pl en
pl
Technika pochłaniania i rozpraszania dźwięku
Karta opisu przedmiotu

Informacje podstawowe

Kierunek studiów
Inżynieria Akustyczna
Specjalność
-
Jednostka organizacyjna
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom kształcenia
Studia inżynierskie I stopnia
Forma studiów
Stacjonarne
Profil studiów
Ogólnoakademicki
Cykl dydaktyczny
2025/2026
Kod przedmiotu
RIAKS.Ii20.02614.25
Języki wykładowe
polski
Obligatoryjność
Do wyboru
Blok zajęciowy
Przedmioty kierunkowe
Przedmiot powiązany z badaniami naukowymi
Tak
Koordynator przedmiotu
Adam Pilch
Prowadzący zajęcia
Adam Pilch, Jarosław Rubacha, Artur Flach, Aleksandra Chojak, Bartłomiej Chojnacki
Okres
Semestr 6
Forma zaliczenia
Zaliczenie
Forma prowadzenia i godziny zajęć
Wykład: 14
Ćwiczenia laboratoryjne: 14
Ćwiczenia projektowe: 24
Liczba punktów ECTS
4

Cele kształcenia dla przedmiotu

C1 Przedmiot ma na celu dostarczenie studentom wiedzy i umiejętności dotyczących modelowania, pomiaru i zastosowania ustrojów pochłaniających i rozpraszających dźwięk wykorzystywanych w akustyce pomieszczeń.

Efekty uczenia się dla przedmiotu

Kod Efekty w zakresie Kierunkowe efekty uczenia się Metody weryfikacji
Wiedzy – Student zna i rozumie:
W1 Definiuje parametry akustyczne ustrojów rozpraszających IAK1A_W05, IAK1A_W08, IAK1A_W19 Aktywność na zajęciach, Sprawozdanie, Studium przypadków
W2 Analizuje parametry akustyczne ustrojów dźwiękochłonnych IAK1A_W12 Aktywność na zajęciach, Udział w dyskusji, Sprawozdanie
W3 Zna modele opisujące pochłanianie dźwięku materiałów porowatych i włóknistych IAK1A_W04, IAK1A_W06 Aktywność na zajęciach, Udział w dyskusji, Sprawozdanie
W4 Zna metody pomiaru wielkości opisujących pochłanianie i rozpraszanie dźwięku przez ustroje akustyczne IAK1A_W06, IAK1A_W12 Aktywność na zajęciach, Sprawozdanie, Zaangażowanie w pracę zespołu
W5 Zna modele opisujące pochłanianie dźwięku ustrojów rezonansowych IAK1A_W04, IAK1A_W06 Aktywność na zajęciach, Udział w dyskusji, Projekt
Umiejętności – Student potrafi:
U1 Świadomie stosuje materiały i ustroje akustyczne w adaptacjach akustycznych pomieszczeń IAK1A_U01, IAK1A_U20, IAK1A_U26 Aktywność na zajęciach, Udział w dyskusji, Sprawozdanie, Studium przypadków
U2 Projektuje ustroje rozpraszające o zadanych parametrach IAK1A_U01, IAK1A_U09 Aktywność na zajęciach, Projekt, Zaangażowanie w pracę zespołu
U3 Umie wyznaczyć na podstawie modeli teoretycznych charakterystyki pochłaniania dźwięku dla ustrojów rezonansowych IAK1A_U01, IAK1A_U08, IAK1A_U09, IAK1A_U11 Aktywność na zajęciach, Projekt, Studium przypadków
U4 Umie wyznaczyć na podstawie modeli teoretycznych charakterystyki pochłaniania dźwięku dla materiałów porowatych i włóknistych. IAK1A_U01, IAK1A_U09, IAK1A_U17 Aktywność na zajęciach, Projekt, Zaangażowanie w pracę zespołu
Kompetencji społecznych – Student jest gotów do:
K1 Umie współpracować z innymi branżami (architekci, konstruktorzy) przy projektowaniu ustrojów akustycznych IAK1A_K01 Aktywność na zajęciach, Projekt, Zaangażowanie w pracę zespołu

Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł ma na celu dostarczenie studentom wiedzy i umiejętności dotyczących modelowania, pomiaru i stosowania ustrojów dźwiękochłonnych i rozpraszających wykorzystywanych w akustyce pomieszczeń.

