1. Звук и его характеристики: частота, спектр, сила звука, уровень силы звука.

Звук – это возникновение и распространение механических колебаний в упругой среде, а также слуховые ощущения, вызванные действием этих колебаний на человеческое ухо.

Для возникновения звука необходимы следующие факторы:

1. Источник звука (ИЗ) – колеблющееся тело (голосовые связки, струны)

2. Передающая (упругая) среда

3. Приёмник звука (уши).

Длина волны – отношение скорости звука к частоте звука, (Длина между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одной фазе).

λ – длина волны, м.

ν – частота, Гц (1/сек).

С – скорость, м/с.

С=λ* ν

Скорость распространения звука зависит от характера среды, в которой распространяется звук и от ее температуры.

Звуковая волна – процесс распространения колебательного движения в среде. Звуковой процесс распространяется на расстояние, равное длине волны.

Диапазон частот слышимых звуков для человека ν=20÷2000 Гц. Диапазон наибольшей чувствительности 20÷500 инфразвук. Более 20000 ультразвук. Октава – интервал частот от ν1 до ν2 верхние границы которой в 2 раза выше чем нижние. НЧ:20-40, 40-80, 80-160;160-320. СЧ: 320-630; 630-1250;1250-2500;2500-5000. ВЧ: 5000-10000; 10000-20000

Чистый тон – звук, характеризующийся одной частотой. Звуки разных частот воспринимаются как звуки разных тональностей.

Реальные звуки – сложные звуки, характеризующиеся набором частот или спектром.

Типы спектров излучения: дискретный; сплошной.

Сила звука – энергия, излучаемая в единицу времени.

При распространении звуковых волн, распространяется и звуковая энергия. Общее количество звуковой энергии, излучаемое источником в единицу времени определяется звуковой мощностью. Звуковая энергия - W, Дж.

Звуковая мощность источника - P =^W_t , Вт.

- сила звука в некоторой точке В – это энергия W, переносимая звуковой волной в единицу времени через единицу площади S.

, где S площадь сферы

В акустике принято оценивать силу звука и звуковую мощность не в абсолютных, а в относительных логических единицах (децибелах)

Уровень силы звука

, дБ

Где - сила звука, соответствующая некоторому условно выбирающему нулевому уровню (пороговому)

- сила звука на пороге слышимости

- сила звука на болевом пороге

(для человека)

= 10 = 10lg1=10 - нулевой порог

L_бп= 10lg =140 дБ – болевой порог

0÷140 дБ

Обычный разговор 60 дБ.

2. Реверберация, время реверберации. Меры по обеспечению оптимального времени реверберации.

Реверберация – это постепенное затухание звука в помещении, после прекращения действия источника звука. Причина – многократное отражение звука от поверхностей помещения.

Время реверберации T – время за которое уровень силы звука уменьшается на 60 дБ после прекращения действия источника звука.

Время реверберации нормируется:

-Нормативное время реверберации

-Оптимальное время реверберации

Время реверберации в зале должно быть равно оптимальному времени реверберации (Т опт).

Т=Топт

Оптимальное время реверберации зависит:

1. от назначения зала;

2. от объема зала;

3. от частоты звука;

Формула Сэбина: Tопт=k * lgV

Где коэфицент k – зависит от назначения зала

k=0,3 – речевые помещения

k=0,35 – драматические театры

k=0,45 – концертные залы

k=0,55 – органные залы

Время реверберации определяется по формуле Эйринга: в диапазоне 125 – 1000 Гц.

; где Т-время реверберации; V-объём зала;

Sобщ – общая площадь всех внутренних поверхностей зала,

= -ln (1- ) – функция среднего коэффициента звукопоглощения .

В диапазоне: 2000Гц - 40000Гц.

; где n – коэфицент учитывающий звукопоглощение в воздухе.

n = 0,009 – для 2000 Гц.

n = 0,022 – для 4000 Гц.

Для низких частот принимается более длительное оптимальное время реверберации, а для высоких - более короткое время реверберации, чем для средних частот.

Т_опт¹²⁵ = 1,2 Т_опт⁵⁰⁰;

Т_опт²⁰⁰⁰ = 0,9 Т_опт⁵⁰⁰.

Меры по обеспечению оптимального времени реверберации в зале:

1.Правильный выбор объема зала: V_уд=^V_N ; м³/чел. удельный воздушный объём на 1 зрительное место

N-количество мест;

V - объём зала.

V_уд^рек= 4-5 – речевые залы;

в многоцелевых залах 4 – 6;

для оперных театров 6 – 8;

для симфонической музыки 8 – 10;

для органных концертов 10 – 12.

V_уд =V_уд^рек .

2.Выбор отделочных материалов. Если объем больше рекомендуемого, используют звукопоглотители. V_уд >V_уд^рек . Звукопоглотители размещают на поверхностях, не дающих первый, малозапаздывающих отражений звука. (задняя стена, верхние части боковых стен).

3. Для изменения объема зала, можно использовать трансформируемые конструкции.

4. следует использовать спец. звукопоглощающие материалы.