Comprendiendo la Ingeniería Acústica y su Relevancia
Lo que arquitectos y propietarios deben saber antes de especificar materiales acústicos, incluyendo cómo encontrar y trabajar con un consultor acústico.
Lo que arquitectos y propietarios deben saber antes de especificar materiales acústicos, incluyendo cómo encontrar y trabajar con un consultor acústico.
Poor room acoustics are not merely an inconvenience. A research review published in Frontiers in Psychology found that noise and reverberation in classrooms are associated with poorer performance on verbal tasks, that chronic noise exposure is associated with poorer reading, and that children are more affected than adults. [1] A separate scoping review published in the Journal of Speech, Language, and Hearing Research found that increased reverberation time, reduced signal-to-noise ratio, and decreased speech clarity each independently produce negative effects on student listening, learning, and well-being. [2] In offices, an analysis of occupant survey data from the Center for the Built Environment found that noise distraction and loss of privacy were the major causes of workspace dissatisfaction in open-plan layouts. [3]
Estos resultados son predecibles, medibles y totalmente prevenibles. Ese es el propósito de la ingeniería acústica, y es por eso que la elección de los materiales acústicos adecuados requiere comprender cómo se mide el rendimiento, qué significan realmente los números y cómo evitar ser engañado por afirmaciones que no pueden verificarse.
La ingeniería acústica es una disciplina amplia que abarca el estudio y control del sonido y la vibración en una gran variedad de entornos. Sus subdisciplinas incluyen el análisis de vibraciones mecánicas, el control de ruido industrial, la electrónica de audio y la acústica arquitectónica. Es esta última subdisciplina, la acústica arquitectónica, la que es relevante para el diseño de edificios, y es el área en la que opera BASWA.
La acústica arquitectónica se centra en la creación de un entorno de escucha óptimo mediante el diseño deliberado de la geometría de la sala, el volumen, los materiales de superficie y los conjuntos constructivos. Los profesionales que se especializan en este campo poseen títulos avanzados en acústica de audio, mecánica, electrónica o arquitectónica, y suelen ser denominados Consultores Acústicos.
Los Consultores Acústicos suelen ser contratados por propietarios, promotores o arquitectos para evaluar y optimizar el entorno sonoro dentro de un espacio existente o planificado. Su trabajo aborda tres categorías principales de preocupación:
Transmisión de Sonido es el paso de energía sonora de un espacio a otro, a través de paredes, suelos, techos o puertas. Se mide utilizando el Índice de Transmisión de Sonido (STC, por sus siglas en inglés), una clasificación de número único derivada de mediciones de laboratorio de la atenuación del sonido aéreo a través de una partición de edificio, probada en dieciséis frecuencias estándar desde 125 Hz hasta 4,000 Hz según ASTM E90. [4]
Sound Absorption is the conversion of sound energy into heat by room surfaces and treatments, which reduces the build-up of reflected sound energy within a space. It is measured using the Noise Reduction Coefficient (NRC), a single-number rating representing the average of a material's sound absorption coefficients at 250 Hz, 500 Hz, 1,000 Hz, and 2,000 Hz, derived from reverberation-room measurements conducted under ASTM C423. [5] Higher ratings mean more absorption: bare concrete rates close to zero, while highly absorptive treatments can rate 1.00 or higher. The NRC is being supplemented in current practice by the Sound Absorption Average (SAA), which averages absorption coefficients across twelve frequencies from 200 Hz to 2,500 Hz and provides a broader picture of a material's performance across the speech frequency range. [5]
Reverberation Time (RT60) is the most foundational metric in room acoustics. It represents the time, measured in seconds, required for a sound to decay by 60 decibels after its source has stopped. RT60 is calculated using the Sabine equation: RT60 = 0.161 x V / A, where V is room volume in cubic meters and A is total absorption in sabins, derived by summing the products of each surface area and its corresponding absorption coefficient. [6] Shorter RT60 values produce cleaner, more intelligible speech. Longer RT60 values add warmth and sustain appropriate for music but become detrimental to speech clarity when excessive. For classrooms, ANSI/ASA S12.60 sets a maximum RT60 of 0.6 to 0.7 seconds depending on room volume. [7]
Privacidad del Habla se evalúa utilizando el Índice de Articulación (AI, por sus siglas en inglés), una relación señal-ruido ponderada que predice la inteligibilidad del habla en la posición de un oyente. Según ASTM E1130, el AI oscila entre 0.00 (el habla es generalmente ininteligible) y 1.00 (todas las palabras habladas individualmente pueden entenderse). [8] Su complemento, el Índice de Privacidad (PI), expresa el grado en que el habla permanece privada: valores de PI cercanos a 1.00 indican privacidad confidencial. Estas métricas ayudan a los consultores a evaluar oficinas de planta abierta, entornos sanitarios y espacios institucionales donde la privacidad del habla es tanto una cuestión de confort como una consideración legal.
