Author: OgnjenMarjanovic

 Treća faza ispitivanja akustike sakralnih objekata predstavlja prezentovanje rezultata postignutih u okviru Autodesk ECOTECT-a.

 Prilikom druge faze ispitivanje istaknute su mogućnosti Ecotect-a u pogledu analiza zvuka. Za prezentaciju konačnih rezultata odabrana su tri različita načina, od čega su dva rezultata prikazana direktno na modelovanim oblicima sakralne arhitekture, dok je treći rezultat izložen u obliku grafika:

1.Zastupljenost zvučnih čestica na različitim površinama u objektu

Analiza je vršena upotrebom 1000 zvučnih čestica uz 4 odbijanja istih od sve površine koje su označene kao reflektivne. Kako je izvor zvuka postavljen ispred oltarske apside, direktan zvuk (zelena boja) i koristan zvuk (žuta boja) najpre dopiru do bočnih zidova i prvog reda stubova. Čestice direktnog i korisnog zvuka se neometano prostiru i u pravcu naspramnom na položaj oltarske apside, dakle podužnom osom objekta, zahvaljujući odabranoj poziciji samog izvora zvuka. Sve ostale površine u objektima predstavljaju mesta “sakupljanja” čestica eha (crvena boja). Eho je dominantno prisutan u kupolama i bočnim apsidama. Iza izvora zvuka, uočljive su čestice maskiranog zvuka(plava boja). Ovakav raspored zvučnih čestica predstavlja relevantan podatak,   kako je pozicija vršenja liturgije i verskih obreda (glavni izvori zvuka) – oltar.

                                   model1

                                   model2

                                     model3

2.Proračun perioda reverberacije 

Period reverberacije (vreme trajanja zvuka), prema kanonima projektovanja pravoslavne sakralne tipologije, iznosi između 2 i 2.5 sekunde. Grafici predstavljaju promenu trajanja perioda reverberacije sa promenom frekvencije emitovanog zvuka. U slučaju sva tri ispitana modela, uočljivo je poprilično usklađivanje sa propisanim pravilima –referentna vrednost se iščitava sa grafika, otprilike, prema frekvenciji od 500Hz. Reverberacija je na granici dozvoljene kod modela 2, što može biti posledica postojanja samo jedne kupole, kako je kod preostala dva objekta zastupljen model osnove upisan krst sa pet kupola (odlika moravske stilske škole).

                                                                                                                                                      model1

                                                                                                                                                      model2

                                                                                                                                                      model3

 

3.Prostiranje i odbijanje zvučnih čestica 

Analiza je vršena upotrebom 5000 zvučnih čestica uz 4 odbijanja istih od sve površine koje su označene kao reflektivne. Kako je izvor zvuka postavljen ispred oltarske apside, prve čestice direktnog zvuka (ljubičasta boja) se odbijaju od bočne zidove i prvi red stubova, čime predaju izvesnu zvučnu energiju i time nastaju čestice maskiranog zvuka (plava boja) – došlo je do izvesne promene u prirodi emitovanog zvuka usled predavanje zvučne energije reflektivnim površinama. Takav zvuk, prvog reda, prostire se dalje objektom do sudaranja sa preostalim reflektivnim površinama, pri čemu nastaje  zvuk drugog reda. Nakon ovog procesa, u prostoru objekata, se pojavljuju neznatne čestice eha (crvena boja), dok je koristan zvuk (žuta boja) vezan za položaj samog izvora zvuka.

*napomena: u legendi su čestice direktnog zvuka označene zelenom bojom, ali je njihova boja tokom analize ljubičasta

model1

model2

model3

Zaključak: Kako je područje ovog istraživanja bazirano na već postojećim primerima sakralne tipologije, Ecotect sa svojim mogućnostima simulacije akustike u objektu predstavlja pogodnu opciju za rad, prevashodno zahvaljujući zadovoljavajućim akustičnim normama priloženih modela.

 

 

 

 

Druga faza ispitivanja akustike sakralnih objekata odvijaće se u Autodesk ECOTECT-u, usled nemogućnosti pristupanja i savladavanja preostalih softvera, predloženih u okviru prve faze istraživanja.

