Maskování zvuku je přidání přirozeného nebo umělého zvuku (jako je bílý nebo růžový šum) do prostředí za účelem zakrytí nežádoucího zvuku pomocí maskování sluchu. To je v kontrastu s technikou aktivního tlumení hluku. Maskování zvuku snižuje nebo eliminuje povědomí o již existujících zvukech v dané oblasti a může zpříjemnit pracovní prostředí a zároveň vytvořit soukromí při řeči, aby se pracovníci mohli lépe soustředit a být produktivnější. Maskování zvuku lze také použít ve venkovním prostředí za účelem obnovení přirozenějšího okolního prostředí.
Maskování zvuku lze vysvětlit analogicky se světlem. Představte si tmavou místnost, kde někdo zapíná a vypíná baterku. Světlo je velmi zřetelné a rozptylující. Teď si představte, že jsou světla v místnosti zapnutá. Baterka je stále zapnutá a vypnutá, ale už není patrná, protože byla „zamaskovaná“. Maskování zvuku je podobný proces, kdy se zakrývá rozptylující zvuk uklidňujícím nebo méně rušivým zvukem.
Maskování zvuku lze použít kdekoli, aby bylo zajištěno soukromí při hovoru nebo aby se omezilo rozptylování. Maskování zvuku se obvykle používá ve vybraných pracovních prostorech, ale může být užitečné i v obytných prostředích. Nejčastější instalace maskování zvuku jsou:
Maskování zvuku může být také použito k zakrytí jiného nežádoucího hluku, jako jsou přerušované zvuky ze strojního zařízení. V kanceláři to může být zvuk výtahů a kompresorů. Maskování zvuku může způsobit, že hovory jsou pro okolní posluchače nesrozumitelné, a může tak pomoci vyhovět předpisům HIPAA a GLBA.
Maskování zvuku se používá k ochraně důvěrného soukromí v oblastech, kde se konají citlivé nebo utajované rozhovory. Aplikace se mimo jiné používají ve státní správě, armádě, vojenských dodavatelích, podnikových radách a právních kancelářích. Požadavky na tento typ maskování jsou přísnější. Musí být zaručena nepřetržitost zvuku během používání místnosti, výkon musí být ověřen a zařízení musí být schopno ochránit okna, dveře, stěny a potrubí pomocí vibračních maskovačů místo reproduktorů.
Existuje řada případů, kdy byla úspěšně instalována zvuková maska pro venkovní aplikace, přičemž nejčastějším terčem zájmu je hluk na vozovce. V jednom příkladovém použití byl jako součást zahradního exteriéru městského hotelu v kalifornské Santa Rose vybudován velký umělý vodopád. Vodopád se kaskáduje po rozsáhlé zdi vysoké přibližně čtyři metry a funguje jak pro zvukovou masku, tak jako fyzická překážka hluku na silnici.
Skutečný průběh přijímané akustické energie v pracovním prostoru z reproduktorů v plenu komplikuje řada faktorů, z nichž všechny způsobují prostorovou variabilitu pole maskování zvuku v pracovním prostoru. Zaprvé, protože reproduktory skutečně vyzařují všemi směry, část energie na nízkých frekvencích je vyzařována směrem dolů. K určité variabilitě zvuku tak dochází přímo pod reproduktory. Zadruhé, upuštěné stropy mají širokou škálu akustické „průhlednosti“ nebo ztráty přenosu (jejich stupeň pronikání zvuku přímo do prostoru pod nimi). Některé běžné lehké obklady kancelářských stropů, zejména ty vyrobené ze sklolaminátu, mají vysoký stupeň průhlednosti, což zvyšuje variabilitu zvuku pod reproduktory. Zatřetí, plenum je akusticky komplikováno přítomností vzduchotechnických kanálů, velkých nosníků a dalších konstrukčních prvků, které působí tak, že „rozčlení“ zvuk maskování a způsobují rozptyl a odrazy. Tento rozptýlený zvuk může také způsobit prostorovou variabilitu. Za čtvrté, při použití méně průhledných akustických obkladů, např. obkladů z minerálních vláken, dochází v plenu k dozvukovému akustickému nahromadění, které může způsobit významné „přetečení“ ze zamýšleného ošetřeného prostoru, např. do otevřené kanceláře, do prostor, kde maskování zvuku nemusí být potřebné nebo žádoucí, např. do soukromých kanceláří nebo konferenčních místností. Za páté, pokud má strop velmi vysoký CAC (třída útlumu stropu), např. sádrokartonová nebo fólií vyložená matrice nad systémy kovových panelů má CAC vyšší než 40, bude přenos maskování přes rovinu stropu výrazně omezen a výsledný signál maskování bude problematický z hlediska dosažené úrovně. A konečně, pokud je plenum použito jako prostředek pro zpětný vzduch pro systém HVAC, musí mít strop nutně průduchy nebo venkovní návraty. Pokud jsou tyto návraty neošetřené, budou působit jako přímé vysílače akustického pole z plena do oblasti kanceláře a vytvoří dodatečnou variabilitu.
Zpracování návratů pod širým nebem je jednoduché, ale zvyšuje náklady na instalaci. Bylo prokázáno, že správně vyladěné a seřízené systémy na bázi plena, jsou-li používány ve spojení s upravenými návraty pod širým nebem, zajišťují jednotnost uvnitř mnoha prostorů s maskou cílového zvuku. Jednotnosti lze dosáhnout úpravou akustického výstupu jednotlivých nebo malých skupin reproduktorů. Úpravy běžně zahrnují změny výstupního objemu a výstupního spektra jednotlivých reproduktorů. Pro zajištění této možnosti nastavení je nutná dodatečná systémová elektronika pro jednotlivé reproduktory nebo pro malé skupiny reproduktorů.
Systémy pro maskování zvuku v přímém poli se používají od konce 90. let 20. století. Maskovací akustika se nazývá „přímé pole“, protože zvuk z jakéhokoli specifického maskovacího reproduktoru putuje přímo k posluchači, aniž by interagoval s jakýmkoli jiným odrazovým nebo vysílacím prvkem. Systémy přímého pole, které se zpočátku používaly jako příslušenství otevřených kancelářských kójí, byly plně integrovány alespoň do jednoho systému otevřeného kancelářského nábytku a byly navrženy tak, aby mohly být instalovány jak ve snížených stropech, tak v kancelářích bez jakýchkoli absorpčních stropních systémů. Systémy přímého pole používají při instalaci ve snížených stropech reproduktory, které jsou namontovány čelem dolů, Není-li k dispozici stropní dlaždice, jsou namontovány čelem dolů na jakoukoli dostupnou konstrukci a vysílají maskovací hluk přímo do zamýšleného prostoru. Maskování přímého pole vyžaduje reproduktory, které jsou ve skutečnosti všesměrové, což znamená, že přenášejí energii rovnoměrně v podstatě všemi směry. Použití všesměrových reproduktorů, rozmístěných vhodně pro pracovní plochu (typicky na mřížce rovnající se výšce stropu), zajišťuje maskování zvuku, které je rovnoměrně rozloženo. Použití reproduktorů přímého pole eliminuje problémy prostorové uniformity a „přetečení“ v důsledku plenitých podmínek a návratů otevřeného vzduchu. Vzhledem k tomu, že plenité a stropní materiály nejsou akusticky zapojeny, jednotlivé reproduktory nemusí být seřízeny tak, aby působily proti plenitým podmínkám, takže není vyžadováno žádné ladění a elektronická složitost je minimalizována. Také vzhledem k tomu, že zvuk z reproduktorů přímého pole nemusí interagovat se stropní dlaždicí, množství energie potřebné k vytvoření prostoru maskovaného zvukem je sníženo.
V mnoha instalacích, zejména ve skladech, které byly přestavěny na kancelářské prostory, jsou maskovací reproduktory zavěšeny podobným způsobem jako reproduktory nad zavěšenými stropy. Typicky jsou reproduktory namontovány výše a rozestupy mezi nimi jsou často užší. Prostor má obecně velmi vysoký konstrukční strop, takže vytvořený zvuk je poměrně rozptýlený (cestující nemohou reproduktory snadno lokalizovat poslechem).
