Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Спецкурс-Космин

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
21.02.2016
Размер:
1.36 Mб
Скачать

Лекція 6. Критерiї оцiнки якостi акустики примiщень.Реверберацiя.

Стандартний та оптимальний час реверберацiї. Вимiрювання часу реверберацiї i його розрахунок. Розбiрливiсть мовлення у залах.

Реверберацiя.

В умовах примiщення, крiм енергiї прямих звукових хвиль вiд джерела, у будь-яку точку примiщення надходить енергiя вiдображених звукових хвиль.

Вiдображенi звуковi хвилi завжди проходять бiльший шлях, так як розповсюдження їх здiйснюється по ломанiй лiнiї, тому вони запiзнюються по вiдношенню до прямих звукових хвиль. У результатi пiсля включення джерела звуку в примiщеннi спостерiгаєтся поступове збiльшення енергiї до деякого стацiонарного рiвня, а пiсля виключення - поступовий спад (за логарифмiчним законом).

Залишкове звучання пiсля припинення дiї джерела звуку, яке обумовлене вiдбиванням звукових хвиль вiд поверхонь примiщення, називається реверберацiєю.

Стандартна реверберациiя - це час, за який енергiя звуку зменшується до однiєї мiльонної частки початкового значення, пiсля припинення дiї джерела, або рiвень звукового тиску зменшується на 60 дБ.

Час стандартної реверберациiї визначається експериментально, а на стадiї проектування може бути визначено аналiтично за формулою Себiна

Т = 0,163 V/Аобщ , де

V - об'єм примiщення в м3;

Аобщ - еквiвалентне звукопоглинання звуку в примiщеннi. Загальна площа звукопоглинання Аобщ визначається за формулою

Аобщ = i Si + Aі + доб Sобщ

Де i - коефiцiєнт звукопоглинання поверхнi Si - площа поверхнi ( пiдлога, стеля, стiни )

Ai - еквiвалентна площа звукопоглинання слухачами, стiльцями, окремими об’єктами

доб - середнiй коефiцiєнт додаткового звукопоглинання, який ураховує iснуючi звукопоглинаючи речi (cвiтильники, щiлини, повiтрянi отвори i т.д.)

Якщо середнiй коефiцiєнт звукопоглинання ср = Аобщ/Sобщ бiльш нiж 0,2, то розрахунок часу реверберацiї здiйснюють за формулою Эйрiнга

Т = 0,163 V/ - S ln (1- ср)

Для вимiрювання часу к реверберацiї в примiщеннi утворюють доволi гучне звукове середовище з допомогою гучномовцiв або пострiлу i записують зниження рівня звукового тиску пiсля припинення дiї джерела звуку. Пiдраховують час, за який рiвень звукового тиску зменьшиться на 60 дБ. Час реверберацiї визначають на частотах 125, 500, 2000 гц.

Час реверберациiї c найважливiшою характеристикою акустики примiщень. При великому часi реверберациiї примiщення здається гучним, при малому - звук

31

набуває мертвого, неживого характеру.

Найкращий час реверберацiї для якого-небудь певного примiщення називається оптимальною реверберацiєю.

При оптимальному часi реверберациiї в залах досягається найбiльш повне використання початкової частини вiдгуку, разом з тим рiвнi в другiй частинi вiдгуку настiльки малi, що не створюють реверберацiйних перешкод.

Для оцiнки акустичних якостей мовних залiв застосовується так званий коефiцiєнт розбiрливостi, або артикуляцiя.

Артикуляцiя оцiнюєтся у вiдсотках правильно зрозумiлих слiв по вiдношенню до проголошених.

Якщо А = 96 % - разбiрливiсть мовлення вiдмiнна; 86 - 95 % добра; 76 - 85 % задовiльна; 65 - 75 % мовлення разбiрливе при напруженiй увазi, менш 65 % разбiрливiсть незадовiльна.

Процедура визначення артикуляцiї: диктор читає слова, що не мають змiсту, а слухачi записують їх так, як вони чують.

Вiдсоток вiрно записаних слiв визначає артикуляцi

Основи геометричної акустики залiв. Форма залiв та окремих поверхней. Вибiр об’єму i рацiональної форми залiв. Розмiщення акустичних матерiалiв у залах.

Якiсть вiдчуття звуку слухачями в зщначнiй мiрi залежить вiд спiввiдношення сили звуку прямого та вiдображенного, вiд iнтервалу часу запiзнення вiдображенного звуку порiвнянно до прямого.

Оцiнити цi фактори можнана пiдставi геометричних побудов, якщо довжина хвилi менше розмiра вiдображаючої поверхнi в 1,5 i бiльше разiв.

Звичайно, намагаються зробити так, щоб рiзниця часу прибуття першого вiдбиття полроiвнянно з прямим звуком складала 0,02-0,03 сек, що дорiвнює рiзницi шляху вiдображенного i прямого звукiв 7-10 м.

Ця рiзниця залежить вiд розмiрiв примiщень, вiд форми окремих поверхней та iх дiльниц, вiд кутiв падiння прямих хвиль на поверхнi, радiусу кривизни поверхнi i т.д.

Вибiр об'єму i рацiональноi форми залiв.

Оптимальна кубатура для мовних залiв 4-5 м 3 на слухача ,у концертних залах 8-10 м3 .

Найбiльш рiвномiрний розподiл звукової енергiї у примiщеннi прямокутних форм (паралелепiпед) з спiввiдношенням сторiн 5 : 3 : 2 (глибина, ширина, висота).

