5. Обоснование выбора темы

Работа музыканта связана с большой нагрузкой на органы слуха и слуховой анализатор в целом. Имея дело со звуком, уровень которого далёк от комфортного, приходится различать каждый источник звука отдельно (будь то вокал, гитара или ударная установка), кроме того необходимо не просто слышать каждого исполнителя, но и различать малейшие изменения в динамике, тембре и ритма, подстраиваясь под них. Работа музыканта подразделяется на концертную и репетиционную, которая в свою очереди делится на групповую и единоличную. Рассмотрим каждую составляющую по отдельности и начнём с самой безопасной, а именно с единоличной репетиции. В данном случае нагрузка на слуховой анализатор минимальна, музыкант либо изучает свою партию без влияния других инструментов, либо повторяет её под запись, громкость которой легко отрегулировать по желанию репетирующего. Следующая по степени нагрузки идёт репетиционная групповая работа, уровень звука уже превышает комфортный, однако всегда есть возможность сделать звук тише, чтобы услышать все нюансы композиции. Последняя в данной классификации является концертная работа, хотя само выступление занимает на порядок меньше времени, чем подготовка, уровень нагрузки на слуховой анализатор намного выше, чем на репетиции. Возможности сделать звук тише нет, так как необходимо обеспечить хорошую слышимость по всей площади концертного зала. И если для предотвращения негативного влияния шума на слух с концертным залом музыкант практически ничего сделать не может, то с репетиционным залом возможностей больше, стоит отметить, что далее речь пойдёт о частном репетиционном зале, а не о общественном, в котором конструктивные изменения акустики помещения также не возможны. Таким образом данная тема была выбрана из-за необходимости обеспечения нормальных акустических условий работы в реальном репетиционном зале.

Цель

Обеспечить по возможности равномерное распределение акустического поля в репетиционном помещении и уменьшение пиковых значений до безопасных для человека, уменьшить реверберацию в помещении.

6. Помещение

Репетиционный зал находится в подвале жилого здания по адресу: Москва, улица Авиамоторная дом 47. План всего помещения представлен на рисунке 14.

Рис. 14 Общий план подвала: 1 -Склад музыкальных инструментов; 2 – Операторная;

3 - Репетиционный зал; 4 - Подсобное помещение; 5 - Общий зал; 6 - Склад театра.

Как было сказано ранее (см. главу 2:распространение звука), на картину акустического поля влияет реверберация, вызванная акустическими преградами. Ввиду влияния стен, потолка и пола на картину акустического поля рассмотрим их структуру, представленную в таблице 5.

Таблица 5: Материал звуковых преград

Поверхность	Основной материал	Покрытие(1 слой)	Покрытие(2 слой)
Пол	Бетон	Линолеум	-
Потолок	Бетон	пенополистирол	-
Стена 1 и 2	Кирпич	Минеральная вата	Ковролин 3 мм
Стена 3 и 4	Кирпич	Минеральная вата	Ковролин 1,5 мм

Первоначально стены были кирпичными, что вызывало излишнюю реверберацию (В музыке желателен небольшой уровень реверберации помещения). В подобных условиях было невозможно репетировать, атака была не различима. После установки металлических лаг, между ними была проложена минеральная вата для поглощения звуковых колебаний. Однако, устанвока поверх ваты листов гибсокартона увеличивало коэффициент отражения и свело эффект звукопоглощения. Для улучшения акустических характеристик помещения гибсокартон был заменён на ковролин. В результате уровень реверберации был снижен.

На формирование акустического поля оказывает влияние сам источник звука - его мощность и габариты. В таблице 6 приведён состав музыкального оборудования.

Таблица 6: Состав оборудования

Источник звука	Мощность, Вт	Длина, мм	Ширина, мм	Высота, мм
Roland cube 30	30	385	240	380
Тайфун-50	50	370	230	370
Усилитель Yamaha RXV 363	100	435	317	151
акустическая система Радиотехника S90( 2 шт)	90	360	285	710
Электронная ударная установка Roland TD-11	Собственный источник звука отсутствует	925	1300	1500
Синтезатор Yamaha E223	Собственный источник звука отсутствует	950	350	100

Рассмотрим подробнее представленное оборудование и его характеристики.

