3. Об`ємний і частотний оптимуми реверберації

Основна задача акустичного проектування лекційних або концертних залів, театрів, радіо і телестудій, кінотеатрів і т.і. полягає в забезпеченні оптимальної реверберації, при якій мовлення звучить (при достатньому рівні гучності) цілком розбірливо, а звучання музики чи співів дають найбільший естетичний ефект.

Питання про оптимуми тривалості процесу реверберації вирішувалося експериментально, шляхом обробки великої кількості суб`єктивних оцінок. У теперішній час проектувальник має в своєму розпорядженні більш або менш надійні експериментальні дані, що дозволяють йому вибрати для кожного окремого випадку частотну залежність оптимального часу реверберації, найкращим чином відповідаючу об`єму і призначенню проектованого приміщення.

На рис.13 зображено графік залежності оптимальних значень часу реверберації на частоті 500 Гц в залежності від об`єму приміщення для відтворення музики та мови за Кнудсеном [6].

На рис.14 зображена залежність оптимального часу реверберації для концертних залів, теоретично одержаних проф. Ліфшицем, на основі використання інтегрального закону слухового сприйняття. Ця залежність описується формулою .

Досвід вивчення відомих залів призводить до емпіричного правила, згідно з яким оптимальне число слухачів або . Число виконавців визначається наступною нормою: необхідно, щоб об’єм приміщення дозволяв мати від 25 до 50 м³ на одного музиканта.

На рис.15 зображена залежності при f=500 Гц для приміщень різного призначення [9], визначені за інтегральним законом з відповідними уточненнями. Ці значення оптимального часу реверберації можна знайти за такими наближеними формулами:

- для мовних передач ;

- для оперних театрів і малих музичних форм ;

- для симфонічної музики .

При виконанні акустичного проекту можуть бути використані залежності часу реверберації для залів різного призначення (лекційних залів, залів багатоцільового призначення і т.і.) від об`єму приміщення в діапазоні частот від 500 до 2000 Гц, показані на рис.16 [1]. При цьому проектант має деяку свободу для вибору оптимального часу реверберації при заданному об`ємі.

Залежність для кінотеатрів показана на рис.17 [3]. На цьому ж рисунку наведені частотні характеристики часу реверберації для кінотеатрів. Оптимум реверберації для музичних приміщень, як видно з графіків на рис.13–17, має достатньо широкий діапазон значень при заданому об’ємі приміщення, оскільки музичні твори різного характеру і стилю вимагають різного часу реверберації. Приміщення, призначені для електроакустичної передачі звуку (радіостудії, кінотеатри) повинні мати дещо знижену реверберацію в порівнянні з приміщеннями, в яких звук прослуховується безпосередньо. Це пов`язане з накладанням процесів післязвучання приміщення, де відтворюється звук, на післязвучання в студії. Зменшення реверберації в кінотеатрах пояснюється, головним чином, підвищеним рівнем відтворюваного звуку, що призводить до подовження фактичного післязвучання.

Об`єми павільйонів для синхронної кінозйомки і ательє для телевізійних постанов визначаються із вимог, висунутих не акустичними умовами, а умовами їх експлуатації. Необхідність установки великих декорацій, розміщення освітлювальної, кінозйомочної або передаючої апаратури потребує будувати павільйони об`ємом в декілька тисяч і навіть десятків тисяч м³.

Наведені в на рис. 13–16 графіки визначають оптимум реверберації на одній частоті 500 Гц. Оптимальний час реверберації на інших чатотах може бути визначений за частотною характеристикою оптимума, на якій значення T_opt при f=500 Гц приймається за одиницю.

Щодо оптимальної форми частотної характеристики реверберації існують різні точки зору, тому це питання в певній мірі дискусійне.

Форми оптимальних частотних характеристик, рекомендовані Кнудсеном, показані на рис.18 [2], де суцільна крива дає оптимуми для музики, а пунктирна — для мови. Показані криві побудовані згідно з вимогою, за якою фактичний час післязвучання повинен бути однаковим для всіх компонентів складного звуку.

Але проф. Ліфшиц вважав, що слід виходити з вимоги, згідно якій однаковою для всіх частот спектра сигналу має бути швидкість зменшення рівня гучності. Таке уявлення приводить до залежності, показаної на рис.19 [6].

За рекомендаціями, викладеними в [2, 6] в приміщеннях, призначених для слухання або для передачі мови, бажана приблизно однакова реверберація для всіх частот в діапазоні від 100 до 4000 Гц. Допускається деякий спад в частотній характеристиці в області низьких частот, який зменшує маскування високочастотних компонентів мови низькочастотними.

Інколи в універсальних залах використовують змінне поглинання або пристрої штучної реверберації. Це дозволяє наблизити час реверберації до оптимального , так що розбіжність складає не більш ніж 10%.

На рис.20 показані границі, в які за сучасними уявленнями повинен вкладатися відносний оптимальний час реверберації для музичних і мовних передач [8]. Рекомендовані частотні характеристики для радіо- і телевізійних студій наведені в роботі [5, 6]. Павільйони для синхронної зйомки фільмів і запису звука і ательє для телевізійних постанов рекомендується проектувати заглушеними в діапазоні частот від 100 до 6000 Гц так, щоб час реверберації не перевищував 0,8 – 1 с. Стіни і стелю таких павільйонів вкривають ефективними звукопоглинаючими матеріалами.