Nyt værktøj forbedrer både akustik og arbejdsmiljø

fredag 15 sep 17

Kontakt

Gerd Marbjerg
Postdoc
DTU Elektro
45 25 39 33
Et akustisk simuleringsværktøj gør det lettere at beregne og arbejde med akustikken i mindre rum som f.eks. klasseværelser og kontorer.

Når skolelærere bliver syge på grund af problemer med stemmen, og når elever har svært ved at koncentrere sig og høre, hvad læreren siger, kan det meget vel være klasseværelsets akustik, den er gal med. Og dårlig akustik kan også føre til stress og flere fejl for personalet i store kontorrum og på sygehuse. Derfor er det vigtigt at tænke akustikken ind, når man designer og arbejder med sådanne arbejdspladser. Og den opgave er blevet lettere med et nyt beregningsværktøj, som er udviklet på DTU Elektro.

"Vi arbejder oftest med korte tidshorisonter, så vi var glade for at kunne inddrage DTU i dette mere langsigtede forskningsprojekt. "
Eerling Nilsson, Akustikspecialist, Ecophon

I disse år bygges der mange nye koncertsale rundt omkring i verden, og i den forbindelse tales der naturligt nok en del om akustik. Men akustik er langtfra noget, der kun knytter sig til musikoplevelser. Den indgår også som en vigtig, ja i mange tilfælde afgørende del af vores hverdagsliv, f.eks. i kontorer og mødelokaler, på skoler og sygehuse.

Men hvad er god akustik? Lektor Jonas Brunskog, der forsker i lyd og akustisk teknologi på DTU Elektro, siger:

”Det kan vi ikke definere præcist, for det afhænger meget af situationen og de mennesker, der er i den. Tidligere antog man f.eks., at jo mere dæmpet et klasserum er, jo bedre. Men vores undersøgelser viser, at efterklangstiden, dvs. den tid, det tager for lyden at forsvinde, bør ligge lige omkring 0,6 sekunder. Dæmper man mere, vil lærerens stemme få for lidt støtte af rummet til at kunne trænge igennem. I de fleste situationer vil det dog være nødvendigt at inddrage andre rumakustiske parametre end efterklangstiden, hvis man skal arbejde sig hen imod en specificering af den gode akustik.”

Der findes udmærkede værktøjer til at beregne det akustiske miljø i store rum som koncertsale. Men det svenske firma Ecophon, der arbejder med lydabsorberende lofter til almindelige arbejdslokaler, har savnet et værktøj til at beregne og simulere akustikken i mindre rum. Derfor deltager virksomheden nu i et erhvervs-ph.d.-projekt i samarbejde med DTU.

”I en virksomhed arbejder man oftest med korte tidshorisonter, så vi var glade for at kunne inddrage DTU i dette mere langsigtede forskningsprojekt,” siger Erling Nilsson, akustikspecialist i Ecophons forsknings- og udviklingsafdeling. Gerd Marbjerg blev ansat i henholdsvis DTU Elektro og Ecophon til opgaven, og i løbet af det treårige projekt har hun udviklet en model, der kan håndtere alle de parametre, som har betydning for, hvordan man oplever akustikken i et rum: efterklang, taletydelighed og støjniveau.

Fra tal til oplevelse

Lyd er bølger, der sendes ud fra en kilde og reflekteres af det, de møder i rummet. Hele idéen i en rumakustisk model er, at den kan udtrykke dette med tal og beskrive, hvad der sker med lyden under forskellige forudsætninger.

Jo flere parametre modellen skal inddrage, jo længere tid vil beregningen tage. Så for at de ikke skal blive alt for beregningstunge, er der i de eksisterende kommercielle modeller indbygget visse antagelser om, hvordan lyden vil opføre sig. Det kan man godt leve med ved planlægningen af store rum; men hvis man skal optimere arbejdsmiljøet i mindre rum, er det nødvendigt at beskrive mere detaljeret, hvad der sker, når lyden møder rummets forskellige overflader og inventar.

Absorberende overflader kan nemlig ændre fasen på den reflekterede lyd i forhold til den lyd, der ramte overfladen. Ligeledes er lydens refleksion afhængig af, med hvilken vinkel den rammer det reflekterende. Og alt dette tager Gerd Marbjergs model højde for. Med hendes akustiske simuleringsværktøj kan man derfor udregne, nøjagtig hvilken virkning forskellige justeringer, bl.a. med Ecophons absorbenter, vil få. Værktøjet udregner det, man kalder et impulssvar, dvs. hvordan rummet reagerer på en meget kort lyd, som indeholder alle frekvenser, og som minder om lyden fra et klap eller et skud. Impulssvaret er rummets fingeraftryk, og ud fra dette kan man bl.a. bestemme efterklangstiden.

Auralisering

Men tallene i sig selv er ikke nok til at beskrive, hvordan mennesker faktisk oplever lyden. Først når man kombinerer impulssvaret med optagelsen af tale i et ekkofrit eller lyddødt rum, får man det fulde billede af, hvordan stemmen vil opleves i rummet. Det kaldes en auralisering, lydens svar på en visualisering, og den kan man lytte til gennem høretelefoner.

”Men høretelefonerne tager ikke højde for de individuelle forskelle i udformningen af folks ører, hoved og skuldre. Derfor går vi nu et skridt videre og genskaber de modellerede rum i DTU’s lydlaboratorium, et såkaldt audio visual immersion lab, hvor 64 højtalere er placeret i et sfærisk, dvs. kugleformet mønster. Her kan vi teste, hvordan ændringer i rumakustikken virker på oplevelsen af lyden, også for folk med høreapparat,” fortæller Gerd Marbjerg, som er fortsat på DTU i et postdocprojekt finansieret af Oticon Fonden og Ecophon for at arbejde med denne type auraliseringer.

Ecophon ønsker også at udnytte Gerd Marbjergs model fuldt ud og planlægger derfor at skabe et rum svarende til DTU’s lydlaboratorium, dog med færre højtalere.

”Man kan godt anvende modellen uden at have sådan et rum, men det bliver meget mere levende, når vi også kan vise, hvilken effekt det har, at vi sætter et absorberende element ind eller på anden vis regulerer akustikken. Det er fantastisk virkningsfuldt,” siger Erling Nilsson.

Relaterede Videoer  

Vis flere