AKUSTIKA
VYDAVATEĽSTVO EUROSTAV
Bratislava 2019
5.5.1 Ľahké obvodové plášte (ĽOP) 116
5.5.2 Dvojité transparentné fasády 120
5.5.3 Kontaktné zatepľovacie systémy 122
5.6 Metódy merania 125
5.6.1 Akustické metódy v tradičných laboratóriách 126
5.6.1.1 Meranie vzduchovej nepriezvučnosti 126
5.6.1.2 Jednočíselné hodnotenie vzduchovej nepriezvučnosti 127
5.6.1.3 Meranie krokovej nepriezvučnosti 128
5.6.1.4 Jednočíselné hodnotenie krokovej nepriezvučnosti 130
5.6.2 Akustické merania na stavbe 131
5.6.2.1 Meranie nepriezvučnosti vnútorných konštrukcií 131
5.6.2.2 Meranie nepriezvučnosti fasád a fasádnych prvkov 133
5.6.3 Optické metódy v stavebnej akustike 134
5.6.3.1 Laserový Dopplerov vibrometer v stavebnej akustike 134
5.7 Výpočtové metódy a simulácie 137
5.7.1 Metóda konečných prvkov 137
5.7.2 Metóda hraničných prvkov (MHP) 138
5.7.3 Vlnová metóda (Wave Based Method – VBM) 139
5.7.4 Štatistická analýza energie (SEA) 139
5.7.5 Metóda prenosových matíc (Transfer Matrix Method) 142
6 Akustika vo vnútornom priestore 147
6.1 Šírenie zvuku vo vnútornom prostredí budov 148
6.1.1 Reflektogram 148
6.2 Zvuková pohltivosť 152
6.2.1 Pórovité materiály 154
6.2.2 Membrány a panelové rezonátory 155
6.2.3 Dutinové rezonátory 156
6.2.4 Zvukovo pohltivé materiály a prvky – príklady 158
6.2.4.1 Príklady pohltivých materiálov a ich vlastnosti 158
6.2.4.2 Recyklované a ekologické zvukovopohltivé materiály 160
6.2.4.3 Metamateriály 160
6.3 Čas dozvuku a hladina akustického tlaku v miestnosti 161
6.3.1 Definícia, teória času a dozvuku 161
6.3.2 Výpočtový vzťah podľa Sabina, jeho výhody a obmedzenia 162
6.3.3 Vplyv množstva a rozmiestnenia pohltivosti na čas dozvuku 163
6.3.4 Hladina akustického tlaku v miestnosti 164
6.4 Rozptyl zvuku 167
6.4.1 Súčiniteľ rozptylu zvuku od povrchu 169
6.4.2 Súčiniteľ smerovej difúznosti 171
6.4.3 Difúzory 171
6.5 Zrozumiteľnosť reči, súkromie reči, jasnosť zvuku 173
6.5.1 Vplyv hluku a dozvuku na zrozumiteľnosť reči 173
6.5.2 Definícia veličín pre posúdenie zrozumiteľnosti (STI, RASTI, STIPA, U50, D50) 001
6.6 Vplyv objemu a tvaru 001
6.6.1 Vplyv objemu 001
6.6.2 Vplyv tvaru 001
6.7 Navrhovanie priestorov z hľadiska priestorovej akustiky 001
6.7.1 Priestory pre šport 001
6.7.2 Školské triedy, zasadačky, seminárne miestnosti, auditóriá a auly 001
6.7.3 Kancelárie a veľkoplošné kancelárie 001
6.7.4 Knižnice a priestory pre neformálne štúdium 001
6.7.5 Múzeá, galérie a výstavné priestory 001
6.7.6 Reštaurácie, kaviarne a bary
6.7.7 Veľké zastrešené zhromažďovacie priestory 01
6.7.8 Divadlá 001
6.7.9 Kiná 001
6.7.10 Priestory pre hudbu 001
6.7.11 Akustické podmienky pre ľudí so sluchovým znevýhodnením 001
6.7.12 Orientácia nevidiacich ľudí v architektonickom priestore 001
6.8 Metódy merania v priestorovej akustike 001
6.8.1 Integrovaná impulzová odozva 001
6.9 Predikčné metódy v priestorovej akustike 001
6.9.1 Akustické simulácie založené na lúčových metódach 001
001
O čom je táto kniha
1
14 AKUSTIKA
Stavebná a priestorová akustika v sebe nesie dva základné aspekty, ktorými sú izolácia a komuniká-
cia. Zvukovou izoláciou sa zaoberá vedný odbor stavebná akustika a otázkami verbálnej komunikácie,
kvality vnemu produkovanej hudby či zabezpečením súkromia reči v priestore zase priestorová akus-
tika. Obe súčasti tak tvoria neodlučiteľný celok pri návrhu budovy z hľadiska akustiky, pričom je veľmi
dôležité dbať na to, aby sme tieto dva aspekty pri návrhu nepomiešali.
Kapitola 2 sumarizuje vplyv zvuku na zdravie človeka a jeho komfort. Laická verejnosť si problém
s hlukom najčastejšie spája s poškodením alebo stratou sluchu, pričom vplyv zvuku na človeka je ďa-
leko väčší. V niektorých situáciách budú aj relatívne nízke hladiny hluku negatívne pôsobiť na ľudské
zdravie a v iných prípadoch zase môžeme využiť priaznivý účinok zvuku na človeka a jeho zdravie.
Cieľom architekta preto nie je len eliminovať nepríjemný zvuk, ale aj vytvoriť podmienky pre dobrú
zrozumiteľnosť reči. Navrhnúť reštaurácie, v ktorých sa budeme môcť aj porozprávať a nielen najesť,
kancelárie, v ktorých budeme radi pracovať, a koncertné sály, v ktorých si budeme môcť vypočuť kva-
litnú hudbu. Do kapitoly 2 sme sa rozhodli zaradiť aj krátku zmienku z histórie akustiky. Publikácie,
ktoré boli vydané v šesťdesiatych rokoch minulého storočia obyčajne neprinášajú informácie o vývoji
stavebnej a priestorovej akustiky. Je to preto, lebo v tomto období bola akustika v architektúre veľmi
mladým odborom. Priestorová akustika ako vedný odbor má dnes iba približne 100 rokov a stavebná
akustika je ešte mladšia.
Kapitola 3 prináša teóriu potrebnú na porozumenie ďalších kapitol. Definuje základné akustické veli-
činy a popisuje tiež, čo je to zvuk a hluk z fyzikálneho hľadiska, definuje akustický tlak, hladinu akustic-
kého tlaku, akustickú impedanciu, frekvenčné spektrum a pod. Kapitola definuje tiež zdroje a prijímače
zvuku rôzneho typu, od človeka cez mikrofón až po akustickú kameru. V tejto súvislosti by sme chceli
čitateľa upozorniť na to, že mnohé slovenské technické normy v akustike používajú staršiu termino-
lógiu s nesprávnymi prekladmi. Jedným z nich je napr. slovo „činiteľ“ (STN EN ISO 11654), preložené
z angl. slova „coefficient“. Koeficient je po slovensky správne súčiniteľ, a preto aj táto kniha používa
tento výraz.
Kapitola 4 je do knihy zaradená z dôvodu oboznámenia čitateľa s teóriou šírenia zvuku vo vonkaj-
šom prostredí a ochranou proti hluku z dopravy, napr. vhodným návrhom cestných a koľajových komu-
nikácií, protihlukových stien a využitím správneho urbanistického plánovania.
Kapitoly 5 a 6 považujeme pre architektov a projektantov za ťažiskové. Stavebnej akustike zaobera-
júcej sa teóriou zvukovej izolácie sa venujeme v kapitole 5 a priestorovej akustike v kapitole 6.
Spôsob, akým do návrhu stavby vstupuje stavebná akustika, je tak trochu podobný stavebnej tepel-
nej technike a podobným odborom, ktoré predpisujú dodržanie limitných minimálnych hodnôt (napr.
nepriezvučnosti) alebo maximálne hodnoty (napr. hluk). V kapitole 5 preto čitateľa oboznamujeme
s teóriou vzduchovej a krokovej nepriezvučnosti a vysvetľujeme, prečo akustický komfort nie je možné
vyriešiť napr. pridaním „izolačného materiálu“ do konštrukcie tak, ako pri zateplení objektu.