V kancelářích, které využívají zvýšené podlahy, mohou být pod ně umístěny maskovací reproduktory. Speciální reproduktory byly navrženy tak, aby se do nich vešly i velmi mělké dutiny, jinak tam mohou být použity normální maskovací reproduktory. Přijímání posluchačů je u tohoto typu konstrukce velmi vysoké, protože zvuk je velmi rozptýlený.
Maskování zvuku se používá již mnoho let. Je pravděpodobné, že římské vily s interiérovými fontánami měly výhodu maskování zvuku vozů. I dnes se fontány používají v obchodních centrech k zajištění vlhkosti, příjemného prostředí a maskování zvuku. Díky stále častějšímu používání maskování zvuku jako nástroje na ochranu soukromí se elektronické metody dočkaly řady vylepšení, která zvyšují jejich výkon a přijatelnost:
Vybavení bylo navrženo tak, aby chránilo citlivé rozhovory. Maskování bylo úspěšně aplikováno v nemocnicích a dalších zdravotnických zařízeních. Maskovací reproduktory byly úspěšně umístěny v otevřených stropech, nad zavěšenými stropy, lícem dolů v zavěšených stropech a pod zvýšenými podlahami. Většina profesionálů se přiklonila k preferovanému spektru a úrovni maskování pro otevřené i uzavřené kanceláře, která vyvažuje potřebu soukromí s přijatelností pro obyvatele. Většina moderních zařízení je nyní schopna tyto požadavky zvládnout. Mnoho systémů má počáteční funkci rampy. Tato funkce umožňuje uživateli zvýšit úroveň maskování automaticky na požadovanou úroveň po mnoho dní. Osoby stěhující se do nové kanceláře preferují pomalé změny a tato funkce vyhovuje akustickému aspektu. Některé systémy mají funkci energetické rampy. Když dojde k výpadku energie v budově a poté je zapnuta, úroveň maskování zvuku vyskočí docela znatelně, což může vytvořit negativní odezvu. Tato funkce se chová podobně jako funkce počáteční rampy, ale jedná se v minutách spíše než ve dnech. Některé systémy mají funkci plánování úrovně. To umožňuje uživateli, aby se úroveň maskování zvuku měnila každý den v závislosti na využití kanceláře. Pokud je kancelář plně obsazena, je maskování na nejvyšší úrovni. Vzhledem k tomu, že obsazenost je nízká brzy v pracovní den a osoby se připravují na odpolední odchod, může být úroveň snížena. V nočních hodinách je úroveň nastavena nízko, takže ochranka může slyšet jakýkoliv podezřelý zvuk při prohlídce kanceláře. Některé systémy mají adaptivní funkci. V tomto systému zvukový detektor zachytí zvuk, oddělí zvuk činnosti (typicky řeč) od pozadí (maskování zvuku) a upraví maskování tak, aby rozdíl mezi nimi zůstal konstantní. V podstatě systém používá maskování zvuku pouze tehdy, když je to potřeba.
Atributy úspěšných systémů maskování zvuku
Hladina maskování zvuku. U otevřených kanceláří se v závislosti na konstrukci může hladina pohybovat od 43 dB(A) do 48 dB(A) a u uzavřených kanceláří se může hladina maskování pohybovat od žádné do 44 dB(A). Úprava hladin se musí provádět v malých krocích po hladině v blízkosti 1 dB.
Spektrální obrys zvukové masky. Kmitočtové rozložení úrovní zvukové masky pokrývá minimálně kmitočtový rozsah řeči, který je od pásma 200 Hz do pásma 1/3 oktávy 5000 Hz . Na základě práce, kterou poprvé publikoval Leo Beránek v 60. letech 20. století , byla definována rodina spektrálních obrysů zvukové masky, které se typicky s frekvencí snižují a vyžadují spíše nízkofrekvenční zvuk než vysokofrekvenční. Tyto obrysy byly shledány přijatelnými pro cestující. Úroveň tohoto obrysu je nastavena tak, aby poskytovala požadované soukromí, takže lze dosáhnout rovnováhy mezi výkonem a přijatelností.
