czas pogłosu pomieszczenia

Zjawiska towarzyszące rozchodzeniu się dźwięku w pomieszczeniach zamkniętych są inne niż w przestrzeni otwartej. Fale dźwiękowe odbijają się od ścian ograniczających pomieszczenie i przy każdym odbiciu część energii zostaje pochłonięta przez materiał ściany.
Gdy źródło dźwięku w pomieszczeniu promieniuje ze stałą mocą, straty energii są pokrywane przez źródło i po pewnym czasie ustala się stan równowagi - energia pochłaniania jest równa energii dostarczonej przez źródło. Gdy następnie źródło przestanie promieniować, energia zawarta w pomieszczeniu jest pochłaniana przez ściany i dźwięk stopniowo zanika. Zjawisko to nazywa się pogłosem. Czas, w którym natężenie dźwięku w pomieszczeniu zmniejsza się do określonej części swej pierwotnej wartości, nazwano czasem pogłosu. Wielkość ta zależy od liczby odbić fal akustycznych w ciągu 1s, a więc od średniej długości swobodnej drogi fali między dwoma kolejnymi odbiciami i od ilości energii pochłanianej w ciągu jednego odbicia. W pomieszczeniu dużym, w którym średnia długość swobodnej drogi jest duża, a liczba odbić w ciągu 1s mała i ściany słabo pochłaniają - czas pogłosu jest długi. Natomiast w pomieszczeniu małym o ścianach silnie pochłaniających - czas pogłosu jest krótki.

Poniżej przedstawiono kilka przykładowych brzmień fragmentu muzycznego w różnych, pod względem czasu pogłosu, pomieszczeniach (długość czasu pogłosu podana jest w nawiasach):

Czas pogłosu definiujemy jako okres od chwili wyłączenia źródła dźwięku aż do momentu, gdy poziom natężenia tego dźwięku zmniejszy się o 60 dB. Czas pogłosu może być również definiowany jako przedział czasu, w którym energia dźwiękowa zawarta w stanie ustalonym w pomieszczeniu od kulistego źródła dźwięku zmaleje, po wyłączeniu tego źródła, do jednej milionowej swojej pierwotnej wartości

Czas pogłosu pomieszczenia można orientacyjnie wyznaczyć z następujących wzorów:

• dla pomieszczeń niewytłumionych (o małej chłonności akustycznej) tj. a_śr <= 0,2 o równomiernie rozłożonej chłonności i o dużym czasie pogłosu

  T =

  0,161V A

  =

  0,161V aśrS

  [s]

  
  gdzie: T - czas pogłosu pomieszczenia, s,
             V - objętość, m³,
             S - powierzchnia ograniczająca pomieszczenie, m²,
             A - chłonność akustyczna pomieszczenia, m²,
          a_śr - średni współczynnik pochłaniania dźwięku.
  

  Jest to wzór otrzymany doświadczalnie przez Sabine'a.

• dla pomieszczeń silnie wytłumionych , tj. a_śr > 0,2 o równomiernie rozłożonej chłonności i o małym czasie pogłosu

  T =

  0,161V A'

  =

  0,161V a'śr S

  [s]

  
  gdzie: A' - chłonność akustyczna skorygowana (A' = a'_śr S),
           a'_śr - średni współczynnik pochłaniania skorygowany.
  

• dla pomieszczeń o nietypowej wilgotności względnej i objętości większej od 1000 m³

  T =

  0,161V A' + 4mV

  [s]

  
  gdzie: 4m - współczynnik zależny od wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu i od częstotliwości, wyznaczony z rysunku.
  

Wyprowadzony przez Sabina wzór daje wyniki poprawne tylko dla wnętrz słabo pochłaniających i dlatego Eyring i inni badacze podali wzory dokładniejsze, słuszne w pomieszczeniach zarówno silnie jak i słabo pochłaniających

• Wzór Norrisa-Eyringa

  T =

  0,161V -S ln( 1 - aśr )

  [s]

  
  

• wzór Millingtona-Sette'a

  T =

  0,161V - S i=1 Si ln( 1 - ai )

  [s]

  
  gdzie a_i - średni współczynnik pochłaniania dźwięku przez i-tą powierzchnię,
             S_i - powierzchnia o współczynniku a_i, m².
  

• wzór Knudsena

  T =

  0,161V -S ln( 1 - aśr ) + 4mV

  [s]

  
  

Wszystkie przedstawione powyżej wzory służą do wyznaczania czasu pogłosu pomieszczeń, w których rozkład i właściwości akustyczne ustrojów dźwiękochłonnych w trzech podstawowych kierunkach są równomierne, tzn. a_x = a_y = a_z, co oznacza, że chłonności przeciwległych par ścian, stropu i podłogi są w przybliżeniu równe, a więc pole dźwiękowe w pomieszczeniu jest rozproszone. Jeżeli jednak ustroje dźwiękochłonne są tak zgrupowane, że a_x ą a_y ą a_z (np. zgrupowane wyłącznie na suficie), to wtedy do obliczenia wartości czasu pogłosu należy posługiwać się wzorem Fitzroy'a: