Tesis

The sound field distribution in a room is the consequence of the acoustic properties of radiating sources and the position, geometry and absorbing characteristics of the surrounding boundaries in an enclosure (boundary conditions). Despite there existing a consolidated acoustic wave theory, it is very difficult, nearly impossible, to find an analytical expression of the sound variables distribution in a real room, as a function of time and position. This scenario represents as an inhomogeneous boundary value problem, where the complexity of source properties and boundary conditions make that problem extremely hard to solve. Room acoustic simulation, as treated in this thesis, comprises the algebraical approach to solve the wave equation, and the way to define the boundary conditions and source modeling of the scenario under analysis. Numerical methods provide accurate algorithms for this purpose and among the different possibilities, the use of discrete-time methods arises as a suitable solution for solving those partial differential equations, particularized by some specific constrains. Together with the constant growth of computer power, those methods are increasing their suitability for room acoustic simulation. However, there exists an important lack of accuracy in the definition of some of these conditions so far: current frequency-dependent boundary conditions do not comply with any physical model, and directive sources in discrete-time methods have been hardly treated. This thesis discusses about the current state-of-the-art of the boundary conditions and source modeling in discrete-time methods for room acoustic simulation, and it contributes some algorithms to enhance boundary condition formulation, in a locally reacting impedance sense, and source modelling in terms of directive sources under a defined radiation pattern. These algorithms have been particularized to some discrete-time methods such as the Finite Difference Time Domain and the Digital Waveguide Mesh. / Escolano Carrasco, J. (2008). Contributions to discrete-time methods for room acoustic simulation [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8309 / Palancia

El objeto de esta tesis se centra el estudio del comportamiento acústico de estructuras multicapa, utilizando como herramienta, entre otras, la denominada "Holografía acústica de campo cercano" (NAH, Nearfield Acoustical Holography). Las conclusiones obtenidas y las herramientas desarrolladas en este estudio tienen implicaciones en dos ámbitos, el aislamiento acústico con particiones ligeras multicapa, y la optimización de la radiación de sistemas electroacústicos basados en la vibración de un panel provocada por un elemento excitador de tipo dinámico (caso de los altavoces planos). El proceso para conseguir predicciones acertadas del comportamiento de estructuras multicapa, tanto desde el punto de vista de la aplicación acústica de la edificación, como el electroacústico (mejora de prestaciones de altavoces), debe partir, necesariamente de un conocimiento preciso de las características acústicas de los componentes, es decir, cada una de las capas. Este estudio constituye la primera fase de la investigación y del trabajo. La validación de las teorías sobre el aislamiento acústico lleva contigo el ensayo de diferentes materiales y configuraciones. El objeto es aumentar al máximo el índice de aislamiento de una cierta configuración, intentado disminuir en lo posible los costes. El estudio del comportamiento acústico de distintas configuraciones suele realizarse en cámara de transmisión. Los resultados de las medidas en estas condiciones no tienen por qué coincidir con los obtenidos con medidas "in situ", ya que las condiciones de montaje son hasta cierto punto incontrolables. Existen diversos trabajos donde se desarrollan los diferentes modelos, teorías y técnicas de medición con este fin, desde modelos y teorías para caracterizar materiales absorbentes hasta métodos de caracterización de materiales absorbentes medidos en el tubo de Kundt. También existen medidas de una determinado variable acústica, permiten obtener los parámetros de entrada necesarios para los progr / Escuder Silla, EM. (2005). Estudio del comportamiento acústico de estructuras multicapa mediante nah [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1860 / Palancia