Kapitola 5 prináša aj nové poznatky získané v rámci spolupráce na EU projekte MSCA-RISE-2015
„PaPaBuild“, v rámci ktorého sa autori spolupodieľajú na príprave metodiky merania optickou metódou
(t. j. meraním vibrácií posudzovaného prvku priamo na jeho povrchu), ktorá tak umožňuje vylúčiť vplyv
akustických komôr na výsledok merania.
O čom je táto kniha 15
V minulosti sme vedeli na základe zákona o hmote vypočítať Wattersovou metódou približný prie-
beh indexu vzduchovej nepriezvučnosti pre kolmý dopad zvuku. Dnes už vďaka simulačným metódam
vieme vypočítať reálne hodnoty nepriezvučnosti pre všesmerový dopad zvukovej vlny, ktorý sa viac
približuje realite, ako aj simulovať akusticky zložené konštrukcie.
Priestorová akustika zase vstupuje do návrhu stavby podobne ako osvetlenie a nesie v sebe omno-
ho väčší potenciál z hľadiska dizajnu, než by sa na prvý pohľad mohlo zdať.
Moderná technológia nám v súčasnosti tiež ponúka možnosti simulácie v 3D priestore. Už v 80. ro-
koch sa pri navrhovaní priestoru začali využívať akustické predikčné algoritmy a od roku 1990 máme
vďaka auralizácii možnosť vypočuť si navrhovaný priestor v štádiu 3D modelovania. Posledných
20 rokov už takmer v celej európskej akustickej praxi prebieha posúdenie a návrh z hľadiska priesto-
rovej akustiky prostredníctvom simulačných softvérov. Simulácie nám pomáhajú optimalizovať nielen
objem, ale aj tvar priestoru a analyzovať efekt rozmiestnenia akustických obkladov, difúznych či pohl-
tivých prvkov.
Kapitola 6 tiež vysvetľuje, akým spôsobom pri návrhu postupovať, ako vytvoriť prostredie, ktoré za-
bezpečí ľudom dobrú komunikáciu, deťom, ktoré ešte nevedia písať a čítať, možnosť vzdelávať sa, ako
zabezpečiť kvalitné pracovné podmienky, či už v priemyselných halách, alebo kancelárskych priesto-
roch a napr. aj, ako starnúcej populácii umožniť porozumieť hovorenému slovu v aulách pre univerzity
tretieho veku. Posledné podkapitoly v krátkosti informujú o tom, ako ľudia so zrakovým a sluchovým
obmedzením vnímajú architektonický priestor z hľadiska ich orientácie a komunikácie.
Architektúra bez akustiky by teda bola tým, čím je nemý film či dokonca obraz, alebo fotografia
v kinematografii. Veríme, že éra nemého filmu je už za nami a že vďaka digitálnemu svetu, ktorý nám
pomáha nielen vizualizovať, ale aj ozvučiť virtuálny návrh, budú vznikať budovy vyjadrujúce myšlienku
a charakter, ktorý architekt pri ich návrhu naozaj zamýšľa.
Kolektív autorov tejto knihy sa tiež prikláňa k názoru, že kvalitný výsledok nikdy nie je len produk-
tom inteligencie a úspešnosti jednotlivcov, ale spočíva najmä v určitej pokore a skromnosti, bez ktorej
nie je možné počúvať jeden druhého a skĺbiť tak poznatky do vyváženého diela. Pri kvalitnom návrhu
teda nezohráva úlohu len odbornosť a profesionálna úroveň samotného architekta alebo jednotlivých
špecialistov, ale rovnako dôležitou je práve mentalita spoločenstva a pracovného tímu, ktorý objekt
navrhuje.
Úvod do problematiky
2
18 AKUSTIKA
2.1 Vplyv zvuku na človeka
Zvuk je neviditeľnou a pritom všadeprítomnou súčasťou nášho života, ktorá nás obklopuje takmer
nepretržite a je výrazným prvkom prostredia, v ktorom sa pohybujeme, pracujeme alebo trávime voľný
čas. Jeho prítomnosť a vplyv si často ani neuvedomujeme. Či chceme, alebo nie, spolupodieľa sa na
vytváraní našej vnútornej pohody, ale aj výkonnosti. Dokáže nás v našom bytí rovnako pohltiť a uvoľniť,
ako aj upokojiť či naopak, rozrušiť. Naše uši nedokážeme odpojiť a ani zatvoriť tak, ako oči pri spánku.
