Акустика приміщення
Говорячи про концепцію акустики приміщення ми будемо включати в себе всі аспекти поведінки звуку в кімнаті, охоплювати як фізичні так і суб'єктивні аспекти. При проектуванні акустичного середовища, яке може бути все, починаючи від введення деяких амортизаторів в офісне приміщення до повного дизайн концертного залу, слід мати на увазі як фізичні і психологічні аспекти. Це передбачає наявність знань про к форму приміщення, розмірів і властивостей будівельних матеріалів, які впливають на звукове поле. Однак не менш важливим є знання про взаємозв'язок між фізичною частиною вимірювання параметрів цього поля і суб'єктивним враженням слухача. Пошук таких параметрів, вимірних або передбачуваних, які добре корелюють із суб'єктивним враженням від акустичної якості, все ще залишається предметом досліджень. Само собою зрозуміло, що кількість пропонованих параметрів досить велика. Час реверберації в кімнаті був і досі є важливим параметром в будь-яке судження якості. Ще одна велика група параметрів також на основі імпульсних характеристик приміщення, але тут акцент робиться на відносний вміст енергії в заданому інтервалі часу.
Моделювання звукового поля в приміщенні
В
принципі, ми повинні бути в змозі
обчислити звукові поля в кімнаті,
породжені одним або кількома джерелами,
застосувавши хвильове рівняння. Ми
прийняли джерела звуку за масовий потік
q,
що має розмірність kg⋅
·
,
в рівнянні безперервності. У
тривимірному випадку, ми отримаємо
,
(1.2.10)
Вирішуючи це рівняння аналітично, як правило, стає дуже важко, за винятком простих форм кімнати і простих граничних умов, наприклад, порожнім прямокутної форми номером, що має стіни нескінченної жорсткості. Рішення для таких особливих випадків, однак, може дати деяку загальну інформацію про звукові поля в номерах.
Розвиток чисельних методів останнім часом набув величезної кількості, які включають в себе МКЕ (методи кінцевих елементів), МГЕ (методи граничних елементів) і різних інших чисельних методів прогнозування поширення звуку в обмежених просторах. За допомогою цих, точні рішення можуть бути отримані для складних форм кімнат та для граничних умов. В першу чергу, ці методи придатні в нижньому діапазоні частот, тобто коли співідношення між характерним розміром кімнати і довжиною хвилі не надто великі. При використанні методу кінцевих елементів розумна кількість елементів на довжині хвилі складає порядка трьох до чотирьох. Якщо характерний розмір номера складає 10 метрів то можна при частоті 100 Гц, використовувати 1000 елементів. Тим не менш, для розрахунку з тією ж точністю на частоті 1000 Гц потрібен 1000000 елементів. Залежно від конкретного комп'ютера МКЕ програмне забезпечення, різні типи елементів будуть реалізовані, мають близько 8 до 20 вузлів. На кожному з цих вузлів, ми повинні обчислити кількість звукових полів в питанні. Незважаючи на велику потужність сучасних комп'ютерів, обмеження, що накладаються на ці розрахунки повинні бути очевидні. Слід, однак, підкреслити, що МКЕ розрахунки стали дуже важливими інструментами в області звукового випромінювання і передачі звуку, зокрема, коли сильний зв'язок між вібруючої структурою і навколишнім середовищем не очікується.
Класична модель дифузного поля, які також називаються моделі Sabine, це крайній випадок в цьому відношенні. У дифузній моделі поле, простір дисперсію звукового тиску дорівнює нулю, щільність енергії скрізь однакова в кімнаті. Таку модель можна розглядати як акустичний аналог класичної кінетичної моделі газу.
Моделі для малих і великих номерів
Ми дали огляд і деякі загальні зауваження, що стосуються різних моделей, використовуваних для прогнозування звукового поля в номерах. Ми будемо діяти, перейшовши в більш докладно про придатність цих моделей для даної ситуації. Прості моделі дифузного поля на практиці може бути цілком достатньо провісників, враховуючи, що певна мінімальна кількість номерів режимах збуджується і брати участь у нарощуванні звукового поля. Однак, є також ряд інші умови, які повинні бути виконані перш, ніж це розумно припустити, що глобальний рівень звукового тиску або глобальне час реверберації існує. Лінійні розміри приміщення не повинна бути занадто різні, поглинання матеріалу має бути достатньо рівномірно розподілені по поверхні приміщень і загальна площа поглинання не повинні бути занадто високими.
На закінчення великої розбіжності між ідеальних умовах, необхідних для дифузного поля і фактичне кімнатних умовах такі моделі непридатні. Цілком можливо, що лінійні розміри сильно відрізняються, наприклад Номер "плоский" в тому сенсі, що висота стелі мала в порівнянні з довжиною і шириною кімнати (промисловий зал, ландшафтні бюро і т.д.) або в кімнаті "довгі" (коридор і т.д.). Поглинаючих матеріалів або предметів може бути також розподілений нерівномірно, і номер може містити кілька різних типів відображають і / або розсіювання об'єкта.
Вибір моделей для використання на таких "великих номерів", очевидно, залежить від передбачуваної функції для кімнати, яка також визначає параметри ми будемо використовувати для перевірки акустичного якості. У виробничих приміщеннях, наприклад, великих промислових залах, де велике загасання між різними джерелами шуму і працівників, направлених на, зниження децибел на відстані метра може бути підходящим параметром для оцінки. Для приміщень, які мають просту форму, таким параметром може бути оцінена по аналітичній моделі.