La Escuela Superior de Artes Escénicas en Trujillo, comprendida en el marco de Educación y Cultura, toma el rol formativo profesional de artistas locales mediante espacios enfocados en el aprendizaje activo, la experimentación y el enfrentamiento con el público. Ubicado en el distrito de Víctor Larco Herrera, refuerza la presencia del arte en el sector educativo, promoviendo y rescatando la identidad colectiva como forma de comprensión del entorno sociocultural actual. Se enfoca en jóvenes de 14 a 25 años como principales postulantes, además de docentes y profesionales en el rubro. Propone como objetivo principal garantizar el Aprendizaje Experimental, generando un estímulo en el artista a través del su entorno construido, logrado mediante estrategias referidas a la disciplina de la NeuroArquitectura. De esta manera, términos como la Flexibilidad y la Acústica Arquitectónica, toman relevancia dentro del proyecto al plantear recintos que, mediante sus características específicas, representen un respaldo cognitivo como parte del desarrollo integral. El propósito del documento, remite a esta idea como principal punto de indagación, considerándose un método de innovación dentro de un marco nacional que lo requiere. / The Performing Arts Superior School in Trujillo, within the framework of Education and Culture, takes the professional training role of local artists through spaces focused on active learning, experimentation and confrontation with the public. Located in the Víctor Larco Herrera district, it reinforces the presence of art in the educational sector, promoting and rescuing collective identity as a way of understanding the current sociocultural environment. It focuses on young people between the ages of 14 and 25 as the main applicants, as well as teachers and professionals in the field. Its main objective is to guarantee Experimental Learning, generating a stimulus in the artist through his built environment, achieved through strategies related to the discipline of NeuroArchitecture. In this way, terms such as Flexibility and Architectural Acoustics take on relevance within the project by proposing enclosures that, through their specific characteristics, represent cognitive support as part of comprehensive development. The purpose of the document refers to this idea as the main point of inquiry, considering it an innovation method within a national framework that requires it. / Trabajo de investigación

[ES] Los recintos de culto son construcciones patrimoniales de importantes valores culturales, históricos, artísticos y arquitectónicos. Además, presentan una sonoridad característica que debe ser objeto de especial protección. En este sentido, la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) ha reconocido el sonido de los recintos de culto como una parte importante de nuestro patrimonio cultural inmaterial, estableciendo como prioridad su preservación. En este ámbito, la acústica virtual se presenta como una herramienta muy eficaz para el estudio del patrimonio sonoro de los recintos de culto. A través de simulaciones acústicas, es posible analizar en detalle el comportamiento acústico de los diferentes espacios y estudiar la evolución sonora de los templos. La acústica virtual permite predecir y percibir el resultado acústico de cualquier propuesta de intervención antes de su realización práctica, con lo que se presenta una nueva variable a tener en cuenta a la hora de afrontar la restauración del patrimonio: la acústica arquitectónica. Asimismo, la simulación acústica y visual ofrece la posibilidad de realizar turismo virtual por los recintos de culto, fomentando el estudio y disfrute de sus valores patrimoniales. Con todo ello, en esta investigación se ha aplicado la acústica virtual en el estudio del patrimonio sonoro, tanto interior como exterior, de la Catedral de Valencia. / [CA] Els recintes de culte són construccions patrimonials d'importants valors culturals, històrics, artístics i arquitectònics. A més, presenten una sonoritat característica que ha de ser objecte d'especial protecció. En aquest sentit, l'Organització de les Nacions Unides per a l'Educació, la Ciència i la Cultura (UNESCO) ha reconegut el so dels recintes de culte com una part important del nostre patrimoni cultural immaterial, establint com a prioritat la seua preservació. En aquest àmbit, l'acústica virtual es presenta com una eina molt eficaç per a l'estudi del patrimoni sonor dels recintes de culte. A través de simulacions acústiques, és possible analitzar detalladament el comportament acústic dels diferents espais i estudiar l'evolució sonora dels temples. L'acústica virtual permet predir i percebre el resultat acústic de qualsevol proposta d'intervenció abans de la seua realització pràctica, amb el que es presenta una nova variable a tindre en compte a l'hora d'afrontar la restauració del patrimoni: l'acústica arquitectònica. Així mateix, la simulació acústica i visual ofereix la possibilitat de realitzar turisme virtual pels recintes de culte, fomentant l'estudi i gaudi dels seus valors patrimonials. Amb tot això, en aquesta investigació s'ha aplicat l'acústica virtual en l'estudi del patrimoni sonor, tant interior com exterior, de la Catedral de València. / [EN] Places of worship are