Roland Cube-30 – гитарный транзисторный модулирующий усилитель со встроенным процессором эффектов (Рис 15)

а) б)

Рис 15 Гитарный усилитель Roland Cube-30 a) Вид спереди б) Вид сверху

Таблица 7: технические данные Roland Cube-30

Технические данные
Мощность , Вт	30
Число каналов	2: чистый и "перегруженный" звук (JC Clean/Lead)
Число эмулируемых моделей усилителей.	8: JC Clean, Acoustic, Black Panel, Brit Combo, Tweed, Classic Stack, Metal Stack, R-fier Stack.
Процессор эффектов	Независимый процессор эффектов Chorus, Flanger, Phaser и тремоло.
	Независимый процессор эффектов Delay/Reverb.
Дополнительно	вход Auxiliary предназначен для подключения проигрывателя компакт-дисков, драм-машины и других внешних источников фонограмм.
Вес , кг.	9.2

Тайфун-50 - усилительно-акустическое устройство , представленное на рисунке 16

Рис 16 Усилитель Тайфун 50

Таблица 8 Технические данные усилителя Тайфун-50

Технические данные
Номинальная выходная мощность, Вт	50
Число входов	2
Номинальный диапазон частот воспроизводимых усилителем, Гц 20-40000	Чувствительность входов на частоте 1000Гц , мВ 15+/-5
Отношение сигнал/(фон+шум), не менее, дБ 65	Коэффициент нелинейных искажений в диапазоне 100...10000Гц, не более, % 0,5
Динамический диапазон регулирования уровня сигнала, не менее, дБ 60	Диапазон регулирования тембров на частотах 100, 1000 и 10000Гц, не менее, дБ +/- 12
Встроенная динамическая головка	30гд301, мощностью 30 вт.
Мощность выхода на дополнительную акустическую систему (кабинет), Вт	25
Номинальная выходная мощность, Вт	50
Число входов	2
Номинальный диапазон частот воспроизводимых усилителем, Гц	20-40000
Чувствительность входов на частоте 1000Гц , мВ	15+/-5
Отношение сигнал/(фон+шум), не менее, дБ	65
Коэффициент нелинейных искажений в диапазоне 100...10000Гц, не более, %	0,5
Динамический диапазон регулирования уровня сигнала, не менее, дБ	60
Диапазон регулирования тембров на частотах 100, 1000 и 10000Гц, не менее, дБ	+/- 12

Yamaha RXV 363 – многоканальный hi-fi усилитель. Применяется, как усилитель для электронных ударных, синтезатора и вокала. Представлен на рисунке 17

Рис 17 усилитель Yamaha RXV 363

Технические данные усилителя Yamaha RXV 363 представлены в таблице 9

Таблица 9 Технические данные усилителя Yamaha RXV 363

Технические данные
Тип	AV-ресивер, 5.1
Количество каналов	5
Схемотехника	полупроводниковый
Регулировки	Эквалайзер
Интерфейсы
Входы	композитный x4, компонентный x3, HDMI x2, коаксиальный x1, оптический x2, 5.1CH x1, линейный x5
Выходы	композитный x1, компонентный x1, HDMI x1, наушники x1, линейный x2
Разъемы на передней панели:	наушники, линейный вход, композитный вход Разъем для подключения наушников: 6.3 мм
Разъемы для акустики	пружинные защелки
Параметры усилителя
Мощность фронтальных каналов (многоканальный режим), Вт	100
Мощность центрального канала, Вт	100
Мощность тыловых каналов, Вт	100

Радиотехника S-90 – акустическая система, производства Латвийской ССР, довольно часто встречающиеся в рабочем состоянии на постсоветском пространстве.

Рис 18 Акустическая система Радиотехника S-90

Рис 19 Характеристики акустической системы Радиотехника S-90.