Prostorová jednotnost. Na rozdíl od většiny zvukových systémů, které na sebe upozorňují, je zvuková maska navržena tak, aby byla pozadím (není rozpoznána), stejně jako nejsou rozpoznány zvuky pozadí venku. Toho je dosaženo tím, že je zvuková maska jednotná v celé místnosti.
Šíření zvuku. Když je zvuk rozptýlený (přijíždí ze všech směrů přibližně stejně), většina lidí si ho ani neuvědomuje. Příkladem je tiché venkovní pozadí. Zvuk z letiště je pravý opak; zvuk lze identifikovat a nelíbit se mu.
Použitelnost. Maskovací systémy musí vyhovovat mnoha místům, do kterých jsou maskovací reproduktory umístěny. Zahrnují pod zvýšenými podlahami, nad zavěšenými stropy, v otevřených stropních plenkách, nad nesouvislými zavěšenými stropními obklady a na stěnách.
Fázování. Když mají dva maskovací reproduktory stejný signál, ale jsou od sebe odděleny, může člověk uprostřed mezi nimi vycítit „svištící“ zvuk. To je způsobeno změnami hladin na různých frekvencích způsobenými fázovými posuny, tzv. filtrováním hřebenů. Když je to patrné, považuje se to za závadné. Tento účinek lze snadno eliminovat pojištěním, že maskování v prostoru je způsobeno více kanály nesouvislého šumu.
Vztah zvukového maskování k soukromí řeči
Mnohokrát má majitel problém s hlukem v kanceláři a slyšel, že to vyřeší zvuková maska. Tato myšlenka je pravdivá v mnoha případech, ale ne vždy. Zvuková maska je pouze jedním ze tří faktorů, které umožňují dosáhnout soukromí při hovoru. Pokud jsou ostatní faktory nedostatečné, zvuková maska nemusí být řešením.
Čím hlasitěji lidé mluví, tím více je slyší ostatní. Naštěstí lidé v kancelářích mají tendenci své hlasy mírnit, i když občas se najdou lidé s přirozeně hlasitými hlasy. Bylo nashromážděno mnoho informací o hlasových hladinách, aby konstruktéři maskovacích systémů měli dobrou představu o hlasových hladinách.
Jak se řeč šíří ven, rozpadá se do nižších úrovní; zeslabuje se. Ztrátu způsobují tři složky: blokování řeči, absorbování řeči a přirozené šíření. První složka se skládá z konstrukcí, jako jsou stěny nebo panely pracovní stanice, které blokují průchod řeči jimi. Druhá složka se skládá především z vláknitých materiálů, jako jsou stropní obklady, které snižují odrazy od nich. Třetí složka je určena vzdáleností od reproduktoru.
Úroveň řeči člověka je snížena, když se konečně dostane k posluchači. Pokud je tato úroveň vyšší než úroveň pozadí, může být slyšet. Cílem maskování zvuku je zvýšit tuto úroveň tak, aby množství řeči, která je slyšet, bylo sníženo do té míry, že nezpůsobuje žádné rozptýlení.
Srozumitelnost řeči je předmětem mnoha studií po mnoho let a vyústila v míru nazvanou Articulation Index (AI). Je to číslo od nuly do jedničky, s jedničkou reprezentující plné porozumění řeči, nebo 100%. Privacy Index (PI) nepřímo souvisí s AI, PI se rovná 100(1-AI) (to je také rozdíl mezi podílem AI a 100). Pohybuje se od nuly (žádné soukromí) do 100 (úplné soukromí). Obecně platí, že pro kancelářské nastavení je PI pod 80 nevyhovující, v tom, že konverzace a jiné zvuky jsou snadno zpozorovány nebo zaslechnuty. ASTM E 1130 Definuje AI.
Typ ochrany osobních údajů a index ochrany osobních údajů
Viz ASTM E 1130 pro úředníky normy
Doporučené úrovně Open Office
Doporučené Open Office Spectrum při 47 dB(A)
Doporučené uzavřené kancelářské spektrum při 44 dB(A)
Nastavte nad úrovní, pokud je nad stávající úrovní pozadí.