En el transcurso de un proyecto, un Consultor Acústico típicamente medirá los niveles de sonido existentes utilizando equipos de precisión, construirá modelos digitales de la sala para predecir cómo se comportará el sonido en un diseño propuesto, probará múltiples escenarios de tratamiento computacionalmente antes de que comience la construcción, identificará fuentes problemáticas de ruido y recomendará materiales y conjuntos específicos. Sus recomendaciones solo tienen peso cuando los fabricantes de esos materiales pueden respaldar sus afirmaciones de rendimiento con datos de laboratorio independientes de terceros.
Los requisitos de rendimiento acústico no son sugerencias. Múltiples organismos de normalización nacionales e internacionales han codificado umbrales mínimos de rendimiento para espacios donde la comunicación verbal es esencial.
ANSI/ASA S12.60, the American National Standard for Acoustical Performance Criteria, Design Requirements, and Guidelines for Schools, Part 1, has long been the benchmark. Its 2010 edition, reaffirmed in 2020, specifies that core learning spaces with volumes up to 566 cubic meters must maintain a maximum one-hour average background noise level of 35 dB(A), and a maximum RT60 of 0.6 seconds for rooms under 283 cubic meters and 0.7 seconds for rooms up to 566 cubic meters. A revised edition, S12.60-2026, has since been published. [7] These thresholds exist because students learn best when the teacher's voice stands clearly above the background noise, and many classrooms still fall short. In a study of 220 occupied K–12 classrooms, more than a quarter did not give students the minimum recommended 15 dB margin between speech and noise. [9]
Los requisitos de rendimiento acústico también aparecen en las guías de diseño para el sector sanitario, las normas para salas de tribunales y las regulaciones de control de ruido ocupacional, lo que refleja un amplio consenso científico de que el entorno acústico no es una preocupación estética, sino funcional y de salud pública.
Uno de los errores más comunes cometidos por arquitectos y propietarios durante la selección de materiales es aceptar las afirmaciones de NRC o RT60 de un fabricante sin examinar cómo se obtuvieron esos números.
Under ASTM C423, a valid test requires a specimen size of at least 64 to 72 square feet, tested in an accredited reverberation room under controlled temperature and humidity conditions. [5] Diffraction effects at the edges of a test specimen can cause reported absorption coefficients to exceed 1.00. This does not mean a material absorbs more sound than arrives at it; it is a measurement artifact of edge geometry. Results can also vary between testing laboratories, so small differences in NRC between competing products should be read cautiously unless those products were tested at the same facility.
La condición de montaje utilizada durante las pruebas también afecta significativamente el resultado. Las placas acústicas para techo se prueban comúnmente en montaje Tipo E400, que simula un pleno de 16 pulgadas de profundidad. Un producto probado con una cavidad de aire profunda detrás a menudo mostrará una mejor absorción de baja frecuencia que el mismo producto instalado directamente sobre un sustrato. Al comparar productos, siempre confirme que las condiciones de montaje en el informe de prueba coincidan con las condiciones de instalación de su proyecto.