patrimonial constructions of important cultural, historical, artistic and architectural values. In addition, they have a characteristic sound that must be the object of special protection. In this sense, the United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO) has recognized the sound of places of worship as an important part of our intangible cultural heritage, establishing its preservation as a priority. In this field, virtual acoustics is presented as a very effective tool for studying the sound heritage of places of worship. Through acoustic simulations, it is possible to analyze in detail the acoustic behavior of different spaces and study the sound evolution of temples. Virtual acoustics makes possible to predict and perceive the acoustic result of any intervention proposal before its practical implementation, thus presenting a new variable to consider when dealing with heritage restoration: architectural acoustics. Likewise, acoustic and visual simulation offers the possibility of carrying out virtual tourism around places of worship, promoting the study and enjoyment of their heritage values. With all this, in this research virtual acoustics has been applied in the study of the sound heritage, both inside and outside, of the Cathedral of Valencia. / Gracias al Ministerio de Ciencia e Innovación por los proyectos de investigación BIA2012-36896 y BIA2016-76957-C3-3-R en los que se enmarca este trabajo. / Díaz Rubio, E. (2023). La acústica virtual como herramienta para el estudio del patrimonio arquitectónico. Aplicación en la Catedral de Valencia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/193837

Tesis por compendio / [ES] La idea general de esta tesis es estudiar el papel que el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) puede jugar como una herramienta para la toma de decisiones durante la fase de proyecto de una obra de construcción. El ACV es una metodología que permite el cálculo de los impactos ambientales de cualquier actividad humana. Este trabajo está construido en tres niveles, el estudio de materiales de construcción individualmente, las soluciones constructivas y por último el conjunto del edificio. A medida que los capítulos progresan, el foco del estudio se aleja desde las particularidades asociadas con los materiales hasta llegar al estudio del ciclo de vida de los edificios. El capítulo uno corresponde con el primer nivel. En este capítulo, varios biocomposites que contienen resina bio-epoxi se comparan con la placa de yeso laminado en términos de sus impactos medioambientales y sus propiedades mecánicas. En el caso de las soluciones constructivas, esta tesis analiza, además de los impactos ambientales, otros parámetros relevantes, tales como el comportamiento acústico y térmico. Sin un comportamiento adecuado en esos aspectos. las soluciones constructivas sostenibles no pueden considerarse una alternativa a las convencionales. En el caso del capítulo 2, se comparan varios tipos de particiones que combinan los biocomposites estudiados en el primer capítulo con absorbentes acústicos convencionales y no convencionales en términos de sus impactos medioambientales y su aislamiento a ruido aéreo. El tercer capítulo continúa tratando las soluciones constructivas. En este caso se analiza el uso de paneles de fachada formados a partir de residuo de paja de arroz generada en el parque natural de la Albufera. Una fachada compuesta por estos paneles se compara a una fachada de doble hoja de ladrillo. El estudio lidia con la comparación de sus impactos ambientales, su aislamiento a ruido aéreo y su transmitancia térmica. Además se analiza el comportamiento higrotérmico de la fachada de paja. El último capítulo compara los impactos ambientales de una casa de madera pensada para ser una referencia de la media europea en cinco ciudades diferentes. Las ciudades estudiadas son Munich, Ljubljana, Portorož, Madrid, and Valencia. El propósito es comprender como las barreras hacia la sostenibilidad regenerativa cambian dependiendo de la ubicación. En referencia a los resultados, el primer capítulo indica que los composites propuestos pueden ser una alternativa sostenible a la placa de yeso laminado al reducir un 50% su impacto ambiental. El segundo capítulo muestra que reemplazar la placa de yeso laminado y la lana mineral de las particiones por los biocomposites y con un material basado en residuo de lana de oveja puede reducir las emisiones de carbono un 60%. El tercer capítulo señala la importancia de encontrar manera de utilizar la paja de arroz de la albufera como materia prima. Además, la fachada de paja de arroz analizada demuestra no solo ser beneficiosa para el medio ambiente (evita la emisión de 52 kg de CO2 eq. por metro cuadrado), sino también demuestra ser una alternativa adecuada en términos de