الصوتيات المعمارية

علم الصوتيات المعمارية (المعروف أيضًا باسم صوتيات المباني ) هو علم وهندسة تحقيق جودة صوت جيدة داخل المباني، وهو فرع من فروع الهندسة الصوتية . ^{[ 1 ]} كان أول تطبيق للأساليب العلمية الحديثة على علم الصوتيات المعمارية من قِبل الفيزيائي الأمريكي والاس سابين في قاعة محاضرات متحف فوغ . وقد وظّف معرفته الجديدة في تصميم قاعة سيمفوني هول في بوسطن . ^{[ 2 ]}

يمكن أن يتعلق علم الصوتيات المعمارية بتحقيق وضوح جيد للكلام في المسرح أو المطعم أو محطة القطار، أو تحسين جودة الموسيقى في قاعة الحفلات الموسيقية أو استوديو التسجيل، أو كبح الضوضاء لجعل المكاتب والمنازل أماكن أكثر إنتاجية وراحة للعمل والمعيشة. ^{[ 3 ]} عادةً ما يتم تصميم الصوتيات المعمارية بواسطة استشاريين متخصصين في الصوتيات. ^{[ 4 ]}

يُحلل هذا العلم انتقال الضوضاء من الغلاف الخارجي للمبنى إلى داخله وبالعكس. وتشمل مسارات الضوضاء الرئيسية الأسقف ، والحواف ، والجدران ، والنوافذ ، والأبواب ، والفتحات. ويضمن التحكم الكافي في الضوضاء فعالية المساحة، وغالبًا ما يكون ذلك مطلوبًا بناءً على استخدام المبنى واللوائح البلدية المحلية. ومن الأمثلة على ذلك توفير تصميم مناسب لمنزل يُراد بناؤه بالقرب من طريق مزدحم، أو تحت مسار طيران مطار رئيسي، أو حتى فوق المطار نفسه.

علم الحد من انتقال الضوضاء أو التحكم فيه بين أجزاء المبنى لضمان كفاءة استخدام المساحة وخصوصية الكلام. تشمل مسارات الصوت الشائعة الأسقف، وفواصل الغرف، وألواح الأسقف الصوتية (مثل ألواح الأسقف الخشبية المعلقة )، والأبواب ، والنوافذ ، والجدران الجانبية، وقنوات التهوية ، وغيرها من الفتحات. تعتمد الحلول التقنية على مصدر الضوضاء ومسار انتقالها ، كالضوضاء الناتجة عن الدرج أو اهتزازات تدفق الهواء أو الماء. ومن الأمثلة على ذلك تصميم جدار فاصل مناسب في مجمع سكني لتقليل الإزعاج المتبادل الناتج عن الضوضاء الصادرة من سكان الشقق المجاورة.

قد يتخذ التحكم في الضوضاء بين المساحات شكلاً مختلفاً عند الحديث عن الصوتيات في ملاعب كرة القدم الأوروبية. يتمثل أحد أهداف هندسة الصوت في الملاعب في جعل صوت الجمهور أعلى ما يمكن. على سبيل المثال، تحتوي العديد من ملاعب كرة القدم المكشوفة على أسقف فوق مدرجات المشجعين، مما يخلق صدىً أكبر، ويساعد على رفع مستوى الصوت العام في الملعب. ^{[ 5 ]}

هذا هو علم التحكم في أسطح الغرفة بناءً على خصائص امتصاص الصوت وعكسه. ويمكن أن يؤدي زمن الصدى المفرط ، الذي يمكن حسابه، إلى ضعف وضوح الكلام.

تُنتج انعكاسات الصوت موجات ثابتة تُولّد رنينًا طبيعيًا يُمكن سماعه كإحساس مُمتع أو مُزعج. ^{[ 6 ]} يُمكن توجيه الأسطح العاكسة وتنسيقها لتوفير تغطية صوتية جيدة للمستمع في قاعة حفلات موسيقية أو مكان مخصص للعروض الموسيقية. ولتوضيح هذا المفهوم، لننظر إلى الفرق بين غرفة اجتماعات مكتبية حديثة كبيرة أو قاعة محاضرات، وفصل دراسي تقليدي ذي أسطح صلبة بالكامل.