BASWA acoustic proporciona datos de pruebas acústicas de laboratorio independientes de terceros que reflejan las condiciones reales del entorno instalado. Puede revisar la documentación completa de datos técnicos de BASWA para evaluar los datos de NRC, SAA y coeficientes de absorción en bandas de frecuencia individuales, lo cual es especialmente importante para espacios con requisitos críticos de habla o música.
Esta es una pregunta que merece una respuesta directa, ya que la categoría de revoques acústicos está sujeta a una considerable confusión de marketing.
Ordinary plaster, including gypsum, lime, and cement-based finishes, is a hard, reflective surface. A bare plaster ceiling typically carries an NRC near 0.05, among the most reflective finishes in a building. Installing ordinary plaster in a space where you need acoustic absorption makes the acoustic problem worse, not better.
Los verdaderos sistemas de revoque acústico, como BASWA, son productos porosos, sin juntas y de base mineral que absorben el sonido a través de su microestructura en lugar de reflejarlo. Los sistemas BASWA logran clasificaciones NRC que son verificadas y documentadas de forma independiente en informes de laboratorio realizados según ASTM C423. La superficie sin juntas de un sistema de revoque acústico también elimina las líneas visibles de la cuadrícula de baldosas, los herrajes de suspensión y los bordes de los paneles modulares que definen las placas acústicas de techo convencionales, lo que permite a los diseñadores lograr una apariencia lisa y monolítica sin sacrificar el rendimiento acústico.
Si está evaluando productos en esta categoría, solicite a cada fabricante su informe de prueba ASTM C423, confirme la condición de montaje y verifique que las pruebas fueron realizadas por un laboratorio acreditado por A2LA. Declaraciones como "diseñado acústicamente" o "acabado fonoabsorbente" sin datos de laboratorio que los acompañen no son sustituibles por valores verificados de NRC o SAA.
Para un análisis más profundo de las familias de productos de BASWA y sus perfiles de absorción específicos, visite la página de Productos o explore aplicaciones de proyectos reales en el Portafolio.
Los costos derivados de un diseño acústico inadecuado están bien documentados.
In classrooms, poor acoustic conditions impair speech perception, listening comprehension, literacy skill development, and numeracy performance. The effects fall hardest on younger students, students with hearing loss, and students learning in a second language. [10]
In workplaces, a survey of 1,078 office workers found that nearby conversation increased noise annoyance and reduced self-reported work performance more in open-plan offices than in shared offices. [11] A separate longitudinal study found that workers who moved from private offices to open-plan environments reported significant increases in noise distraction, particularly for cognitively demanding tasks and phone conversations. [12]
These are not abstract outcomes. They represent measurable differences in student performance and worker health, and they are within the control of the design team when the correct materials and specifications are selected.
BASWA acoustic trabaja en estrecha colaboración con firmas de ingeniería y consultoría acústica de todo el mundo para ayudar a propietarios y diseñadores a lograr sus objetivos de rendimiento acústico antes de que comience la construcción. Los consultores acústicos utilizan planos arquitectónicos en software de modelado especializado para identificar áreas problemáticas, modelar escenarios de tratamiento propuestos y especificar productos con rendimiento documentado. Contratar a un consultor durante la fase de diseño, en lugar de después de que un espacio haya sido construido y se encuentre deficiente, es casi siempre más rentable.
BASWA es un orgulloso y antiguo colaborador del Consejo Nacional de Consultores Acústicos (NCAC). El directorio de la NCAC es un punto de partida fiable para localizar firmas cualificadas por tipo de proyecto y región geográfica.
Para obtener más información sobre cómo BASWA colabora con la comunidad de diseño a través de la educación continua, visite nuestra página de Educación, donde hay unidades de aprendizaje acreditadas por la AIA disponibles para arquitectos que buscan profundizar su comprensión del diseño acústico.