Nakład pracy studenta

Rodzaje zajęć studenta Średnia liczba godzin* przeznaczonych na zrealizowane aktywności
Wykład 14
Ćwiczenia laboratoryjne 14
Ćwiczenia projektowe 24
Przygotowanie do zajęć 17
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2
Dodatkowe godziny kontaktowe 5
Przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30
Łączny nakład pracy studenta
Liczba godzin
106
Liczba godzin kontaktowych
Liczba godzin
52

* godzina (lekcyjna) oznacza 45 minut

Treści programowe

Lp. Treści programowe Efekty uczenia się dla przedmiotu Formy prowadzenia zajęć
1.

1.      Zjawisko pochłaniania dźwięku przez materiały i metody pomiaru 


Podstawy fizyczne pochłaniania dźwięku, współczynnik odbicia, impedancja, współczynnik pochłaniania dźwięku.
Pomiar z wykorzystaniem rury impedancyjnej, w komorze pogłosowej, metoda impedancyjna.


2.      Pochłanianie dźwięku przez materiały porowate i włókniste 


Wielkości opisujące zjawiska akustyczne w materiałach porowatych i włóknistych – definicja i pomiar,
Modele pochłaniania dźwięku przez materiały włókniste,
Rodzaje materiałów porowatych i włóknistych,
Typowe charakterystyki pochłaniania dźwięku,
Zastosowanie.


3.      Ustroje rezonansowe 


Budowa i wielkości charakterystyczne ustrojów płytowych, perforowanych, szczelinowych i z mikroperforacją,
Modele pochłaniania dźwięku przez ustroje rezonansowe,
Przykłady rozwiązań komercyjnych,
Zastosowanie.


4.      Ustroje rozpraszające dźwięk 


Rozproszenie dźwięku – definicja i pomiar. 
Ogólne wytyczne do budowy ustrojów rozpraszających dźwięk. 


5.      Predykcja pochłaniania i rozpraszania dźwięku ustrojów rozpraszających 


Modele pochłaniania dźwięku przez ustroje rozpraszające. 
Modele rozpraszania dźwięku przez ustroje rozpraszające. 
Sekwencje pseudolosowe wykorzystywane w kształtowaniu ustrojów rozpraszających,
Problemy projektowe i aplikacyjne.


6.      Zastosowanie ustrojów akustycznych w kształtowaniu akustyki pomieszczeń


Redukcja wad akustycznych małych pomieszczeń z wykorzystaniem ustrojów akustycznych.
Optymalizacja ustrojów rozpraszających dla różnych funkcji w salach audytoryjnych. 

W1, W2, W3, W4, W5 Wykład
2.

1.      Pomiar współczynnika pochłaniania dźwięku metodą impedancyjną 


Przygotowanie stanowiska pomiarowego zgodnie z zaleceniami normy PN EN ISO 10534-2. 
Obróbka zarejestrowanych sygnałów. 
Analiza wpływu grubości materiału na własności akustyczne.


2.     Pomiar oporności przepływu. Wpływ wykończenia ustroju akustycznego na jego współczynnik pochłaniania 


Przygotowanie stanowiska pomiarowego.
Analiza wpływu wykończenia powierzchni ustroju porowatego/włóknistego na jego właściwości akustyczne.


3.      Pomiar współczynnika pochłaniania dźwięku ustrojów akustycznych w skali 1:8


Przygotowanie stanowiska pomiarowego. 
Przeprowadzenie badań. 
Analiza niepewności pomiaru. 


4.      Wpływ rozmieszczenia ustrojów akustycznych na parametry akustyczne wnętrza 


Pomiar współczynnika pochłaniania ustroju akustycznego zgodnie z zaleceniami normatywnymi. 
Analiza wpływu powierzchni, położenia i konfiguracji ustroju akustycznego na wyznaczone właściwości akustyczne.


5.      Pomiary parametrów akustycznych nadscenicznych paneli refleksyjnych 


Przygotowanie układu paneli do pomiarów i obliczenie ich parametrów charakterystycznych. 
Przygotowanie stanowiska pomiarowego. 
Pomiar parametrów akustycznych układu paneli.


6.      Pomiar współczynnika rozproszenia dźwięku d 


Zapoznanie z wymaganiami normy ISO 17497-2,
Obliczenie indywidualnej sekwencji ustroju rozpraszającego,
Przygotowanie stanowiska pomiarowego,
Wyznaczenie odpowiedzi impulsowych oraz obliczenie współczynnika rozpraszania dźwięku d,
Dyskusja dot. otrzymanych wartości.