يمكن تصنيع الأسطح الداخلية للمباني من مواد وتشطيبات متنوعة. تُعدّ الألواح الصوتية المثالية تلك التي لا تحتوي على طبقة خارجية أو تشطيب يعيق الحشوة الصوتية أو الركيزة. تُعتبر الألواح المغطاة بالقماش إحدى طرق تعزيز امتصاص الصوت. كما يُظهر المعدن المثقب خصائص امتصاص الصوت. ^{[ 7 ]} تُستخدم مادة التشطيب لتغطية الركيزة الصوتية. يُعدّ لوح الألياف المعدنية، أو الميكور ، ركيزة صوتية شائعة الاستخدام. غالبًا ما تتكون مواد التشطيب من القماش أو الخشب أو البلاط الصوتي. يمكن لف القماش حول الركائز لإنشاء ما يُعرف باسم "اللوح الجاهز"، والذي غالبًا ما يوفر امتصاصًا جيدًا للضوضاء عند تركيبه على الحائط.

تقتصر الألواح الجاهزة على حجم الركيزة، ويتراوح حجمها بين 0.61 متر × 1.22 متر و 1.2 متر × 3.0 متر . يُطلق على القماش المُثبّت في نظام مسار محيطي مُثبّت على الحائط اسم "ألواح الجدران الصوتية في الموقع". يتم تصنيعها عن طريق تأطير المسار المحيطي، وملء الركيزة الصوتية، ثم شدّ القماش وتثبيته داخل إطار النظام المحيطي. يمكن تصميم ألواح الجدران في الموقع لتناسب إطارات الأبواب، أو ألواح القاعدة، أو أي بروز آخر. يمكن إنشاء ألواح كبيرة (عادةً ما تزيد مساحتها عن 4.6 متر ^مربع ) على الجدران والأسقف باستخدام هذه الطريقة. يمكن أن تتكون التشطيبات الخشبية من فتحات مثقوبة أو محفورة، مما يُضفي مظهرًا طبيعيًا على المساحة الداخلية، على الرغم من أن امتصاص الصوت قد لا يكون مثاليًا.       

هناك أربع طرق لتحسين الصوتيات في مكان العمل وحل مشاكل الصوت فيه:

• أ = امتصاص (عن طريق الستائر، والسجاد، وبلاط السقف، وما إلى ذلك)
• ب = الكتلة (عبر الألواح والجدران والأرضيات والأسقف والتخطيط)
• ج = التغطية، أو التحكم (مستويات الصوت الخلفية وأطيافها) (عن طريق إخفاء الصوت )
• D = الانتشار (يتسبب في انتشار الطاقة الصوتية عن طريق الإشعاع في اتجاهات متعددة)

التحكم في ضوضاء خدمات المباني هو علم التحكم في الضوضاء الناتجة عن:

• أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء ( HVAC )
• المصاعد
• مولدات كهربائية موضوعة داخل مبنى أو متصلة به
• أي مكون آخر من مكونات البنية التحتية لخدمات المباني يصدر صوتاً.

قد يؤدي عدم التحكم الكافي إلى ارتفاع مستويات الصوت داخل المكان، مما قد يكون مزعجًا ويقلل من وضوح الكلام. تشمل التحسينات الشائعة عزل اهتزازات المعدات الميكانيكية، واستخدام مخففات الصوت في مجاري الهواء. كما يمكن تحقيق حجب الصوت عن طريق ضبط ضوضاء نظام التكييف والتهوية إلى مستوى محدد مسبقًا.

• الآثار الصحية للضوضاء
• تخفيف الضوضاء
• معامل تقليل الضوضاء
• تنظيم الضوضاء
• الضوضاء والاهتزاز والخشونة
• فئة نقل الصوت
• نقل جانبي

• لونغ، مارشال (2006). الصوتيات المعمارية : تطبيقات الصوتيات الحديثة. أمستردام: إلسيفير. ISBN 978-01239-8-258-2.
• كنودسن، فيرن أوليفر (1932). الصوتيات المعمارية . نيويورك: جون وايلي وأولاده. OCLC 668379566 . 
• تومسون، إميلي (2002). المشهد الصوتي للحداثة: الصوتيات المعمارية وثقافة الاستماع في أمريكا، 1900-1933 . كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.