1 –звуковое давление; 2 –полное электрическое сопротивление (Z)

Таблица 10 Технические данные акустической системы Радиотехника S90

Основные технические характеристики:
Паспортная мощность, Вт	90
Номинальное электрическое сопротивление, Ом	4
Диапазон воспроизводимых частот, Гц	31,5...20000

Электронные ударные – ударный музыкальный инструмент. Принцип работы электронных ударных следующий: удары по барабану или специальному педу снимаются пьезоэлектрическими датчиками, сигнал от которых поступает в звуковой модуль. Существуют аналоговые и цифровые звуковые модули, но принцип действия схож – синтезировать необходимый звук, согласно амплитуде входного сигнала.

Рис 20 Электронные ударные а) цифровой звуковой модуль – Rolnad TD-11 , б) датчик на барабане, в) аналоговые модули Simmons drums г) педы Simmons drums.

Преимущества электронных ударных – возможность игры в наушниках, регулирование уровня громкости, широчайший диапазон звуков, отсутствие необходимости в микрофонах при исполнении на сцене, звук не зависит от натяжения ударных пластиков(сеток). Средин недостатков выделяют необходимость усиления звук при работе в репетиционном зале с группой, а также не до конца натуральное звучание.

В данном репетиционном зале используется цифровая ударная установка, датчики закреплены на бесшумных кевларовых сетчатых пластиках(Рис 21), что значительно снижает шум, по сравнению с акустической установкой. Подобная конструкция имеет габариты акустической установки, но остаётся практически бесшумной. Побочным эффектом является реверберация корпусов барабанов и резонансных пластиков, вызываемая другими источниками звука, такими как акустическая система и усилители.

Рис 21 Ударная установка репетиционного зала.

Синтезатор - электронный музыкальный инструмент, создающий (синтезирующий) звук при помощи одного или нескольких генераторов звуковых волн. Требуемое звучание достигается за счёт изменения свойств электрического сигнала (в аналоговых синтезаторах) или же методом настройки параметров центрального процессора (в цифровых синтезаторах).[7] Синтезатор Yamaha E223 представлен на рисунке _

Рис 22 Синтезатор Yamaha E223.

Хотя данная модель синтезатора и имеет встроенные динамики, они остаются незадействованными, так как синтезатор подключается к усилителю через специальный разъём. Обычно синтезаторы подключаются напрямую в линию, однако в ряде случаев существуют специальные усилители, к примеру усилитель для электрооргана, представленный на рисунке 23. Основной отличительной чертой данного усилителя является эффект вращающегося динамика.

Рис 23 Электроорган и кабинет

Эффект вращающегося динамика наиболее сильно ассоциируется именно с электроорганом. Данный эффект получается при вращении полого цилиндрического рупора, с отверстием сбоку, при этом ряд частот динамика, расположенного сверху рупора и направленного вниз, становятся тише, когда отверстие в рупоре не направлено на слушателя, таким образом, звук как бы вибрирует. Кроме того звуки частот, не прошедших через рупор отражаются от его стенок, создавая эхо, интерференцию и прочую модулюцию.

Большое влияние на формирование акустического поля оказывает работа вентиляционной системы, поэтому следует учитывать шум приточного и вытяжного вентиляторов. В дальнейшем режимы вентиляции будут обозначены согласно таблице 11.

Таблица 11 Режимы работы вентиляции

Кодировка режима работы	Режим работы вентиляции
Выкл/Вкл	Выключена вытяжка, включения приточная вентиляция
Вкл/Вкл	Включена вытяжка, включена приточная вентиляция
Выкл/Выкл	Выключена вытяжка, Выключена приточная вентиляция
Вкл/Выкл	Включена вытяжка, Выключена приточная вентиляция

Для анализа шума в репетиционном помещении целесообразно провести замеры уровня звукового давления с помощью шумомера CEM DT-805, технические данные которого представлены в таблице 12.

Рис. 24 Шумомер CEM DT-805.

