2575

жение звуковых волн будет направленным.

Зная скорость звука в воздухе (340 м/с), можно определить время запаздывания отраженного луча по сравнению с прямым, идущим к зрителю непосредственно от источника. Если разница во времени прихода прямого и отраженного звуков составляет 0,05 с и более, то человек различает эти звуки. Это явление называется эхом. За 0,05 с звук проходит расстояние 17 м, поэтому эхо возможно только в помещениях, в которых длина пути отраженного звука l1+ l2 превышает длину пути прямого звука l на 17 м (рис. 2.35).

Стены и потолок вблизи сцены должны хорошо отражать звук в глубину зала. Поэтому они обрабатываются плот-

точника звука до поверхности. Недопустимо, чтобы центры кривизны приходились на поле зрительских мест (рис. 2.36). Снизить отрицательный эффект вогнутых поверхностей можно их раскреповкой, размещением на них различных декоративных деталей, рассеивающих звук, звукопоглощающей обработкой.

При параллельности противоположных стен, пола и потолка может возникнуть так называемое порхающее эхо, образующееся в результате многократных отражений. Для исключения порхающего эха угол между противоположными стенами должен быть не менее 5°.

В залах большой вместимости обеспечение оптимального времени реверберации, исключения эха достигается за счет организации равномерного отражения звука от потолка (рис. 2.37) и размещения звукопоглотителей

60

на задней стенке и трети примыкающих к ней боковых стен и потолка (рис. 2.38), поскольку первое отражение от этих поверхностей может идти с большим запаздыванием по сравнению с прямым сигналом, что приводит к снижению его разборчивости.

Рис. 2.37. Расчленение потолка секциями: а – неудовлетворительные очертания секций; б – удовлетворительные очертания секций

Рис. 2.38. Распределение отражений звука: а – при параллельных боковых стенах (в заднюю часть зала не попадает первое отражение); б – при звукоотражателях в передней части боковых стен (первые отражения попадают в заднюю часть зала)

2.8. Элементы эвакуации людей из помещений

Для передвижения людей в помещениях предусматривают проходы, а в зданиях – коммуникационные помещения, которые обеспечивают необходимую комфортность людских потоков и безопасность вынужденной эвакуации людей в чрезвычайных ситуациях. Причем критерием безопасности вынужденной эвакуации считается ее допустимая продолжительность. Из всех видов движения для проектирования наибольшее значение имеют только массовые, поточные, несогласованные, кратковременные в аварийных условиях и длительные в нормальных условиях.

Людские потоки характеризуются: плотностью и скоростью движения, пропускной способностью путей и интенсивностью движения.

Плотностью людского потока D называется отношение числа лю-

соответственно длина и ширина потока, м, а под N понимается число лю-

61

дей в потоке, имеющих площадь горизонтальной проекции fi для взросло-

го человека: в домашней одежде – 0,1м2/чел., в демисезонной – 0,113, в зимней – 0,125 м2/чел. Таким образом, плотность потока – величина безразмерная. Для ее определения необходимо знать число людей, как они одеты и их возраст, а также параметры пути движения. Установлено, что свободное движение возможно при плотности D ≤ 0,05, т.е. 1 чел. на 2–2,5

ского потока υ зависит не только от его плотности и вида пути, но и психофизического состояния каждого человека и реакции его на условия среды (рис. 2.39). Установлено, что скорости могут иметь разные значения при одной и той же плотности потока: при свободном движении (при D ≤ 0,05) колебания составляют 5÷135 м/мин; с увеличением плотности потока колебания значений скорости уменьшаются и в зоне высоких плотностей они не превышают ± 10м/мин от средних значений. Эти колебания объясняются различным психологическим и физическим состоянием массы людей в потоке, а также желанием отдельных людей сокращать время движения. При небольших плотностях потока люди имеют возможность изменять скорость движения, не мешая друг другу. С увеличением плотности в потоке возникают помехи и уменьшается величина колебаний скорости.

Несколько большая скорость в проемах, чем на горизонтальных путях, объясняется психологическим фактором: люди стараются быстрее миновать более узкий и менее удобный участок пути. Скорость движения по лестницам вниз при малой плотности потока выше, чем при движении по горизонтальному пути, поскольку ступени определяют равномерный ритм движения всего потока. С ростом плотности потока этот ритм нарушается, человек перестает видеть путь, боится оступиться, и скорость падает на-

62

столько, что оказывается меньше скорости при движении по лестницам вверх, так как вероятность падения при подъеме меньше, чем при спуске.

Скорость движения определяет условия комфортности и безопасность людей при эвакуации из здания в аварийных условиях пожара, землетрясении и т.п. воздействиях. Однако критерием безопасности пребывания людей в здании в его помещениях во время аварийных ситуаций, в частности пожара, определяется необходимым tнб и расчетным t р.эв време-

нем эвакуации; t р.эв = lпр /υ . Здесь lпр – предельно допустимая длина пу-

ти как сумма длин участков, его составляющих. Расчетное время эвакуации определяется как сумма времени движения по каждому участку пути:

n

t р.эв = ∑ti . Расчетное время эвакуации не должно быть больше необходи-

1

мого, т.е. t р.эв ≤ tн.б .

