11. ДИффузность звукового поля и способы ее обеспечения.

При акустическом проектировании следует сочетать несколько противоречащие друг другу требования: направленность первых звуковых отражений и достаточная диффузность звукового поля. Для обеспечения достаточной диффузности звукового поля необходимо, чтобы значительная часть внутренних поверхностей зала создавала рассеянное ненаправленное отражение звука. Это достигается расчленением поверхностей балконами, пилястрами, нишами и другого типа членениями (рис.10). Гладкие большие поверхности не обеспечивают хорошей диффузности; при параллельных боковых стенах в результате многократного отражения звука может возникнуть “порхающее эхо”. Условия, обеспечивающие диффузность звукового поля:

• не параллельность стен ( конусность 2.5-6 ^о);

• равномерное распределение звукопоглотителя;

• членение значительной части внутренних поверхностей;

• отсутствие резких различий в основных размерах помещения.

Эффективно также членение стен секциями, как и для потолка. При этом необходимо, чтобы отражения от смежных секций перекрывали друг друга.( Рис.11)

Р ис.10. Формы членения потолка секциями. Рис. 11. Членение боковых поверхностей для улучшения

диффузности звукового поля.

В залах вместимостью более 600 чел. целесообразно устройство одного или нескольких балконов, что снижает объем зала, уменьшает его длину и увеличивает диффузность поля. Отношение выноса балкона к средней высоте подбалконного пространства должно быть не более 1,5. Такое же соотношение должно быть и в ложах (рис.12). Если над балконом нет выше расположенного, то отношение А₂/h₂ может быть увеличено до двух.

Поверхности над и под балконами не следует отделывать звукопоглощающими материалами.

Ц елесообразные пропорции балконного пространства:

1. пространство под балконом; (где - соответственно глубина подбалконного пространства и его средняя высота);

2. пространство над верхним балконом; где - соответственно глубина балкона и средняя высота надбалконного пространства.

Рассеивающие детали (пилястры, ниши и другие членения) целесообразно размещать на поверхностях, не дающих малозапаздывающих отражений. Наиболее эффективны для рассеивания элементы, имеющие криволинейное, выпуклое сечение. На поверхностях, дающих малозапаздывающие отражения, недопустимо устройство поперечных пилястр или ребер как показано на рис. 13.

При периодическом расположении пилястр рассеивание звука зависит не только от формы и размеров их сечений, но и от шага пилястр. Мелкие элементы размером 10-20 см рассеивают частоты более 1000 Гц. Эффективное рассеивание в области частот 200-600 Гц дают пилястры с размером 1-2 м по ширине и 0.5-1 м по глубине при шаге членения 2-4 м. Рассеивающий эффект членений увеличивается, если их шаг нерегулярен, т.е. расстояния между соседними членениями различны по всей поверхности.

Балконы, ложи и скошенные стены повышают диффузность звукового поля на низких частотах, когда пилястры мало эффективны.

Членение с мелким регулярным шагом 5-20 см (например, отделка поверхностей рейками или волнистой асбофанерой) вызывает периодические отражения коротких звуковых импульсов (хлопков, ударов), в результате чего возникаем искажение звука.

Отражение звука от потолка при наличии прямоугольных пилястр

Звукопоглощающие материалы и конструкции не следует располагать на участках стен и потолка, используемых для формирования первых отражений. Целесообразно, если это согласуется с интерьером зала размещать звукопоглощающие материалы раздельными участками площадью 1-5 м, что несколько увеличивает его эффективность.

Билет №12

РЕВЕРБЕРАЦИЯ. СТАНДАРТНОЕ И ОПТИМАЛЬНОЕ ВРЕМЯ РЕВЕРБЕРАЦИИ. РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ.

Т.к звуковые волны, падая на внутренние поверхности помещения, поглощаются только частично, то спадание звуковой энергии в помещении после выключения источника звука происходит не мгновенно, а в течение некоторого времени.

Реверберация-это процесс затухания звука в помещении.Реверберация помещения в основном определяет качество его акустики.

Стандартное время реверберации - процесс затухания плотности (интенсивности) звука в миллион раз или на 60 ДБ

Оптимальное время реверберации - стандартное время реверберации, при котором акустика помещения оказывается наилучшей.

Если время реверберации превышает оптимальное значение, то помещение становится гулким, это особенно портит речевые помещения, ухудшая разборчивость речи.

Если меньше оптимального, то звуки в помещении лишены протяженности, что плохо для музыкальных помещений.

Значение оптимального времени реверберации зависит от объема и назначения помещения.