su comportamiento acústico, térmico e higrotérmico. Debido a los beneficios ambientales que el uso de los paneles de paja supone para el medio ambiente, la paja de arroz puede ser considerada como un material glocal. El último capítulo muestra que las medidas de sostenibilidad convencional, como el uso de la madera en la estructura y el aumento del aislamiento, no son suficientes para llegar a construir edificios regenerativos ni de emisiones de carbono neutras (NZED). El uso de materiales de base biológica, un correcto diseño y nuevas tecnologías enfocadas a la eficiencia energética son fundamentales para alcanzar el objetivo de la sostenibilidad regenerativa. En general los resultados enfatizan la necesidad de utilizar el ACV como una herramienta para la toma de decisiones en fase de proyecto de un edificio. El ACV es la única metodología capaz de ofrecer una representación fiable de la influencia que un edificio tiene sobre el medio ambiente / [CA] La idea general d'aquesta tesi es estudiar del paper que l'Anàlisi de Cicle de Vida (ACV) podria jugar com a ferramenta per a la pressa de decisions durant la fase de projecte d'una obra de construcció. El ACV és una metodologia que permet el càlcul dels impactes ambientals de qualsevol activitat humana. Aquest treball està construït en tres nivells, el estudi de materials de construcció de manera individual, les solucions constructives i per últim l'edifici com a conjunt. A mesura que els capítols progressen, el focus s'allunya des de les particularitats dels materials fins arribar a l'estudi del cicle de vida dels edificis. El capítol 1 es correspon amb el primer nivell. En aquest capítol. diversos biocomposites formats amb resina bio-epoxi es comparen amb la placa de guix laminat en termes dels seus impactes ambientals y les propietats mecàniques. En el cas de les solucions constructives, aquesta tesi analitza, a més dels impactes ambientals, uns altres paràmetres rellevants, com el comportament acústic i tèrmic. Sense un comportament adequat en eixos aspectes, una solució constructiva composada de materials sostenibles no pot ser considerada una alternativa al mètodes de construcció convencional. En el cas del segon capítol, diversos tipus de particions que combinen els biocomposites estudiats en el primer capítol amb absorbents acústics convencionals i no convencionals en termes dels seus impactes ambiental i el seu aïllament a soroll aeri. El tercer capítol continua analitzant solucions constructives. En aquest cas s'analitza l'ús de panels de façana composats de residu de palla d'arròs generada al parc natural de l'Albufera de València. Una façana composta d'aquestos panells es compara amb una façana de doble fulla de maó. L'estudi tracta la comparació dels seus impactes ambientals, el seu aïllament acústic i la transmitància tèrmica. A més s'analitza el comportament higrotèrmic de la façana de palla.L'últim capítol compara els impactes ambientals de una casa de fusta pensada com una referència de la mitjana europea en cinc ciutats diferents. Les ciutats estudiades són Múnich, Liubliana, Portorož, Madrid, and València. L'objectiu es comprendre com les barreres cap a la sostenibilitat regenerativa canvien depenent de la ubicació del edifici. En el referent als resultats, el primer capítol indica que els compòsits proposats poden ser una alternativa sostenible a la placa de guix laminat al reduir un 50% el seu impacte ambiental. El segon capítol mostra que reemplaçar la placa de guix laminat i la llana mineral de les particions amb els biocomposites i amb un material basat en residu de llana d'ovella pot reduir les emissions de carboni un 60%. El tercer capítol senyala la importància de trobar maneres d'emprar la palla d'arròs de l'Albufera com a matèria prima. A més, la façana de palla d'arròs analitzada demostra ser no sols beneficiosa per al medi ambient (evita la emissió de 52 kg de CO2 eq. per metre quadrat), sinó també demostra ser una alternativa adequada en termes del seu comportament acústic, tèrmic i higrotèrmic. L'últim capítol mostra que mesures de sostenibilitat convencional, com emprar estructura de fusta i augmentar l'aïllament, no son suficients per arribar a construir edificis d'emissions neutres de carboni (NZEB). L'ús de materials de base biològica, un correcte disseny i noves tecnologies enfocades a l'eficiència energètica són fonamentals per arribar a la sostenibilitat regenerativa. En general, els resultats emfatitzen la necessitat d'utilitzar el ACV com a una ferramenta per a la pressa de decisions en la fase de projecte d'un edifici. El ACV és l'única metodologia capaç d'oferir una representació fiable de la influència que un edifici te sobre el medi ambient. / [EN] The overarching idea of this thesis is to analyze the role of Life Cycle Assessment (LCA) as a