4.1 Определение запаздываний первых отражений

Задавшись фор­мой от­ражателей (прямолинейной на­клонной, вогну­той или выпуклой) и высотой их рас­положения над эстрадой (или сце­ной, экра­ном) и са­мим зрительным залом, с помощью метода «мнимых источников» (зако­н зер­каль­ного отраже­ния звука) прове­ряется раз­ность ходов отражён­ного и прямого зву­ка для расчётных точек за­ла в нагляд­ном виде (графически) [1, п. 4.3, ст. 63-65]. Если нужно, направле­ние и ха­рак­тер поверхности отражателей ме­няется.

Для того чтобы отра­жённый звук не опаздывал, раз­ница (запаздыва­ние) между пря­мыми и отражёнными звуковыми волнами не должна превы­шать 0,02 с для речевых программ, 0,025 с для фонограмм и 0,03 (0,035) с для музы­кальных про­грамм, т.е. должно выпол­няться условие:

(r₁ + r₂) – r_пр ≤ 6,8 м

(0,02 с · с_зв = 0,02 с · 340 м/с = 6,8 м)

или

(r₁ + r₂) – r_пр ≤ 8,5 м

(0,025 с · с_зв = 0,025 с · 340 м/с = 8,5 м)

или

(r₁ + r₂) – r_пр ≤ 10,2 (11,9) м

(0,03 (0,035) с · с_зв = 0,03 (0,035) с · 340 м/с = 10,2 (11,9) м).

По заданным разрезу и плану проверяется выполнение условия, а получен­ные значения сводятся в таблицу.

Таблица 1.

Определение запаздывания первых отражённых лучей в различных точках зала от ИЗ (речь, фонограмма или музыка):

Расчётные точки	rпр, м	№ отра­жающей плоско­сти	r1 + r2, м	(указать условие)
Разрез
А		1
Б		1
		2
		…..
и т.д		……
План
А		……
		……
Б		……
		……
и т.д		……

Вывод:

Например: Окончательно выбранные формы потолка и стен спо­собст­вуют тому, чтобы боль­шая часть отражённых звуковых лучей была направ­лена во вто­рую поло­вину зала. Разность хода пря­мых и отражённых лучей не превышает 6,8 м (что соот­ветст­вует запаздыванию отра­женного звука на 0,02 с), т.е. условие (r₁ + r₂) – r_пр < 6,8 м выполняется и за­паздывание отра­жённого звука не происходит. Та­ким образом, предотвра­щена возмож­ность по­явле­ния эха и обеспечена необходимая диффуз­ность звука.

4.2 Определение уровня силы звука в расчётных точках зала

Прямой звук нормального уровня силы звука обеспе­чивает хорошую слы­шимость от источника звука в ра­диусе 8-9 м для речи и фонограммы, 10-12 м для музыки.

На зрительских местах в пределах этих радиусов усиление прямого звука с помощью отражений не требуется. Звуки при­нима­ются среднечастотные.

Для проверки равномерности распределения звукового давления по всей площади зрительного зала и создания диффузного звукового поля рассчитыва­ется уровень силы звука в характерных рас­чётных точ­ках при полученной кон­фи­гурации потолка и плана (рисунки 3 и 4 → приложение 3, ст. 35-37).

Расчёт уровней звукового давления в помещении с источником звука производится по формулам:

а) для определения силы прямого звука

L_пр = L_о – 20 · lgr_пр – 6, дБ, (1)

б) для определения силы отраженного звука

L_отр = L_о – 20 · lg(r₁ + r₂) – 6, дБ, (2)

где L_пр - уровень силы звука, прошедшего от источника звука до слушателя, дБ;

L_отр - уровень силы звука, прошедшего от и до отражающей плоскости, дБ;

L_о – уровень силы звука рядом с источником звука (из исходных данных), дБ;

6 дБ – звукопоглощение воздушной массой.

Для создания диффузного звукового поля минимальный допустимый уро­вень силы звука в каждой точке зала должен быть приблизительно оди­наковым и пре­вышать уровень мешающего шума (приложение 5, ст. 43-44) как минимум на 10 дБ:

L_{min доп} ≥ L_ш +10 дБ,

где L_ш – уровень шумового фона в помещении (из исходных дан­ных), дБ.

Значит L_{min доп} ≥ ……. дБ.

Таблица 2.

Определение уровня силы звука в различных точках зала от ИЗ (L_о =….дБ):

Расчёт­ные точки	Проек­ция	rпр, м	Lпр, дБ	№ отра­жающей плоско­сти	r1 + r2, м	Lотр, дБ	Lсум, дБ (разрез + план)
А	Разрез
	План
Б	Разрез
	План
и т.д.

• Суммарный уровень звукового давления опреде­ляется при помощи таблицы (таб­лица 5.2 приложения 5, ст. 44). Сложение уровней произ­во­дят последова­тельно, начи­ная с мак­симального. Сначала определяют раз­ность двух складывае­мых уровней (L_пр - L_отр), затем добавку к более высокому уровню.

Например: определить суммарный уровень звуков.

в точке А – 4 звука: L_пр= 75 дБ, L_отр1 = 72 дБ, L_отр2 = 65 дБ, L_отр3 = 62 дБ.

(Б) L_сум = L_пр - L_отр1 = 75 – 72 = 3 дБ → ΔL = 1,8 дБ → 75 + 1,8 = 76,8 дБ → 76,8 - 65 = 11,8 дБ → ΔL ≈ 0,3 дБ → 76,8 + 0,3 = 77,1 дБ → 77,1 – 62 = 15,1 дБ → ΔL = 0,2 дБ → 77,1 + 0,2 = 77,3 дБ

По полученным результатам таблицы делается вывод

Вывод:

Например:

Вариант 1. Суммарный уровень силы звука во всех расчётных точках, взя­тых на протя­жении зала примерно одинаков и превышает уровень мешающего шума в данном зрительном зале как минимум на 10 дБ, т.е. выпол­ня­ется условие L_{min доп} ≥ 50 дБ, что обеспечивает хорошую слы­ши­мость даже в наиболее отда­лён­ных местах от сцены.

Это значит, что уровень отра­жённого звука по всему залу – удовлетвори­тельный и введение дополнительных отражающих звук плоскостей необя­за­тельно. Значит форма потолка и стен зала выбраны верно.

Кроме того, необходимо описать, что происходит в зале.

Например: В глубине зала за счёт большого количества отражённых звуковых волн звук несколько громче, чем в районе точки В, поэтому рациональ­нее сделать проход не за последним рядом, а в этой зоне. Расположение мест первых рядов обусловлено зоной хорошей видимости (не менее угла 45º к плоскости экрана), у входных дверей площадь, свободная от кресел увеличена из практических соображений. И т.д…………………………………………………………..

Вариант 2. Суммарный уровень силы звука в расчётных точках, взятых на протяжении всего зала распределён по залу не достаточно равно­мерно и в неко­то­рых точках Г и Д меньше минимально до­пус­тимого уровня силы звука на месте слушателя, т.е. условие L_{min доп} ≥ 50 дБ не выполняется.

В данном зале только до15 ряда слышимость бу­дет удов­ле­творять условию L_{min доп} ≥ 50 дБ_, за счёт прямого и отра­жён­ного звука. Это зна­чит, что уровень отра­жённого звука по всему залу – неудов­ле­твори­тельный, хотя отклонения и не превышают 10% . Воз­можно, это является след­ствием того, что не учтены все отраже­ния.

Так как акустической площади потолка не хватает, то для уве­личения силы отражённого звука требуется осуществить дополнительные мероприятия:

1. Вве­сти дополнительные отражающие плоскости на продольных стенах зала.

2. Уменьшить глубину зала путем сооружения балкона и бельэтажа;

3. Снизить шумовой фон хотя бы на 5 дБ.

4. В дальнейшем применять в отделке зала материалы с более низким коэффициентом зву­копогло­щения.

Основным итогом этого раздела должны стать окончательные чер­тежи зритель­ного зала: Рисунок 3 - План зрительного зала М 1:100 (150) и Рисунок 4 - Про­дольный разрез зрительного зала М 1:100 (150) (рисунки 3.3, 3.4, 3.6 приложения 3, ст. 35-37).

На плане и разрезе должны быть построены отражающие плоскости, проведены па­даю­щие и отражённые звуковые лучи, указан источник звука, расставлены общие размеры зала, а также размеры всех остальных элементов.