Tento fyziologický fakt len potvrdzuje dôležitosť zvuku v ľudskom živote.
Každé akustické prostredie v sebe skrýva informácie multidimenzionálneho rozmeru, ktoré nesú
životne dôležité informácie, napr. pri identifikácii a lokalizovaní zdrojov zvuku a tiež o priestore, v kto-
rom sa nachádzame. Pre ľudí je zvuk tiež jedným z najdôležitejších komunikačných nástrojov. Nejde
tu totiž len o zdieľanie informácií pri rozhovoroch s priateľmi, počas vyučovania, v kultúre, športe či
v politických debatách. Farba hlasu nám pomáha identifikovať známu osobu, aj keď ju nevidíme, stojí
za nami, je tma alebo ju počujeme z rozhlasového prijímača. Hovoreným slovom dokážeme oproti
písanému textu omnoho účinnejšie vyjadriť myšlienky, zdieľať správy či získavať pozornosť osôb, na
ktoré sme sa zamerali. Stačí nám primeraná intonácia hlasu a jeho melódia. Jednoducho povedané sú
to emócie vložené do prejavu. Keďže väčšina zvukov, ktoré poznáme, má nestacionárny, a teda časovo
premenlivý charakter, zohráva tu dôležitú úlohu nielen priestor, ale aj čas.
Pre akustické prostredie dnes už používame aj termín „soundscape“ (z angl.), ktorý môžeme do
slovenčiny voľne preložiť ako „zvukosféra“.1
Zvukosféra je komplexné zvukové prostredie tvorené súborom signálov od všetkých zdrojov zvuku, ktoré
v danom prostredí môžeme počuť. Patrí sem teda nielen zvuk produkovaný zdrojmi (zvuku), ktoré priamo
vidíme, ale aj odrazený zvuk alebo zvuk prechádzajúci cez stavebné konštrukcie (napr. hluk od susedov).
Vo vonkajšom prostredí je obyčajne zem jediným povrchom, od ktorého sa zvuk odrazí. Zvukosféra
je tu preto viac-menej určená charakterom a rozmiestnením priamych zdrojov zvuku. V prípade ur-
banistickej štruktúry pribudnú k priamemu zvuku aj odrazy od rôznych prekážok a budov, ako aj zvuk
spôsobený ohybmi zvukových vĺn. V husto osídlených oblastiach sa akustické prostredie začne sprá-
vať takmer ako prostredie, ktoré by sme očakávali niekde vo vnútri veľkej budovy. Akustické prostredie
alebo zvukosféra teda závisí od zdrojov zvuku, umiestnenia a vzdialenosti prijímača a okrajových pod-
mienok počas jeho šírenia.
Akustická pamäť
Aj dlhšie nepočuté zvuky, ktoré zrazu opäť začujeme, dokážu vyvolať spomienky na udalosti, ktoré
sme v minulosti prežívali. Školský zvonec, farba hlasu rodičov či milovanej osoby, príp. zvuky zvoncov
oviec na Liptove. Akustická pamäť je veľmi individuálna a svoju úlohu tu zohrávajú asociácie. Pre nie-
koho môže byť tá istá hudobná skladba spomienkou na príjemnú udalosť, pre iného na niečo trauma-
tizujúce. Je teda veľmi úzko spätá s našimi emóciami a dokáže pôsobiť na našu náladu či zdravotný
stav. Fenomén, vďaka ktorému sa nám pri určitom type zvuku vynoria rôzne spomienky, sa nazýva
akustická pamäť.
1 RYCHTÁRIKOVÁ, M. Psychoakustické testy v stavebnej akustike. 2015.
Čo je zvuk
3
28 AKUSTIKA
Z fyzikálneho hľadiska považujeme zvuk za mechanické vlnenie, ktoré sa šíri v hmotnom prostredí
(plyn, kvapalina, tuhá látka alebo plazma) a ktoré je schopné vyvolať v ľudskom uchu sluchový vnem.