project decision-making tool. LCA is a methodology to conduct a sustainability analysis of any human activity. This work is constructed in three levels, the study of building materials individually, the constructions, such as façades and partitions, and finally, the whole building. As the chapters progress, the focus of the study zooms out from the particularities associated with materials until arriving at the study of the life cycle of buildings. Chapter one corresponds with the first level. In this chapter, several composite boards with bio-epoxy resin and natural fibers are compared to plasterboard in terms of their environmental impact and mechanic characteristics. In the case of constructions, this thesis analyzes some important aspects related to their performance, such as acoustic and thermal insulation. Without at least a competent performance in those parameters, constructions composed of new sustainable materials cannot be considered alternatives to the conventional solutions. In chapter 2, several partition typologies combining the biocomposites and new and conventional acoustic absorbents are compared in terms of their environmental impacts and their airborne acoustic insulation. The third chapter, which also deals with constructions, analyzes the use of façade panels built using rice straw waste from the Albufera park in Valencia and compares it to the most common façade typology in Valencia, the double-layered brick wall. The study assesses the airborne acoustic insulation and the thermal transmittance of the straw construction experimentally. The hygrothermal performance of this material is also analyzed. The last chapter deals with the environmental impacts of buildings as a whole by comparing a European reference wood house in different locations in Europe. The environmental impacts of this house are studied over its whole life cycle in Munich, Ljubljana, Portorož, Madrid, and Valencia to understand how barriers towards regenerative sustainability change depending on location. When it comes to the results, the first chapter indicates that the bio-epoxy composites proposed can be a sustainable alternative to plasterboard by reducing the environmental impact by around 50%. The second chapter shows that replacing the plasterboard and the mineral wool in a drywall partition with the bio-composites and a sheep wool acoustic absorbent can reduce carbon emissions by almost 60%. The third chapter highlights the importance of finding ways of using the rice straw from the Albufera park as a raw material. Moreover, the rice straw façade analyzed demonstrated to be not only beneficial for the environment (avoids the emission of 52 kg of CO2e to the atmosphere per square meter), but also perfectly adequate to be a sustainable alternative to the most common façade typologies in Valencia in terms of acoustic, thermal and hygrothermal performance. Because of the environmental benefits of its use and the fact that it is a proximity material, the rice straw façade panels can be considered a glocal material. The last chapter shows that conventional sustainability measures, such as a wooden frame and high thermal insulation, are not enough to successfully build neither regenerative nor Nearly Zero Emissions Buildings (NZEB). The use of bio-based materials, designing towards passive efficiency, and new technologies are necessary to reach regenerative sustainability. Overall, the results emphasize the need to use LCA as a decision-making tool during the project stage of a building. LCA is the only tool that can provide an accurate representation of the influence a building will have on the environment over its lifespan. / The authors gratefully thank the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness, for funding the project BIA2013-41537-R (BIAEFIREMAT ‘Development of new sustainable eco- materials and building systems for the building industry, based on the use of residues and renewable raw materials’). The project is co-funded by the European Regional Development Fund and it is included in the R+D National Programme for Research Aimed at the Challenges of Society. Authors EMS, EPN, and MDB gratefully acknowledge the European Commission for funding InnoRenew CoE (grant agreement #739574), under the H2020 Widespread-Teaming programme and Republic of Slovenia (investment funding of the Republic of Slovenia and the European Union’s European Regional Development Fund). Author AQG was supported in part by a STSM grant from COST Action CA16114 – Rethink Sustainability Towards a Regenerative Economy (RESTORE). / Quintana Gallardo, A. (2021). On Life Cycle Assessment in the Built Environment: from Conventional Sustainability to Regeneration and Glocal Architecture [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/180176 / Compendio