγουμε, σχετικά αυθαίρετα, το αρχικό σημείο του ανακλαστήρα (διαμορφώνουμε αρχιτεκτονικά την κόγχη της εξέδρας των ομιλητών) 4. Χαράζουμε την πορεία της προσδοκώμενης ηχοανάκλασης (από τον ομιλητή - στο σημείο ανάκλασης - στον ακροατή) 5. Βρίσκουμε τη διχοτόμο της δέσμης 6. Φέρουμε την κάθετο στην διχοτόμο ΧΑΡΑΞΗ ΑΝΑΚΛΑΣΤΗΡΩΝ 2

ΧΑΡΑΞΗ ΑΝΑΚΛΑΣΤΗΡΩΝ 3 7. Φέρουμε την γενέτειρα - ευθεία του ανακλαστήρα (την προηγούμενη κάθετο στη διχοτόμο) 8. Βρίσκουμε το είδωλο του ομιλητή 9. Προσδιορίζουμε το επιθυμητό μήκος του ανακλαστήρα σε σχέση με τα ανακλώμενα μήκη κύματος και την επιρροή του στην αίθουσα (στο παράδειγμα, από τον 4 ο μέχρι τον 11 ο θεατή)

ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΤΙΚΗ τρισδιάστατη χάραξη ανακλαστήρων οροφής Α. η προηγούμενη χάραξη του ανακλαστήρα σε αξονική τομή Β. προβολή των άκρων του ανακλαστήρα σε εγκάρσια τομή Δ. χάραξη του ανακλαστήρα σε εγκάρσια τομή Ε. περιστροφή της εγκάρσιας τομής ως προβολής της κάτοψης ΣΤ. προβολή του ανακλαστήρα από την εγκάρσια τομή στην κάτοψη Γ. προβολή του ανακλαστήρα από την αξονική τομή στην κάτοψη Ζ και Η. εύρεση του αναπτύγματος του ανακλαστήρα σε άνοψη

(Προσοχή ΔΕΝ μεταφέρουμε τα είδωλα από την αξονική τομή) Αναλυτική τρισδιάστατη χάραξη ανακλαστήρων οροφής (Α, Β, Δ) Α. η προηγούμενη χάραξη του ανακλαστήρα σε αξονική τομή Β. οι γραμμές προβολής του άνω και του κάτω ορίου του ανακλαστήρα από την αξονική τομή Δ. η εγκάρσια τομή της αίθουσας (Προσοχή με τις έγχρωμες γραμμές δίνονται οι προβολές στα επίπεδα ακρόασης των θεατών κι όχι οι στάθμες ανάβασης των σειρών) 1. Βρίσκουμε τα είδωλα της πηγής ως προς τις γραμμές προβολής του ανακλαστήρα (Προσοχή ΔΕΝ μεταφέρουμε τα είδωλα από την αξονική τομή) 2. Χαράζουμε το ωφέλιμο πλάτος στο άνω και κάτω όριο του ανακλαστήρα (πάνω στις γραμμές προβολής)

Αναλυτική τρισδιάστατη χάραξη ανακλαστήρων οροφής (Δ, Ε) Δ. η προηγούμενη χάραξη του ανακλαστήρα σε εγκάρσια τομή Ε. περιστροφή (ορθή προβολή) της εγκάρσιας τομής (Δ) ως προς την κάτοψη ΣΤ. οι γραμμές προβολής των άκρων του πάνω και του κάτω ορίου του ανακλαστήρα, από την εγκάρσια τομή στην κάτοψη

Αναλυτική τρισδιάστατη χάραξη ανακλαστήρων οροφής (Γ, Ζ, ΣΤ, Η) Γ. οι γραμμές προβολής των ορίων του ανακλαστήρα, από την αξονική τομή στην κάτοψη ΣΤ. οι γραμμές προβολής των άκρων του πάνω και του κάτω ορίου του ανακλαστήρα, από την εγκάρσια τομή στην κάτοψη Η. Η αλληλοτομή των προβολών Ζ και ΣΤ, η άνοψη του ανακλαστήρα οροφής

ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΤΙΚΗ τρισδιάστατη χάραξη ανακλαστήρων τοίχου Α. η κάτοψη της ίδιας αίθουσας – έναρξη της χάραξης των ανακλαστήρων τοίχου Β. προβολή των άκρων του ανακλαστήρα σε εγκάρσια τομή Δ. χάραξη του ανακλαστήρα σε εγκάρσια τομή Ε. περιστροφή της εγκάρσιας τομής ως προβολής της αξονικής τομής ΣΤ. προβολή των ορίων του ανακλαστήρα από την εγκάρσια στην αξονική τομή Γ. προβολή των άκρων του ανακλαστήρα από την κάτοψη στην αξονική τομή Ζ. εύρεση του αναπτύγματος του ανακλαστήρα σε αξονική τομή