Maskování zvuku a index soukromí
Jak do grafu soukromí zapadá maskování zvuku? Například návrh otevřené kancelářské pracovní stanice začíná dvěma lidmi, kteří jsou od sebe vzdáleni několik metrů na dohled. Budování pracovní stanice znamená pohyb po vodorovné ose. Index soukromí se blíží 10, takže nemají soukromí jeden před druhým. Přidává se nábytkový systém s panely. Pokud panely dobře blokují zvuk a jsou dostatečně vysoké, index soukromí se pohybuje po křivce až k 50. Velké, prospěšné, fyzicky zlepšení, ale se soukromím cestujících se nic moc neděje. Přidávají se stropní dlaždice a snižuje se řeč odrážející se od stropu. Pokud jsou zvukově pohlcující vlastnosti dobré, index soukromí se pohybuje na 75. Obyvatelé si začínají všímat zlepšení, ale jak je vidět v tabulce, cíl Normálního soukromí (malé rozptýlení) stále není splněn. Přidání maskování zvuku pak může přinést soukromí do cíle. Tento proces je známý jako „ABC“ soukromí řeči: Absorb řeč (strop), Block řeč (panely), Cover řeč (maskování). Je to strmá část křivky soukromí, která dává největší výkon a dostat se tam je pouze nastavení podmínek. Tento popis má tendenci dělat zvuk maskující hrdinu, ale dodatky mohou být provedeny v jakémkoliv pořadí; je to rovnováha tří faktorů, které je nejdůležitější.
Většina dolarů na soukromí je vynaložena na to, aby se dostala do zatáčky v zatáčce, zbytek je vynaložen na dosažení požadovaného soukromí.
Na tomto grafu je také vidět selhání maskování při zajišťování soukromí pro blízké osoby. Aby byla úroveň přijatelná pro cestující, musí být omezena na úroveň, která je přijatelná, a to znamená zlepšení asi o 15 bodů PI. Při přidání maskování zvuku do špatně navržené kanceláře, PI jde z 10 na 25 pro ně, nevyplatí se. To neznamená, že maskování nemůže být účinné pro ostatní v místnosti. V oblastech zákaznického servisu, například, panely jsou velmi nízké, takže výše uvedená situace platí pro blízké osoby. Ale jak se řeč šíří směrem ven, úroveň je snížena o přijatelnou částku pro vzdálenější osoby, a pak může být maskování zvuku účinné. Vzdálenost, za kterou je maskování zvuku prospěšné, se nazývá poloměr rozptýlení. Lidé mimo tento okruh mají dobré soukromí, které předtím neměli.
Možnost škodlivého vlivu na zdraví cestujících byla v souvislosti se zvukovým maskováním vždy důvodem k obavám. Existují tři druhy zvukových efektů: fyzický, fyziologický a psychologický. Fyzický efekt jsou věci, které vyvolávají přímé poškození, například velmi vysoké hladiny zvuku, a to 130 dB nebo více. Fyziologické efekty se vyskytují kolem 70 dB a více. Při nejnižších hladinách zvuku mezi ně patří mírné rozšíření zornic oka a mírná reakce galvanické pokožky, ale žádný trvalý efekt. Pouliční zvuky, zvuky autobusů, vlaků nebo letadel se obvykle pohybují nad 70 dB. Vzhledem k tomu, že zvukové maskování je provozováno při 47 dB, tedy hluboko pod 70 dB, nelze očekávat fyziologické reakce. Psychologická odezva je jediným přetrvávajícím problémem a může se objevit na jakékoliv úrovni. Kapání z kohoutků například při 20-30 dB může mít za následek podráždění a následně stížnosti. Rozmrzelost v komerčním prostředí je způsobena přechodnými zvuky, které pronikají do posluchače.[nutná citace] Účelem maskování je snížit míru pronikání těchto zvuků. Citát z klasické knihy Vliv hluku na člověka od K. Krytera může osvětlit potenciální problém:
Obecný závěr, že výkon úzkostnějších typů osobnosti je více ovlivněn hlukem než výkon nebojácných typů, by svědčil o existenci faktoru závislosti na podnětu. Možným poučením z velké části údajů uvedených v této knize je, že jinak než jako škodlivý činitel pro ucho (fyzický) hluk nepoškodí organismus ani nenaruší duševní nebo motorickou výkonnost.