Величиной, связывающей плотность потока D , скорость υ и ширину пути δ , является пропускная способность ρ (м2/мин), т.е. число людей,

зывается интенсивностью (или

количеством) движения q = D υ (м2/мин).

Поскольку значения q не

движения, а также проемы име-

ют предел пропускной способности, определяемый плотностью при qmax .

Требуемая ширина каждого участка эвакуационного пути и выхода должна быть не менее δ = Pmax / q .

Маршруты движения и подразделение всех зрителей в зале на отдельные потоки определяются принятой структурой эвакуационных путей и психологией выбора людьми направлений эвакуации (рис. 2.41). Структура

63

эвакуационных путей устанавливается автором проекта на основании комплексного учета функциональных процессов при разработке объемнопланировочного решения зала. Поэтому при определении размеров путей эвакуации их структура является заданной окончательно или одним из вариантов.

Рис. 2.41. Три расчетные схемы распределения людей по направлениям движения к выходам из зрительного зала театра или клуба: m – количество рядов; n – количество мест

2.9. Элементы зрительного восприятия и видимости

Важнейшей задачей при проектировании общественных зданий и сооружений массово-зрелищного типа является обеспечение условий видимости и зрительного восприятия объектов наблюдения.

Под видимостью понимается возможность полного или частичного наблюдения объекта, т.е. такое взаимное расположение объекта наблюдения и зрителя, при котором лучи зрения от его глаза проходят ко всем или к части наблюдаемого объекта.

Под зрительным восприятием понимается возможность воспринять органами зрения человека с той или иной степенью четкости наблюдаемый объект. Зрительное восприятие зависит от многих условий: от удаления наблюдателя от объекта наблюдения и величины последнего, состояния атмосферы, яркости освещения объекта, его цвета и фона, на котором он воспринимается, от угла зрения, под которым наблюдатель видит объект.

Обеспечение видимости и зрительного восприятия объектов наблюдения – главнейший фактор, определяющий форму, пространственную организацию и геометрические параметры (длину, ширину, высоту и построение специальных устройств для размещения зрителей) всех видов помещений с местами для зрителей. Зрительное восприятие и видимость определяются физиологическими особенностями глаза, непосредственно связанного с мозговой деятельностью человека. При решении архитектурных за-

64

дач учитываются не только геометрические условия зрительного восприятия и видимости. При этом предполагается, что условия, зависящие от состояния физической среды (прозрачности атмосферы, освещенности, цветовых соотношений и т.п.), наиболее благоприятны.

Геометрические условия зрительного восприятия. Условия зри-

тельного восприятия определяются геометрическими параметрами работы органов зрения, к которым относится острота зрения. Это способность глаза видеть раздельно два расположенных рядом предмета, например, две точки (рис. 2.42). Сближая эти точки, можно создать такое предельное положение точек, при котором их дальнейшее сближение окажется невоз-

пропорциональна этому углу α , т.е. В =1/ α . Острота нормального зрения принимается равной единице, если α0 = 69" =1,15' . На сетчатке глаза

α0 =1,15' соответствует минимальному расстоянию между предметами,

равному приблизительно 0,005 м, поэтому для решения практических задач по обеспечению необходимых условий зрительного восприятия для широкого круга объектов наблюдения установлены разрешающие углы: от 2,30/ до 4,00/. Эти углы позволяют определять предельное удаление L объекта наблюдения от зрителя.

Известно, что углы до 5˚ можно принимать равными их тангенсам, т.е.

шающий угол, мин.

На основе натурных наблюдений, обобщения опыта проведения зрелищных мероприятий и теоретических исследований определены разрешающие углы для различных объектов наблюдения, проф. И. К. Назаренко установил минимальные их размеры для различных видов спорта. Так, для игр с мячом, гимнастики, фигурного катания, легкой атлетики, бокса, борьбы, акробатики, штанги размером минимально различимой детали является запястный сустав руки (5 см); для хоккея – высота шайбы (2,54 см); для тенниса – диаметр мяча (6,35 см); для бадминтона – размер шарикаволана (2,4 см). Предельные удаления зрителей в спортивных залах при-

65

нимаются от 55 до 75 м.

Качество зрительного восприятия формы и соразмерности частей наблюдаемого предмета определяется горизонтальными и вертикальными углами видения. Хорошее зрительное восприятие наблюдаемых предметов достигается под такими вертикальными и горизонтальными углами, при которых формы и соразмерности частей предмета близки к реальным. Такие условия зрительного восприятия создаются, если биссектриса узла зрения перпендикулярна к плоскости наблюдаемого объекта и пересекается с ним в его геометрическом центре (рис. 2.43, а). По мере отклонения биссектрис вертикального и горизонтального углов от этого направления форма и соразмерность частей наблюдаемого объекта зрительно искажа-

ются (рис. 2.43, б).