Граничним обсягом залу без радiопiдсиленя вважається 22000 м3 для мовних залiв, i 30000 м3 для музичних залiв.

Прямокутна форма залiв у планi є задовiльною.

32

Вона забезпечує рiвномiрний розподiл звукової енергiї по об'єму примiщення.

Проте при ширинi бiльш 20 м може утворюватися луна на переднiх мiсцях. Крiм того, паралельнi стiни сприяють утворенню стоячих хвиль.

Тому краще приймати план у виглядi трапецiї з кутом розкриття бокових стiн 5-6. При бiльшому кутi розкриття вiдбивання вiд бокових стiн не надходить у середню частина залу. Часто використовується складчастий профiль залу.

Кругла, напiвкругла, овальна, пiдковоподiбна форма залу сприяє фокусуванню звукової енергiї (гул) в окремих мiсцях залу.

1

2

 

3

4

5

6

Рис.6. 1. Форми залiв у планi:

1.напiвкругла;

2.прямокутна;

3.прямокутна зi скошеними кутами;

4.трапецiїподiбна;

5.трапецiїподiбна зi скошеними кутами;

6.cхiдчаста.

Перевагою таких планiв залiв і мiнiмальний шлях розповсюдження звуку мiж слухачами та виконавцем, але це вимагає сплачувати спецiальної акустичної обробки поверхонь, щоб не допустити фокусування вiдбитих звукових хвиль.

При виборi профiлю залу в розтинi необхiдно звертати увагу на висоту стелi, ухил пiдлоги. Слiд врахувати, що ухил пiдлоги, який збудований по лiнiї мiнiмального пiдйому, i який забезпечує видимiсть, вiдповiдає й вимогам акустики, забезпечуючи задовiльне проходження прямої звукової енергiї до кожного слухача. Щодо стелi, це найбiльш важлива поверхня, що розподiляє

33

звукову енергiю по площi, зайнятою слухачами.

З iї допомогою кориснi вiдбивання спрямовуються на останнi мiсця залу, де рiвень сили звуку значно cлабкiше внаслiдок збiльшення вiдстанi, вбирання звукової енергiї поверхнею пiдлоги, зайнятого слухачами. Тому положення пiдлоги та форма не можуть бути довiльними.

Плоска стеля вiдповiдає вимогам акустики в примiщенях невеликої висоти. Проте, при висотi примiщень 10-12 м перша частина залу - партер позбавляєтся перших корисних вiдображень з запiзненням до 0,02 - 0,03 сек., а запiзнення на 0,05 сек. i бiльше призводять до утворення луни, i тому взагалi першi лави cлухачiв потрiбно позбавляти вiдбото енергiї за рахунок порталу. Звук сухий, неживий.

Паралельнiсть пiдлоги i стелi створює умови для утворення стоячих хвиль. (У залi з слухачами стоячi хвилi не утворяться у зв'язку з поглинанням звукових хвиль).

Замiсть плоскої стелi застосовують схiдчасту, гофровану або ломану, подiляючи поверхню на окремi дiлянки, що спрямовують кориснi вiдбивання на рiзнi мiсця залу, забезпечуючи їх запiзнення до 0,02 - 0,03 сек. (Рiзниця перебiгу вiдображених i прямих звукових хвиль 7 - 10 м).

Ри

с. 6.2. Форми залiв у розрiзi:

1.з плоскою стелею;

2.зi схiдчастою стелею;

3.з ломаною стелею;

4.з гофрованою стелею;

5.з криволiнiйною стелею.

Вразi застосування кривої поверхнi стелi радiус кривизни поверхнi повинен бути не бiльш половини височини залу чи понад двох висот залу.

R < 0, 5 H або R > 2h

У цьому випадку фокусування вiдбитих звукових хвиль буде спостерiгатися або пiд куполом, як у готичних соборах, або за межами залу.

Для забезпечення високої якостi акустики залiв необхiдно насамперед виконувати умову, щоб при 70 % заповнення залу стандартний час реверберацiї вiдрiзнявcя вiд оптимального не бiльш, як на 10 %. Перевiрка проводиться у oктавних частотних дiапазонах 125, 500, 2000 гц. Завдання вирiшується за рахунок застосування звукопоглинаючих матерiалiв з рiзноманiтними частотними характеристиками, що забезпечують потрiбне загальне поглинання звуку на кожнiй частотi.

34

Рекомендацiї по розмiщенню матерiалiв у залi зображенi на рис.6.3.

А

в

А

 

 

З

 

З

 

 

А

 

А

 

 

А

в

А

в

 

Рис.6.3

 

Рис. 6.3. Схема розмiщення акустичних матерiалiв у залах. А - звукопоглинаючий матерiал;

В - звуковiдображаючий матерiал; З - звукорозсiюча поверхня.

Якщо через якiсь причини в залi спостерiгається незадовiльна акустика, виявляються акустичнi дефекти (луна, гул, фокусування, слабке звучання) або змiнюється призначення залу при реконструкцiї, змiнити якiснi акустичнi характеристики iнколи, можливо за рахунок добору розмiщення звукопоглинаючих, звуковiдбиваючих, звукорозсiючих поверхонь з обов'язковою перевiркою їх розмiщення методами геометричної акустики.

Лiтература

1.С.Д. Ковригин "Архитектурно-строительная акустика" М. В. школа

1980 г.

2.Архитектура гражданских и промышленных зданий. Основы проектирования. Под редакцией В. М. Предтеченского т. II.

35