Pre upoznavanja sa postavkama procesa analiziranja akustike jednog sakralnog objekta, neophodno je „importovati“trodimenzionalne  modele, koji su pripremljeni u SketchUp. Ecotect omogućava „uvlačenje“ različitih tipova fajlova, ali se najčešće koriste .dxf i .3ds fajlovi.

Na analiziranom primeru modela crkve, korišćen je, pri exportu, .3ds fajl (preglednija opcija ukoliko se, tokom iscrtavanja modela, koriste lejeri  koji onda mogu biti iskorišćeni i u Ecotect-u).

1.Odabir materijala

Prilikom emisije zvučnih talasa, pri njihovom prostiranju, dolazi do sudaranja sa granicama (zidovima) objekta čime je otpočet proces apsorpcije. Materijali, koji su korišćeni u u izgradnji zidnih površina, dakle, imaju bitnu ulogu u preuzimanju dela zvučne energije, zbog čega svaki materijal poseduje izvesni koeficijent asporpcije čije  vrednosti iznose između 0 i 1. Prema automatskim podešavanjima samog Ecotect-a, sve površine u projektu imaće za materijalizaciju opeku i drvo- Brick Timber Frame, što je potrebno izmeniti, vodeći se pri tome:

1. materijalima koji se najčešće koriste u izgradnji sakralne tipologije poput opeke, betona, drveta, kamena, uz upotrebu maltera i keramike

2. saznanjima o vrednostima koeficijenta zvučne apsorpcije za različite materijale

Vrednosti ovog koeficijenta date su u okviru dodatnih acoustic settings-a (dupli klik na bilo koji od materijala u okviru ponuđene palete). Kao referentna uzeta je frekvencija od 500Hz. Na ovaj način, postiže se kontrola nad apsorpcionom moći celokupnog objekta što je značajno za period reverberacije koji bi kod sakralnih objekta trebalo da iznosi između 2 i 2.5 sekunde.

2.Postavljanje izvora zvuka 

Ecotect se služi, u svojim analizama, izvorima zvuka (speaker) koji emituju zvučne talase podjednako u svim pravcima. Postavljanje i usmeravanje opcije speaker praktično je izvesti u plan view, dok se u side view podešava visina zvučnog izvora po Z osi. Optimalna visina varira. Kao referentna usvojena je visina od 170cm– prosečna visina ljudske figure.

 

3. Odabir reflektivnih površina, broja zvučnih talasa i broja odbijanja 

Nakon postavljanja izvora zvuka i njegovog usmeravanja, predstoji odabir reflektivnih površina u objektu, odnosno onih površina do kojih će prvo dopirati direktan zvuk. Kada direktan zvuk stigne do ovih zona sledi njegovo prvo odbijanje u prostoru. Kako bi se ustanovilo ovakvo, referentno, prostiranje zvuka u objektu, neophodno je u okviru palete generate rays usmeriti kretanje zvučnih talasa prema odabranim reflektorima- To Tagged Reflectors. Zvučni talasi se odbijaju i od sve ostale površine, predajući im energiju, i na taj način dolazi do grupacije zvučnih talasa koje se označavaju redovima. Broj reda talasa definisan je brojem površina od koje se taj talas odbio. Pored direktnog zvuka, u obzir se uzimaju talasi prvog i drugog reda jer pružaju značajne informacije o zvučnosti (volumenu) objekta. Broj zvučnih talasa kao i broj odbijanja istih u objektu, u okviru Ecotecta, je proizvoljan. Sa većim brojem postižu se precizniji i relevantniji rezultati. Na početnom nivou analiziranja, odabrano je 1000 talasa uz 4 odbijanja.

Ecotect, pored direktnog izračunavanja perioda reverberacije i impulsnog odgovora objekta preko opcije calculate, daje i mogućnost različitog grafičkog prezentovanja ostvarenih rezultata. U okviru palete display rays omogućeno je: praćenje prostiranja direktnog zvuka, zastupljenost zvučnih talasa na različitim površinama u objektu, prostiranje i odbijanje zvučnih čestica, prostiranje i odbijanje zvučnih talasa.