7.      Pomiar współczynnika rozproszenia dźwięku s 


Zapoznanie z wymaganiami normy ISO 17497-1,
Przygotowanie próbki do badań,
Pomiar czasu pogłosu i obliczenie współczynnika rozpraszania dźwięku s,
Dyskusja dot. otrzymanych wartości.

W2, W4, U1, U3, U4 Ćwiczenia laboratoryjne
3.

1.      Odpowiedź impulsowa układu – projekt aplikacji (Matlab) 


Generacja sygnałów pozwalających na wyznaczenie odpowiedzi impulsowej układu,
Obsługa kart wyjścia/wejścia, rejestracja odtworzonego sygnału,
Obliczanie odpowiedzi impulsowej.


2.      Modelowanie ustroju warstwowego z wełny mineralnej (Matlab) 


Obliczenie impedancji, współczynnika odbicia i współczynnika pochłaniania na podstawie modeli teoretycznych (Delany Bazley),
Analiza wpływu montażu, grubości i oporności przepływu wełny na jej własności akustyczne,
Porównanie uzyskanych wyników z wielkościami z pomiaru laboratoryjnego.


3.      Modelowanie pogłosowego współczynnika pochłaniania dźwięku (Matlab) 


Model Parisa dla próbki o nieskończonych wymiarach,
Model Thomassona i Jeonga dla próbki o ograniczonych wymiarach,
Porównanie uzyskanych wyników z wielkościami z pomiaru w komorze pogłosowej.


4.      Modelowanie współczynnika pochłaniania dźwięku ustroju rezonansowego (perforowanego) 


Obliczenie oporności przepływu, masy powietrza, impedancji i współczynnika pochłaniania ustroju,
Analiza wpływu montażu, udziału perforacji, promienia otworów (szerokości szczelin) na właściwości akustyczne ustroju,
Uśrednianie wyników do pasm 1/3 oktawowych.


5.      Projekt układu nadscenicznych paneli refleksyjnych 


Dobór geometrii i wzajemnego ułożenia paneli w zależności do zadanych parametrów akustycznych,
Obróbka danych pomiarowych z laboratorium i porównanie z wartościami predykowanymi,
Dyskusja dot. otrzymanych wartości.


6.      Modelowanie numeryczne ustrojów rozpraszających dźwięk (Matlab) 


Modelowanie za pomocą wzorów uproszonych (Kuttruff) i dokładnych (Fresnel).


7.      Wyznaczanie współczynnika rozpraszania dźwięku na podstawie pomiarów (Matlab) 


obróbka danych pomiarowych (przebiegów czasowych ciśnienia akustycznego)
obliczenia współczynników d i dn,
porównanie uzyskanych wyników z wielkościami uzyskanymi z modeli teoretycznych.


8.      Dokumentacja techniczna ustroju rozpraszającego dźwięk (AutoCAD) 


Dobór materiałów konstrukcyjnych,
Określenie sposobu montażu i wykończenia ustroju,
Przygotowanie dokumentacji technicznej.

U2, K1 Ćwiczenia projektowe

Informacje rozszerzone

Metody i techniki kształcenia :

Grywalizacja, gamifikacja, Metoda problemowa (ang. Problem Based Learning), Praca grupowa, Studium przypadku (ang. case study), Dyskusja, Wykład

Rodzaj zajęć Metody zaliczenia Warunki zaliczenia przedmiotu
Wykład Aktywność na zajęciach, Udział w dyskusji, Studium przypadków
Ćwiczenia laboratoryjne Aktywność na zajęciach, Udział w dyskusji, Sprawozdanie, Studium przypadków , Zaangażowanie w pracę zespołu Udział we wszystkich ćwiczeniach laboratoryjnych, zaliczenie wymaganych sprawozdań z pomiarów.
Ćwiczenia projektowe Aktywność na zajęciach, Projekt, Zaangażowanie w pracę zespołu Udział i realizacja zadanych ćwiczeń projektowych.

Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu

Ćwiczenia laboratoryjne: Obecność na minimum 6 zajęciach, zaliczenie minimum 5 sprawozdań z laboratoriów w zespołach maksymalnie 4 osobowej. Zaliczenie dwóch kolokwiów sprawdzających wiadomości z laboratorium. Ćwiczenia projektowe: Obecność na co najmniej 9 zajęciach projektowych, zaliczenie wszystkich tematów projektów zadanych na zajęciach.