Toto vlnenie je spôsobené oscilovaním častíc daného média, ktoré si vzájomne odovzdávajú energiu
a vyvolávajú periodické zmeny tlaku, napr. vo vzduchu. Je zrejmé, že samotné častice sa pohybujú len
okolo svojich rovnovážnych polôh a zvukovou vlnou nie sú presúvané.1
Zvuk, ktorý obsahuje iba jednu frekvenciu, nazývame aj čistý tón a môžeme ho popísať jednoduchou
sínusoidou. Čisté tóny (obr. 3.1.a) sa v prírode nevyskytujú a prirodzené zvuky sa vždy skladajú zo
vzájomne skombinovaných čistých tónov. Pri komplexných zvukoch rozlišujeme harmonické zvuky
(obr. 3.1.b) a šumy popísané v kapitole 3.3. Je dôležité uvedomiť si, že bez prítomnosti častíc, napríklad
vo vákuu, nie je šírenie zvuku možné.
Obr. 3.1.a Čistý tón. Horné obrázky predstavujú dva čisté tóny s rovnakou amplitúdou. Budú teda
znieť rovnako silno, pričom tón vpravo o oktávu vyššie, keďže má polovičnú vlnovú dĺžku, a teda dvoj-
násobnú frekvenciu. Dolné obrázky majú menšiu amplitúdu.
Obr. 3.1.b Harmonický signál (vľavo) a záznam akustického tlaku od zloženého šumu (vpravo)
1 Pre lepšie pochopenie si môžeme predstaviť štadión plný ľudí, ktorí svojim vstávaním a opätovným sadaním vytvárajú tzv.
„mexickú vlnu“. Vlna sa presúva, pričom každý človek vykoná iba pohyb „hore-dole“. Ak by sme chceli demonštrovať šírenie
zvukovej vlny vo vzduchu ľuďmi na štadióne, museli by sa okolo svojho sedadla pohybovať “doľava a doprava” ako harmonika.
KOMFORT
MÁ VEĽA PODÔB
Čistý vzduch, príjemná teplota, ticho, dostatok svetla a estetika.
Multi Comfort vám pomôže:
• navrhovať a realizovať zdravé a zároveň udržateľné budovy
uspokojujúce požiadavky trhu na kvalitu výstavby,
• zlepšovať vnútorné prostredie budov, ktoré má vplyv na kvalitu
života a pocity užívateľov,
• zabezpečiť objektívny a dostupný spôsob hodnotenia kvality stavby
doložený nezávislým meraním a certifikátom.
www.multicomfort.sk
Akustika vo vonkajšom priestore
4
58 AKUSTIKA
4.1 Šírenie zvuku vo vonkajšom priestore
V technickej akustike rozoznávame dva typy zvukových polí – voľné zvukové pole a difúzne zvukové
pole.
Vo vonkajšom priestore často predpokladáme voľné zvukové pole a pri predbežných výpočtoch
napr. zanedbávame odraz od zeme. Ideálne voľné zvukové pole je však možné vytvoriť iba v špeciálne
upravených priestoroch, t. j. v laboratórnych podmienkach, v ktorých vieme vylúčiť aj odrazy zvuku od
zeme1 zvukovopohltivým materiálom. Takto upravená miestnosť sa potom nazýva anechoická alebo
bezdozvuková.
Opakom voľného zvukového poľa je tzv. „difúzne zvukové pole“ vytvorené odrazmi zvuku od ohrani-
čujúcich konštrukcií tak, aby hladina akustického tlaku v danom priestore bola v ktoromkoľvek mieste
konštantná. Ani tento typ zvukového poľa sa však v bežnom interiéri budov nenachádza. V laboratórnych
podmienkach je difúzne pole vytvorené tvrdými povrchmi s vysokou zvukovou odrazivosťou, pričom steny
a strop v miestnosti laboratória sú skonštruované tak, aby nevznikli rovnobežné plochy a do priestoru sú
tiež umiestnené difúzne prvky. Miestnosť s týmito vlastnosťami sa nazýva dozvuková miestnosť (komora).
Obr. 4.1.a Anechoická a dozvuková miestnosť
V architektonickom priestore sa teda vždy stretneme s kombináciou týchto dvoch zvukových polí,
pričom vo vonkajšom priestore prevažuje voľné akustické pole a v interiéri budov v určitej vzdialenosti
od zdroja zvuku viac-menej difúzne zvukové pole (viac v kapitole 6).
4.1.1 Šírenie zvuku vo voľnom zvukovom poli
Zvuk sa od zdroja zvuku v ideálnom voľnom zvukovom poli pohybuje priamočiaro v smere vlny.