BASWA acoustic es especificado por consultores acústicos y equipos de diseño en una amplia gama de tipos de proyectos, incluyendo:
Aeropuertos, Auditorios, Salones de baile, Salas de juntas, Estudios de radiodifusión, Iglesias, Aulas, Salas de conciertos, Salas de conferencias, Salas de tribunales, Restauraciones históricas, Cines en casa, Hospitales, Centros de aprendizaje, Bibliotecas, Espacios habitables, Vestíbulos, Museos, Salas de ensayo musical, Estudios de grabación, Restaurantes, Spas y Natatorios.
Ya sea que su proyecto sea una nueva construcción o un espacio existente que requiere remediación, la red de instaladores certificados de BASWA está disponible en toda Norteamérica e internacionalmente. Contáctenos para localizar un instalador certificado en su área de proyecto, o revise los recursos de Preguntas Frecuentes para preguntas comunes sobre especificación e instalación.
[1] Klatte, M., Bergström, K., and Lachmann, T. "Does noise affect learning? A short review on noise effects on cognitive performance in children." Frontiers in Psychology, 4 (2013), Article 578. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2013.00578
[2] Mealings, K. "A Scoping Review of the Effect of Classroom Acoustic Conditions on University Students' Listening, Learning, and Well-Being." Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 66(11) (2023), pp. 4653–4672. https://doi.org/10.1044/2023_JSLHR-23-00154
[3] Kim, J., and de Dear, R. "Workspace satisfaction: The privacy-communication trade-off in open-plan offices." Journal of Environmental Psychology, 36 (2013), pp. 18–26. https://doi.org/10.1016/j.jenvp.2013.06.007
[4] ASTM E90, "Método de prueba estándar para la medición en laboratorio de la pérdida de transmisión de sonido aéreo de particiones y elementos de edificios." ASTM International, West Conshohocken, PA. Norma activa.
[5] ASTM C423-22, "Standard Test Method for Sound Absorption and Sound Absorption Coefficients by the Reverberation Room Method." ASTM International, West Conshohocken, PA, 2022. https://store.astm.org/c0423-22.html
[6] Sabine, W.C. (1900). Reverberation formula RT60 = 0.161V/A, as reviewed in: Yaman, C., et al. "Evaluation and Improvement of Reverberation Time in the Current Enclosed Spaces with Speech Action." Periodica Polytechnica Architecture, 53(2) (2022), pp. 127–136. https://doi.org/10.3311/PPar.19786
[7] ANSI/ASA S12.60/Part 1-2010 (R2020), "Acoustical Performance Criteria, Design Requirements, and Guidelines for Schools, Part 1: Permanent Schools." Acoustical Society of America, Melville, NY. Revised as ASA/ANSI S12.60-2026/Part 1. https://asastandards.org/store-home/
[8] ASTM E1130-16 (Reaprobado 2021), "Método de prueba estándar para la medición objetiva de la privacidad del habla en espacios de planta abierta utilizando el índice de articulación." ASTM International, West Conshohocken, PA. https://store.astm.org/e1130-16r21.html
[9] Wang, L.M., and Brill, L.C. "Speech and noise levels measured in occupied K–12 classrooms." Journal of the Acoustical Society of America, 150(2) (2021), pp. 864–877. https://doi.org/10.1121/10.0005815
[10] Mealings, K. "The Effect of Classroom Acoustic Treatment on Listening, Learning, and Well-being: A Scoping Review." Acoustics Australia, 51 (2023), pp. 279–291. https://doi.org/10.1007/s40857-023-00291-y
[11] Di Blasio, S., Shtrepi, L., Puglisi, G.E., and Astolfi, A. "A Cross-Sectional Survey on the Impact of Irrelevant Speech Noise on Annoyance, Mental Health and Well-being, Performance and Occupants' Behavior in Shared and Open-Plan Offices." International Journal of Environmental Research and Public Health, 16(2) (2019), Article 280. https://doi.org/10.3390/ijerph16020280
[12] Kaarlela-Tuomaala, A., Helenius, R., Keskinen, E., and Hongisto, V. "Effects of acoustic environment on work in private office rooms and open-plan offices: longitudinal study during relocation." Ergonomics, 52(11) (2009), pp. 1423–1444. https://doi.org/10.1080/00140130903154579
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