В настоящее время в залах с большой вместимостью, предназначенных для концертной деятельности, временем реверберации управляют искусственно с помощью специальных электроакусти -- ческих систем (стереореверберационные, амбиофонические) (13 — 15,10]. В существующих системах искусственной реверберации вре — менем реверберации можно оперативно управлять в ходе передачи либо поддерживать его постоянным. В залах, оборудованных электро — акустическими системами, качество звучания определяется не только акустическими свойствами помещения, но и качеством электроакустической аппаратуры.
1. Лекционные залы,залы пассажирских помещений; 2. Залы драмтеатров. Кинозалы; 3. Концертные запы,театры оперы и балета; 4. Спортивные залы;
На рис.III.9 как результат обследования большого числа залов приведена диаграмма времени реверберации. Из диаграммы видно, что время реверберации зависит от объема помещения,частоты и характера передач. Для речевых студий (аудиторий) оптимальное время реверберации 0,3+0,5 с. Малое время реверберации повышает четкость звучания сигнала.
В залах общего назначения время 0,5+1 и 0,78+1 с.
В музыкальных студиях на низкцх частотах — ( 1,6+2.0) с , на средних (1,65+1,8) и высоких частотах(0,5+1,0) с.
При очень строгом подходе оптимальное время реверберации для залов, аудиторий в зависимости от объема определяется по формуле:
T„5" = k IgV 0,5<Т™<Зс (3.44)
где: V — объем помещения, м3;
к — коэффициент,зависящий от назначения зала:
для оперных театров и концертных залов к = 0,41,
для драмтеатров к = 0,36,
для кинотеатров и аудиторий к = 0,29.§3.9. Физические принципы звукоизоляции.
Действие шума на человека чаще всего оказывает отрицательное влияние. Причем влияние шума на конкретного человека индивидуально и может заметно варьировать в зависимости от вида спектра, уровней громкости. Воздействие шума на усредненного человека отражено на рис.III. 10.
Идеальным изолятором от звуковых волн выступает вакуум. При разряжении воздуха до давлений Р < 1 мм pm ст. (форвакуум) распространением звуковых волн через него можно практически пренебречь.В вещественных средах распространение бегущих волн также происходит с затуханием. При распространении звука в среде нарушается ее равновесное состояние и возникают градиенты скорости, температуры и т.д. Затухание обусловлено вязкостью, теплопроводностью и рядом друг их необратимых процессов, которые возвращают среду в равновесное состояние [16,17].
Рис.111.10
Воздействие шума на усредненного
человека[16 ]. а)вероятиость пробуждения
от шума, б)опасность повреждения слуха
при ежедневном 8-час.воздействии.
При строительстве к помещению, селению предъявляются определенные требования комфортности по акустическим параметрам. При проектировании застройки новых территорий и зданий осуществляется инженерная проработка возможных источников шума, путей и способов попадания звуковых волн в расчетные зоны, точки. В строительной акустике шум принято условно делить на воздушный и ударн ый. Различают шумы внешние и внутренние по отношению к воспринимающему объекту. По источникам шума говорят о бытовом (радио,разговор), производственном шуме, шумах инженерно-технического оборудования здания (санузлы, насосы, лифтовое хозяйство и т.д). Распространение звука от источника к объекту восприятия может происходить напрямую или косвенно по строительным конструкциям с многочисленными изменениями направления распространения
Рис.III.
11
а.Шумовая карта улицы.Цифры показывают
уровни шума в децибелах, б.Выемка и
насыпь дг.я гашения транспортного шума.
Из сказанного ранее можно заключить, что защита от шума исключительно актуальная, но технически очень сложная и дорогостоящая задача. Разработка мероприятий гю снижению уровней щума зависит от вида шума, его спектрального состава и путей распространения звука и расчетную точку. Технические решения, применяемые в конкретных условиях весьма разнообразны и многочисленны (8 - 11]. В специальной литературе вводится большое число понятий величин узко профессиональных и эмпирических зависимостей. В конечном итоге все приемы снижения шума в расчетной точке основаны на небольшом числе физических закономерностей и механизмов:— мощность источника колебаний конечна; — энергия, переносимая звуковой волной,может быть отведена от защищаемой области при отражении на специально созданных граничных поверхностях; — энергия звуковой волны на пути источник — расчетная точка существенно может быть ослаблена за счет поглощения и особенно рассеяния ее в промежуточном пористом материале; — изоляция защищаемой области пакуумными прослойками.