Αναλυτική τρισδιάστατη χάραξη ανακλαστήρων τοίχου (Α, Β, Γ) (ΠΡΟΣΟΧΗ : για εποπτικούς λόγους η χάραξη δίδεται διαχωρισμένη στις δύο πλευρές, επειδή οι πλευρές είναι συμμετρικές ως προς τον κεντρικό άξονα) 1. στην πάνω πλευρά της αίθουσας χαράζουμε την δέσμη ανάκλασης προς τους μεσαίους θεατές (κάτω όρια του ανακλαστήρα στα σημεία 1μ και 11μ) 2. στην κάτω πλευρά της αίθουσας χαράζουμε τη δέσμη ανάκλασης προς τους ακραίους θεατές (πάνω όρια του ανακλαστήρα στα σημεία 1πλ και 11πλ) Α. το είδωλο της πηγής ως προς τα πλευρικά τοιχώματα (που είναι συμμετρικά) για πλάγιες και μεσαίες θέσεις Β. οι προβολές των ορίων του ανακλαστήρα τοίχου προς την εγκάρσια τομή Γ. οι προβολές των άκρων του ανακλαστήρα τοίχου προς την αξονική τομή

Αναλυτική τρισδιάστατη χάραξη ανακλαστήρων τοίχου (Β, Δ) Β. οι προβολές των άκρων του ανακλαστήρα τοίχου προς την εγκάρσια τομή Δ. η χάραξη των πλευρικών ορίων του ανακλαστήρα τοίχου στην εγκάρσια τομή (ΠΡΟΣΟΧΗ : για εποπτικούς λόγους η χάραξη δίδεται διαχωρισμένη στις δύο πλευρές, επειδή οι πλευρές είναι συμμετρικές ως προς τον κεντρικό άξονα) (ΣΗΜΕΙΩΣΗ 1 : οι έγχρωμες γραμμές δίνουν τις προβολές στα επίπεδα ακρόασης των θεατών κι όχι τις στάθμες ανάβασης των σειρών) ΣΗΜΕΙΩΣΗ 2 : Βρίσκουμε τα είδωλα της πηγής ως προς τις γραμμές προβολής του ανακλαστήρα - ΔΕΝ μεταφέρουμε τα είδωλα από την αξονική τομή) 1. στην πάνω πλευρά της αίθουσας χαράζουμε τις οριακές γραμμές ανάκλασης για τους μεσαίους θεατές (βρίσκουμε τα είδωλα ως προς τις γραμμές προβολής των σημείων 1μ και 11μ) 2. στην κάτω πλευρά της αίθουσας χαράζουμε τις οριακές γραμμές ανάκλσης για τους ακραίους θεατές (βρίσκουμε τα είδωλα ως προς τις γραμμές προβολής των σημείων 1πλ και 11πλ)

Αναλυτική τρισδιάστατη χάραξη ανακλαστήρων τοίχου (Ε, ΣΤ) Ε. περιστροφή (ορθή προβολή) της εγκάρσιας τομής (Δ) ως προς την αξονική τομή ΣΤ. οι γραμμές προβολής των άκρων του πάνω και του κάτω ορίου του ανακλαστήρα, από την εγκάρσια στην αξονική τομή

Αναλυτική τρισδιάστατη χάραξη ανακλαστήρων τοίχου (Γ, ΣΤ, Ζ) Γ. η προβολή των άκρων του ανακλαστήρα τοίχου (σημεία 1μ, 1πλ, 11μ, 11πλ) από την κάτοψη στην αξονική τομή ΣΤ. προβολή των πλευρικών ορίων του ανακλαστήρα τοίχου (σημεία 1μ, 1πλ, 11μ, 11πλ) από την εγκάρσια στην αξονική τομή Ζ. το ανάπτυγμα του ανακλαστήρα τοίχου σε αξονική τομή είναι η αλληλοτομή των σχετικών γραμμών προβολής ( 1μ, 1πλ, 11μ, 11πλ)

Παράδειγμα επίλυσης αμφιθέατρο ΕΚΑΒ, 305 θέσεων

Παράδειγμα επίλυσης χάραξη 1 ου, 2 ου και 3 ου ανακλαστήρα οροφής

Παράδειγμα επίλυσης (δεξιά) χάραξη 4 ου, 5 ου ανακλαστήρα οροφής, (κάτω) η συνολική επιρροή των ανακλαστήρων

Παράδειγμα επίλυσης (αριστερά) έλεγχος 1 ου ανακλαστήρα σε εγκάρσια τομή, (δεξιά) το συνολικό ανάπτυγμα των ανακλαστήρων σε άνοψη