Príkladom z bežného života môže byť napr. zvuk šíriaci sa od lietadla letiaceho vo veľkej výške nad ze-
mou. Ak je zvuk vysielaný bodovým zdrojom, ktorý sa šíri v guľových vlnoplochách, jeho intenzita klesá
so štvorcom vzdialenosti (kapitola 3.5). Tento pokles intenzity zvuku teda nie je spôsobený pohltením
zvuku vo vzduchu2, ale nastáva preto, lebo guľové vlnoplochy majú vo väčšej vzdialenosti od zdroja
1 A teda nielen od stien a stropu.
2 Pri vysokých frekvenciách je zvuk pohlcovaný aj vzduchom, závisí to od teploty a relatívnej vlhkosť vzduchu. Tento jav však
v tejto kapitole zatiaľ zanedbáme a budeme sa mu venovať v kapitole o zvukovej pohltivosti.
Stavebná akustika
5
86 AKUSTIKA
V tejto kapitole sa zameriame na osvojenie si problematiky zvukovej izolácie v budovách, ktorú rieši
vedný odbor stavebná akustika. Stavebná akustika sa zaoberá otázkami šírenia zvuku cez stavebné
konštrukcie (obr. 5.1.a) a patrí k veľmi mladým vedným odborom.1 Technický pokrok v oblasti merania
a simulácií v súčasnosti umožňuje nielen lepšie posúdenie existujúcich jednoduchých konštrukcií a pri-
bližné určenie ich izolačných schopností v štádiu návrhu, ale aj identifikáciu akustických mostov, riešenie
detailov a vývoj akusticky zložených konštrukcií. Zvukovú izoláciu totiž nevieme zabezpečiť iba zvýšením
hrúbky určitého materiálu tak, ako napr. „pri zateplení budovy“, ale iba koncepčným riešením.
Obr. 5.1.a Ukážka zdrojov hluku
1 – hluk a vibrácie z technických zariadení; 2 – ventilátor; 3 – hluk zo vzduchotechniky (exteriér);
4 – poveternostné vplyvy – dažďom generovaný hluk; 5 – hluk z leteckej dopravy; 6 – hluk z dopra-
vy; 7 – hluk šíriaci sa vzduchotechnikou; 8 – hluk šíriaci sa cez konštrukciu dverí a stien; 9 – hlučný
komunikačný priestor; 10 – hluk zo vzduchotechniky (interiér); 11 – inštalačný hluk; 12 – hluk šíriaci
sa cez okenné konštrukcie; 13 – hluk z ihrísk, prevádzky a ďalších aktivít
5.1 Teória zvukovej izolácie
V stavebnej akustike rozlišujeme tri základné formy šírenia zvukovej energie (obr. 5.1.b):
1) zvuková vlna šíriaca sa vzduchom dopadne na konštrukciu, rozkmitá ju a ďalej sa vyžiari do priľah-
lej miestnosti: vzduchová nepriezvučnosť;
2) zvuk vznikajúci nárazom: kroková nepriezvučnosť a
3) zvuk šíriaci sa stavebnou konštrukciou na väčšie vzdialenosti: štrukturálny zvuk. Spomenuté prí-
pady však majú spoločného menovateľa. Konštrukcia rozkmitaná už z akéhokoľvek dôvodu sa v pod-
state stane zdrojom zvuku. Jej kmitanie2 spôsobí zmeny tlaku vo vzduchu, ktoré pri dostatočnej am-
plitúde budú počuteľné a nami vnímané ako napr. hluk od susedov a pod.
1 V období pred prvou svetovou vojnou boli napr. problémy hluku od susedov vo väčšine vyspelých štátov riešené legislatívou,
ktorá predpisovala tzv. „nočný kľud“ a pod. Samotná podstata noriem používaných v súčasnej dobe so zameraním sa na zvu-
kové izolácie bola vyvinutá v 50. rokoch minulého storočia (kapitola 2).
2 Kmitanie konštrukcie je pre ľudské oko neviditeľné, pretože jeho amplitúda sa obyčajne pohybuje rádovo v mikrometroch.
Akustika vo vnútornom priestore
6
148 AKUSTIKA
6.1 Šírenie zvuku vo vnútornom prostredí budov
Šírením zvuku v architektonickom priestore sa zaoberali už „starí Gréci a Rimania“. Rímsky architekt
Vitruvius vo svojej publikácii Desať kníh o architektúre popisuje aj to, ako postaviť kvalitné divadlo.