Рис. 2.44. Графики качественной характеристики зрительных мест в кинотеатрах (по М.Р.Савченко) с указанием зон I, II, III и IV категорий: а – в плане зала; б – в разрезе зала; 1 – экран; 2 – граница зон

Исследования и сопоставление объемно-пространственных характеристик объектов наблюдения с геометрическими условиями зрительного восприятия позволяют определить благоприятные системы размещения зрительных мест, установить их качественные характеристики в пределах граничных горизонтальных и вертикальных углов зрения, оценить комфортность мест. Подтверждением результатов являются графики качественного зонирования зрительных мест в кинозале с универсальным экраном для всех видов проекций (рис. 2.44), геометрических параметров театральных залов (рис. 2.45).

66

дого вида зрелищ устанавливаются специальными требованиями исходя из особенностей объектов наблюдения, например, арены для спортивных игр должны быть полностью в поле зрения каждого зрителя, что отвечает условиям беспрепятственной видимости без учета так называемых «мертвых зон»: на хоккейном поле – полоса ближайшего к зрителю борта; в концертных залах допустима беспрепятственная видимость только части сцены и минимально ограниченная видимость ее остальной части. Пространственное построение мест для зрителей определяется их размещением в горизонтальной и вертикальной плоскостях, т.е. в плане и разрезе помещения. Места в плане можно размещать в линейном порядке в затылок (рис. 2.46, а) и в шахматном порядке (рис. 2.46, б).

В качестве объекта наблюдения взята горизонтальная проекция центральной части портала сцены. К ней проведены лучи зрения при ограниченной видимости, когда головы впереди сидящих зрителей частично заслоняют объект наблюдения. Для характеристики условий ограниченной видимости и сравнения линейного и шахматного размещений мест на линии портала выделены зоны беспрепятственного прохождения лучей между головами впереди сидящих (зона I), зоны прохождения лучей между головами сидящих на два ряда впереди (зона II) и на один ряд впереди (зона III) с указанием величины каждой зоны в процентах. Для зрительного восприятия и видимости объекта наблюдения помещения должны отвечать следующим требованиям:

- в помещениях не должно быть внутренних опор, расположенных

67

между зрителями и объектами наблюдения;

-размеры помещения должны быть ограничены возможностью различать существенные детали объекта восприятия. Так, в аудитории существенной деталью может быть штрих мела на доске, на хоккейной площадке

–шайба, на театральной сцене – черты лица актера;

-при рассмотрении плоских объектов на экранах, плакатах, меловых досках и др. предельные горизонтальные и вертикальные углы зрения не должны превышать 45˚, что позволяет избежать чрезмерного искажения пропорций рассматриваемого объекта;

-зрительские места должны располагаться таким образом, чтобы впереди сидящие зрители не загораживали собой объект восприятия. Для этого уровень пола, где располагаются зрительские места, постепенно поднимается по мере удаления от объекта восприятия.

Рис.2.46. Линейное (а) и шахматное (б) расположение зрительских мест: 1 – зона I, беспрепятственная видимость; 2 – зона II, луч проходит над головой сидящего через ряд; 3 – зона III, луч проходит над головой сидящего в предыдущем ряду

Имеются аналитические и графические способы построения линий подъема зрительских мест (рис. 2.47). Исходные данные для построения этой линии: координаты глаз относительно точки наблюдения X0 – по го-

ризонтали и Y0 – по вертикали, превышение c луча зрения каждого зрите-

ля, направленного на наблюдаемую точку над глазом впереди сидящего зрителя, расстояние между рядами кресел d и их число n . Точки наблюдения F в зависимости от вида зрелища принимаются на границе поля зрения, расположенной вблизи первых рядов кресел. Так, в кинотеатрах это нижняя кромка экрана, в театрах – пол сцены, в плавательном бассейне

– середина ближайшей дорожки.

68

Рис. 2.47. Профиль зрительских мест: а – по кривой наименьшего подъема; б – по отрезкам ломаной линии

С использованием указанных величин можно определять превышение n-го ряда зрителей над точкой наблюдения F:

Формула (2.30) справедлива, если количество рядов принимается не менее семи. Линия подъема зрительских мест имеет переменный радиус кривизны, уменьшающийся по мере роста количества рядов. Выдержать эту кривую в конструкциях пола сложно, поэтому кривая заменяется набором отрезков. Величину подъема последнего ряда в каждом отрезке можно определять по формуле

где X 0/ и Y0/ – координаты глаз зрителя в первом ряду рассматриваемого

отрезка; X n/ и Yn / – в последнем ( n/ ) ряду того же отрезка.

69