Sposób obliczania oceny końcowej

Ocena średnia ze sprawozdań z laboratoriów – 30% Ocena średnia z projektów – 70%

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach

Ćwiczenia laboratoryjne: możliwość odrobienia wybranych ćwiczeń w ramach prac naukowych zespołu Akustyki Architektonicznej Ćwiczenia projektowe: temat, na którym student był nieobecny musi być odrobiony w ramach indywidualnej prezentacji wykonanego projektu.

Wymagania wstępne i dodatkowe

Znajomość pakietu Matlab, AutoCAD, Catt acoustic
Znajomość podstawowych zasad adaptacji akustycznej
Umiejętność zestawienia toru pomiarowego do pomiarów akustycznych.

 

Zasady udziału w poszczególnych zajęciach, ze wskazaniem, czy obecność studenta na zajęciach jest obowiązkowa

Wykład: Z uwagi na złożoność przedstawianego materiału, udział w wykładach jest szczególnie zalecany. Rejestracja audiowizualna jest niedozwolona.

Ćwiczenia laboratoryjne: Ćwiczenia laboratoryjne wykonywane są zgodnie z programem przedstawionym przez prowadzącego i pod jego nadzorem w wydzielonych zespołach maksymalnie 4 osobowych.

Ćwiczenia projektowe: Studenci wykonują projekty w programie Matlab realizując treści zawarte w instrukcjach do ćwiczeń. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.

Literatura

Obowiązkowa
  1. Cox T.: Acoustic Absorbers and Diffusers: Theory, Design and Application, Taylor & Francis, 2009
  2. Allard J., Propagation of Sound in Porous Media: Modelling Sound Absorbing Materiale, John Wiley & Sons 2009
  3. Kuttruff H., Room acoustics, Taylor & Francis, London 2009
Dodatkowa
  1. Kulowski A., Akustyka Sal, Wydawnictwo PG, Gdańsk 2011
  2. Makarewicz R., Wstęp do akustyki teoretycznej, Wydawnictwo UAM, Poznań 2005

Badania i publikacje

Badania
  1. Badania związane z pomiarami akustycznymi
Publikacje
  1. A. Pilch, “Sources of measurement uncertainty in determination of the directional diffusion coefficient value,” Applied Acoustics, vol. 129, pp. 268–276, 2018.
  2. J. Smardzewski, T. Kamisiński, A. Pilch et.al. “Sound absorption of wood-based materials,” Holzforschung, vol. 69, no. 4, pp. 431–439, 2015.
  3. T. Kamisiński, A. Pilch et. al., “The comprehensive research of the road acoustic screen with absorbing and diffusing surface,” Archives of Acoustics, vol. 40, no. 1, 2015.
  4. J. Smardzewski, T. Kamisiński, A. Pilch et al., “Experimental study of wood acoustic absorption characteristics,” Holzforschung, vol. 68, no. 4, 2014.
  5. A. Pilch, A. Karlińska, A. Snakowska, T. Kamisiński, “The application of double-layer curtains for shaping acoustics of concert halls,” Acta Physica Polonica A, vol. 125, no. 4 A, 2014.
  6. A. Pilch, T. Kamisiński, M. Zastawnik, “Comparison of pressure and intensity methods in evaluating the directional diffusion coefficient,” Acta Physica Polonica A, vol. 123, no. 6, pp. 1054–1058, 2013.
  7. T. Kamisiński, K. Brawata, A. Pilch, J. Rubacha, M. Zastawnik, “Test Signal Selection for Determining the Sound Scattering Coefficient in a Reverberation Chamber,” Archives of Acoustics, vol. 37, no. 4, pp. 405–409, 2012.
  8. T. Kamisiński, K. Brawata, A. Pilch, J. Rubacha, M. Zastawnik, “Sound Diffusers with Fabric Covering,” Archives of Acoustics, vol. 37, no. 3, pp. 317–322, 2012.
  9. J. Rubacha, A. Pilch, M. Zastawnik, “Measurements of the sound absorption coefficient of auditorium seats for various geometries of the samples,” Archives of Acoustics, vol. 37, no. 4, 2012.
  10. A. Pilch, T. Kamisiński, “The Effect of Geometrical and Material Modification of Sound Diffusers on Their Acoustic Parameters,” Archives of Acoustics, vol. i, no. 4, pp. 955–966, 2011.