(стук по системе центрального отопления).На рис.Ш.11 а приведен образец обобщенной карты воздушного шума улицы.
Сложность в выборе эффективных способов звукоизоляции связана с волновой природой звука. Отверстия в ограждении являются вторичными излучателями звуковых волн, эффективность их зависит от длины волны. Конструкции здания выступают в качестве волноводов звуковых волн на большие расстояния по сложному пути.
Опишем некоторые типичные мероприятия по снижению шумов,опираясь на физические механизмы, лежащие в их основе.
Для защиты невольных слушателей от производственного и непроизводственного шума используют архитектурно — плани — ровочные методы. При застройке новых территорий будущие источники шума по возможности выносятся за территорию жилой зоны, либо предусматривают применение специальных инженерных устройств звукоизоляции.
Снижение уровней шума, создаваемого ожидаемыми потоками железнодорожного и грузового автомобильного транспорта на магистралях, можно достичь, предусмотрев их вынос за черту населенных пунктов. Там же, где удаление транспортных магистралей не желательно, их целесообразно строить в выемках, естественных понижениях местности (РисШ. 116).Эффективным снижением транспортного шума является устройство насыпей, стенок, производственных складов с глухими задними стенами вдоль полотна дороги [20].
Пониженные уровни шума от аэропортов могут быть достигнуты выносом их на большие расстояния за черту массового жилья. При размещении аэропортов должна учитываться и дальняя перспектива развития, как их собственная, так и прилегающей территории.В качестве негативного примера — аэропорт "Быково", взлеты и посадки самолетов происходят над жилой застройкой г.Жуковский.
Физическим механизмом,приводящим к снижению уровня шума вдали от источника, является то, что мощность излучателя конечна и кроме того,в открытом пространстве звуковая энергия падает с расстоянием по закону пропорциональному г", где 1 < п < 2 (для точечного источшТКа шума п = 2). Площадки на пути распространения звука в виде откосов, выемок или склонов насыпей при правильном их устройстве отражают звуковые волны в небо.
Ограждающие конструкции зданий наряду с основным функциональным назначением (обеспечение прочности и теплозащитных свойств) оказываются эффективным средством защиты внутренних помещений от внешнего уличного шума. Звукозащитные свойства обуславливаются большим значением величин е = Z2/ Z, и малым значением угла полного внутреннего отражения (табл. 3.3).
Относительно высокой отражательной способностью характеризуется граница воздух— стекло ( р = 0,35+0,04). Звукоизоляция оконных проемов может быть усилена применением двойного или тройного остекления рам (см.табл.3.5), выбором оптимальных расстояний между стеклами. Новым способом повышения звукоизоляции оконных проемов является применение откачки воздуха между стеклами (стеклопакеты),создание вакуумных прослоек.
Для снижения уровня шума в помещениях (воздушного или ударного) используют мероприятия, основанные на поглощении звука материалами с высоким значением акустического коэффициента поглощения (табл.3.5), как правило, такие материалы являются пористыми или с высокой степенью структурной дискретности. Из звукопоглощающих материалов изготавливают плиты — поглотители либо материал наносят непосредственно на стену. В пористых материалах реальная физическая поверхность во много раз больше видимой геометрической поверхности. Вязкое пограничное трение при колебаниях воздуха в порах приводит к эффективному переводу энергии колебательного процесса в тепло. В пористых материалах имеет место возбуждение колебаний стенок каркаса пор. Механическая энергия этих колебаний также переходит в тепло в результате внутреннего трения в твердом теле. Пористые материалы обладают высоким аэродинамическим сопротивлением. Значение ос' зависит от аэродинамического сопротивления материала.
Наряду с возбуждением колебаний воздуха в порах и стенок пор происходит рассеяние волн. Рассеяние на неоднородностях среды является определяющим в случае дисперсных звукопоглощающих материалов (акустическая штукатурка, плиты Акмигран и т.д.). Рассеивающую способность характеризуют сечением рассеяния .