У виставі простору, театри, аудиторії, концертні зали і т.д., функція номер направити звук на аудиторію, яка має на увазі, що зовсім інший набір параметрів, необхідних. Прогнозування звукового поля в таких приміщеннях, як правило, засновані на методах з геометричної акустики, частково в поєднанні з статистичних міркувань, щоб включити розсіювання (дифузії) явищ. Два методу, принципово інше, використовуються: трасування променів методом і дзеркально-джерело методом. Колишній імітує джерело звуку, випускаючи велику кількість "звукових променів", це повинна бути рівномірно розподілена по тілесному куту покривається фактичного джерела звуку. Кожен промінь слід, як вона потрапляє на різних поверхнях у приміщенні, будучи дзеркально відбитий і випромінюється із зниженою енергії, викликані коефіцієнт поглинання поверхні.
У відповідності з назвою, дзеркало-джерело метод заснований на дзеркальним відображенням реального джерела. Звук від дзеркала джерело отримали в даній точці відбивається один раз в поверхню дзеркала. Ці першого порядку джерел, то відбиваючись від усіх поверхонь приміщення даючи другого порядку джерела і так далі. Програмне забезпечення, реалізувавши цих методів є комерційно доступним. Більшість з них засновані на гібридних метод, що поєднує принципи, викладені вище. Деякі з них мають можливість моделювання простих типів розсіювання ефект.
Параметри, які використовуються для оцінки акустичних властивостей приміщення, очевидно, залежатиме від його використання за призначенням. У той час як час реверберації і / або звукоізоляції рівня відстані від джерела може бути достатнім в промисловому залі, більш повний набір параметрів повинні бути використані, наприклад, в концертні зали. Ряд інших параметрів, які добре корелюють із суб'єктивним враженням засновані на даних розраховується з виміряного імпульсних характеристик в кімнаті. Приклад показаний на малюнку №17, вимірюється імпульс відповіді, використовуючи техніку MLS .
Малюнок №17. Вимірюється імпульсна характеристика в 1800 м3 залу за допомогою сигналу MLS (послідовність довжиною близько 16 і частотою дискретизації 25 кГц, з яких тільки кожен другий точки показані).
Незалежно від цільового використання приміщення, будь то мова або музику, важливо розробити кімнаті таким чином, щоб дати збалансований набір (за часом) з ранніх віддзеркалень на аудиторію області. Роздуми після прямого звуку протягом періоду часу приблизно 50 мілісекунд внесе свій внесок у силу прямого звуку. Слухач не буде сприймати ці роздуми як окрема частина, або як відлуння, але якщо буде сильне відображення має довшу затримку.
Час реверберації
T час реверберації визначається як час, необхідний для рівня звукового тиску в приміщенні знизиться на 60 дБ від вихідного рівня, тобто рівня до джерела звуку зупинений. Це не обов'язково збігаються з слухачам відчуття реверберації і ISO 3382 то виявиться, що вимірювання ранній час розпаду (EDT) рекомендується як доповнення до звичайних часом реверберації. Обидва параметра визначаються за кривою розпаду, EDT з перших 10 дБ розпаду, і T зазвичай від 30 дБ діапазоні від -5 до -35 дБ нижче початкового рівня. Обидві ці величини розраховуються як час, необхідний для 60 дБ розпаду мають швидкість розпаду в межах, зазначених.
Поширення звуку в будівлях
За деякими винятками, у нас досі розглядається передачі звуку через певний елемент будівлі. Індекс звукоізоляції або рівня ударного шуму є те ідеально специфікації елементів, але як вказав число разів; граничні умови елементів можуть зробити істотний вплив на результат. Тип і властивості сполук з прилеглими конструкціями є важливими факторами при визначенні передачу властивостей даного елемента. Прикладом є внеском у загальний коефіцієнт втрат елемента вібраційної енергії "витік" на сусідні структури, що робить доцільним для лабораторій після ISO 140, щоб визначити загальний коефіцієнт втрати своїх зразків. Ще один приклад важливості з'єднання були представлені в главі 8 при роботі з важкими подвійними стінками.
У цій главі ми будемо мати справу з взаємодією елементів будівлі з метою прогнозування повітрю і передачі ударного шуму в режимі реального будівлі, в яких, як правило, число шляхів передачі між джерелом і приймачем. Будемо шукати моделей дозволяє нам прогнозувати акустичних характеристик будівель на основі акустичних характеристик кожного елемента, складові повну структуру. Ми посилалися на ці стандарти, що стосуються, перш ніж передбачення елемент продуктивності. Тут ми покажемо кілька прикладів повних моделей.
Точність передбачення таких моделей, очевидно, залежить від типу елемента приймають участь і складності граничних умов. Робота з простими важких конструкцій, таких як бетон, точність буде добре, тоді як комбінації за участю легкі, багатошарові елементи завжди важко впоратися. Це не повинно заважати використанню цих моделей в практичних випадках дизайн, використання, яке вносить свій внесок у збір більшого інформаційній базі цих стандартів.
Ми будемо розглядати деякі з цих шляхів передачі, перш ніж представити модель, в якій флангові передачі включений. Почнемо з простого розрахунку індексу звук передачі розділ складається з комбінації різних частин, наприклад, стінка в тому числі вікна чи двері. Ми можемо використовувати цей результат ілюструють ефект від навмисного слабких розділів, таких як сильно запечатана кабельних каналах або прямий дефектів будівлі, такі як тріщини (щілини) або отвори в будівництві. Крім того, передача звуку за допомогою загальних вентиляційних каналів будуть розглянуті і, як введення в тему розрахунку очевидно коефіцієнт звукоізоляції, ми будемо розглядати предмет передачі звуку за допомогою підвісної стелі.