Таблица 12 Характеристики шумомера CEM DT-805

Технические данные прибора
Диапазоны	Low: 30 – 100 дБ
	High: 60 – 130 дБ
Разрешение	0.1 дБ
Погрешность	±1.5 дБ
Частотный диапазон	31.5 Гц – 8 кГц
Фильтры	А, С
Питание	9 В батарея
Измерения	Fast, Slow
Рабочая температура	0ºС – 40ºС с относительной влажностью <90%
Температура хранения	-10ºС – 60ºС с относительной влажностью <75%
Габариты	210 мм х 55 мм х 32 мм
Вес	230 г

На рисунке 25 представлена схема расположения точек измерения в помещении

Рис 25 План репетиционного зала с сеткой измерений.

Измерения проводились на высоте 1,5 м от поверхности пола, что обусловлено среднестатистическим ростом человека в стоячем и сидячем положении. Измерение в каждой точке проводилось в течение 30 секунд в режиме Slow, для уменьшения случайной погрешности. Режим Slow показывает среднее значение уровня шума с момента включения.

При проведении измерения и дальнейшего анализа результатов использовались данные таблицы 13,14 соответственно названным документам.

Таблица 13 Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест [3]

№ пп	Вид трудовой деятельности, рабочее место	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц										Уровни звука и эквивалентные уровни звука (в дБА)
		31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Творческая деятельность, руководящая работа с повышенными требованиями, научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение, врачебная деятельность. Рабочие места в помещениях дирекции, проектно-конструкторских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных, приема больных в здравпунктах	86	71	61	54	49	45	42	40	38	50

Таблица 14 Допустимые уровни звукового давления, уровни звука, эквивалентные и максимальные уровни звука проникающего шума в помещениях жилых и общественных зданий и шума на территории жилой застройки [3]

№ пп	Вид трудовой деятельности, рабочее место	Время суток	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц										Уровни звука и эквивалентные уровни звука (в дБА)		Максимальные уровни звукаLАмакс, дБА
			31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13		14
9	Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам, зданиям поликлиник, зданиям амбулаторий, диспансеров, домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, детских дошкольных учреждений, школ и других учебных заведений, библиотек	с 7 до 23 ч. с 23 до 7 ч.	90   83	75   67	66   57	59   49	54   44	50   40	47   37	45   35	44   33	55   45		70   60

(Полностью Таблицы 13 и 14 приведены в приложении)

Рассматриваемое помещение является территорией, непосредственно прилегающие к жилым домам, так как расположено в подвале жилого здания, а так же входит в группу рабочих мест творческой деятельности.

Учитывая, что в спектр звуковых волн входит ультразвук, остановимся на более подробном рассмотрении ультразвука.

.В настоящее время существует следующая Гигиеническая классификация ультразвука.

По способу распространения ультразвуковых колебаний выделяют:

- контактный способ - ультразвук распространяется при соприкосновении рук или других частей тела человека с источником ультразвука (обрабатываемыми деталями; приспособлениями для их удержания; озвученными жидкостями; сканерами медицинских диагностических приборов; физиотерапевтической и хирургической ультразвуковой аппаратуры и т.д.);

- воздушный способ - ультразвук распространяется по воздуху.

. По спектральным характеристикам ультразвуковых колебаний выделяют:

- низкочастотный ультразвук - 16 - 63 кГц (указаны среднегеометрические частоты октавных полос);

- среднечастотный ультразвук - 125 - 250 кГц;

- высокочастотный ультразвук - 1,0 - 31,5 МГц.

Далее в таблице 8 представлены предельно допустимые уровни ультразвука в третьоктавных полосах.

Таблица 15 предельно допустимые уровни воздушного ультразвука

на рабочих местах [6]

Среднегеометрические частоты третьоктавных полос, кГц	Уровни звукового давления, дБ
12,5 16,0 20,0 25,0 31,5 - 100,0	80 90 100 105 110

При проведении экспериментальных исследований измерить уровень ультразвука не удалось по следующим причинам:

- отсутствует специальный частотный фильтр

- частотный диапазон измерительного прибора составляет 31.5 Гц – 8 кГц , что не позволяет измерять ультразвук.