ВРЕМЯ РЕВЕРБЕРАЦИИ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ.

Чтобы энергия звука достигла установившегося значения, должен пройти некоторый промежуток времени. Он зависит от объема помещения и звукопоглощения в нем.

Звукопоглощение помещения определяется как:

= 0.08-0.09 на частоте 125 Гц

= 0.04-0.05 на частоте 500-2000 Гц

α - коэффициент звукопоглощения

S- площадь помещения

N – вместимость зала

Aл – звукопоглощение людей

0.3NAст – звукопоглощение пустых стульев

Sдоб – площадь закрытых дверей, форточек….

Звукопоглощение помещения характеризуют средним коэффициентом звукопоглощения

Установлена связь между значением времени реверберации, объемом и полным звукопоглощением помещения. Это зависимость выражается в следующих формулах.

Полагая, что звуковое поле диффузное, в зависимости от среднего значения коэффициента поглощения помещения, используют расчетные формулы.

Сэбина измеряется в секундах.

V- объем помещения, м3

αi – коэффициент звукопоглощения поверхностей помещения

Si – площадь этих поверхностей

n – количество поверхностей

k = 0.16 сек/м (0.163) – для расчета времени реверберации сложных по форме помещений).

Формула Сэбина справедлива лишь для помещений с малым поглощением и простого по форме.

Если учитывать, что звук поглощается поверхностями помещения не непрерывно, а после выключения источника сначала происходит падение интенсивности, т. к. больше не поступает энергия от источника, затем меньшее снижение интенсивности, тюк не приходит звуковая энергия отражений первого порядка, еще большее снижение интенсивности, когда не приходят отражения второго порядка и т.д., если этот прерывной характер учитывается, то

Эйринга

[-In(I-αср.)] – функция среднего коэффициента звукопоглощения, значение которой можно определить по справочной таблице.

S-суммарная площадь внутренних поверхностей = Sобщ

Миллингтона

Для больших помещений учитывают поглощения звука воздухом.

Поглощение зависит от влажности воздуха, в сухом воздухе больше. Поглощение вызвано вязкостью, теплопроводностью и молекулярными потерями. Учитывается на частотах более 2000 Гц в помещениях объемом более 2000 м³.

B – нарастание звука

C – затухание звука

ЗАТУХАНИЕ ЗВУКА (не знаю, входит ли это в билет)

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ

ВОЛНОВАЯ ТЕОРИЯ

ЛУЧЕВЫЕ ОТРАЖЕНИЯ ?????

Рассмотрим процесс затухания звука в помещении

Волна претерпевает множество отражений

Если принять = 0.03, то после первого отражения

после многократных отражений

Средняя длина свободного пробега волны

для этого, чтобы энергия уменьшилась до величины т. е. на 60 ДБ потребуется 461 отражение

РЕКОМЕНДУЕМОЕ ВРЕМЯ РЕВЕРБЕРАЦИИ

1 - залы для ораторий и органной музыки; 2 - залы для симфонической музыки; 3 - залы для камерной музыки, залы оперных театров: 4 - залы многоцелевого назначения, залы музыкально-драматических театров, спортивные залы; 5 - лекционные залы, залы заседаний, залы драматических театров, кинозалы, пассажирские залы

Рекомендуемое время реверберации зависит от назначения и объема зала.

Допускается увеличение времени реверберации на низких частотах на 40 %.

Допускается отклонение времени реверберации от рекомендуемых значений на 10 %.

ЕСЛИ УВЕЛИЧИТЬ ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЕ

ЕСЛИ УМЕНЬШИТЬ ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЕ

Билет13

ТРЕБОВАНИЯ К ФОРМЕ ЗАЛОВ И ОТДЕЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.

Для хорошей акустики залов необходимо выполнить следующие рекомендации:

• время реверберации проектируемого помещения должно отличаться от рекомендуемого не более чем не 10 %;

• обеспечить на зрительских местах максимально возможный уровень звукового давления полезного звука;

• выбрать форму и очертание внутренних поверхностей обеспечивающих как формирование ранних звуковых отражений, так и необходимую степень диффузности звукового поля;

• предотвратить концентрацию звука, которая может возникнуть при наличии вогнутых поверхностей малого радиуса.

Таким образом, нужного соотношения в распределении прямой и отраженной звуковой энергии, а также создания диффузного звукового поля добиваются путем правильного выбора:

• объема зала и его вместимости;

• взаимного размещения сцены и зрительных мест;

• профиля и места расположения отражающих поверхностей и отдельных архитектурных элементов;

• количества, свойств и размещения звукопоглощающего материала.