Priestory pre hudbu sa v histórii postupne vyvíjali. Súviselo to so vznikom nových hudobných ná-
strojov, rozvojom a zdokonaľovaním už existujúcich, ale aj s príchodom nových foriem umenia či hu-
dobných smerov. Niekedy sa však objavoval aj opačný efekt, a to, že hudobný žáner sa prispôsoboval
jestvujúcej architektúre. J. W. Goethe to vyjadril slovami: „Architektúra je skamenená hudba.“ Až do
polovice 20. storočia boli operné či činoherné divadlá a rovnako koncertné sály projektované prevažne
na základe skúseností s dobrou či zlou akustikou z už existujúcich priestorov. Architektonické návrhy
teda neboli v tomto období ešte podložené exaktným akustickým posúdením. Definícia času dozvuku
americkým fyzikom W. C. Sabinom1 v dvadsiatych rokoch minulého storočia sa však stala akýmsi
impulzom pre rozvoj nového vedného odboru s názvom priestorová akustika. Tento vedný odbor sa
i vďaka nástupu výpočtovej techniky postupne rozvinul do takej formy, že v súčasnosti rieši širokú šká-
lu otázok súvisiacich so šírením zvukovej vlny v ľubovoľnom uzatvorenom priestore. Nejde len o otázky
návrhu divadiel, koncertných alebo prednáškových sál. Dnes už úspešne dokážeme odmerať, simulo-
vať a dokonca i auralizovať 2 akýkoľvek vnútorný priestor (reštauráciu, telocvičňu či priemyselnú halu)
a vieme ho posúdiť z hľadiska tvorby požadovaného akustického komfortu.
Základom pre charakterizovanie architektonického priestoru z hľadiska priestorovej akustiky je tzv.
impulzová odozva, resp. reflektogram. Vypočítavame ho pre ľubovoľnú kombináciu zdroja a prijímača
v danom priestore.
6.1.1 Reflektogram
Ak v uzatvorenej miestnosti tleskneme, priestorom sa bude šíriť zvuková vlna a počas svojho pu-
tovania bude narážať na prekážky, ktorými môžu byť samotné ohraničujúce konštrukcie, ako aj rôzne
predmety umiestnené v danom priestore. Typ plochy či objektu je zodpovedný za to, aká veľká časť
zvukovej energie sa daným materiálom pohltí a aká odrazí naspäť do priestoru.
Ak by sme postupne prichádzajúce odrazy zvuku (t. j. ich čas príchodu a príslušnú amplitúdu) na
zvolenom mieste poslucháča zaznamenávali do grafu, vytvorili by sme tzv. reflektogram. Niekedy ho
nazývame aj echogram (obr. 6.1.a – c). Z matematického hľadiska ide o histogram rozloženia zvukovej
energie v čase, ktorý je typickým výstupom akustických simulácií založených na geometrickej akustike
(kapitola 6.9). V reálnej miestnosti vieme túto informáciu aj odmerať. V prípade merania však hovorí-
me o tzv. integrovanej impulzovej odozve (kapitola 6.8), pri ktorej mikrofón zaznamenáva skutočný
akustický tlak od postupne prichádzajúcich zvukových odrazov. Keďže kmitanie molekúl vzduchu pre-
bieha medzi kladnými a zápornými hodnotami, aj odmeraná impulzová odozva bude spojitá funkcia
a z matematického hľadiska bude vyzerať trochu ináč než simulovaný reflektogram, ktorý sa skladá zo
sekvencie diskrétnych odrazov zvuku v čase.
Ak sú zdroj a prijímač zvuku v priestore umiestnené tak, že „na seba vidia“, t. j. prijímač nie je napr.
za rohom, dorazí k nemu ako prvý vždy priamy zvuk. Je to preto, lebo (medzi zdrojom a prijímačom)
1 SABINE, W. C. Collected Papers on Acoustics. Cambridge: Harvard University Press, 1922, s. 304.
2 Auralizácia v priestorovej akustike je proces, pri ktorom konvolúciou impulzovej odozvy a ľubovoľnej anechoickej nahrávky
syntetizujeme zvuk reprezentujúci znenie daného zvukového signálu v simulovanom alebo odmeranom priestore.