Глава 27.

АРХИТЕКТУРНАЯ АКУСТИКА.

Реверберация.

Процесс звучания и спада звуковой энергии в помещении после отключения источника звука называется реверберацией. Энергия звука в помещении состоит из двух составляющих: энергия от источника звука, которая называется прямой энергией звука, и энергия, отраженная от поверхностей помещения, которая называется отраженной звуковой энергией или диффузной. Реально в помещении действует сумма прямой и диффузной звуковой энергии. При отключении источника звука в момент времени t₂ громкость резко снижается до некоторой величины (кривая 1, Рис.100), а затем снижается плавно. Диффузная энергия снижается плавно (кривая 2). Пунктиром показаны реальные кривые снижения громкости для кривой 1 и 2.

На практике берут усредненную кривую спада энергии звука.

t₂ - t₁= Δt =Т_з - время звучания в помещении источника звука.

t₂ - время отключения источника звука.

t₃ - t₂ = Δt =Т- время реверберации в помещении.

Время реверберации зависит от:

1. Объема помещения V(м³).

2. Поглощающих свойств внутренних поверхностей помещения.

3. Громкости звучания источника звука, L(дБ).

Зависимость величины реверберации от громкости (Рис. 101):

Из графиков видно, что время реверберации в зале может быть различным в зависимости от уровня звуковой энергии в помещении. Так, реверберация Т₃ при L= 80(дБ) больше чем при уровне 60дБ, т.е. Т₃ > Т₂. А реверберация Т₂ при L= 60(дБ) больше чем при уровне 40дБ, т.е. Т₂> Т₁.

Следовательно, чтобы время реверберации могло быть критерием акустики зала, необходимо ввести стандартный (фиксированный) уровень реверберации (спада звуковой энергии в залах). По международным стандартам такой уровень спада был выбран величиной L=60дБ. Тогда, время стандартной реверберации называется время Т, в течение которого уровень звуковой энергии снижается на 60 дБ.

Время стандартной реверберации Т можно оценить выражением, называемым формулой Эйринга, которая устанавливает соотношения между временем реверберации, объемом помещения и величиной коэффициента звукопоглощения:

;

Т - время стандартной реверберации (с). V - объем помещения (м³). S - площадь всех внутренних поверхностей (м²) α-средний коэффициент поглощения звука.

α =(S₁α₁+S₂α₂+…...+S_nα_n)/S;

S_n - площадь отдельных поверхностей (м²) α_n - коэффициент звукопоглощения отдельных поверхностей.

Время стандартной реверберации является важным критерием акустического качества зрительного зала кинотеатра. Например:

• Речь Т= 0,3….0,7 (с)

• Музыка Т= 1,4….2,3 (с)

• Орган Т= 2,5….3,0 (с)

• Кинозал Т= 1,0….1,8 (с)

Из этих показателей видно, что речь разборчивее при меньшей, а музыка при большей реверберации. А орган звучит разборчиво при самой большой реверберации.

Структура ранних отражений.

Формула Эйринга не учитывает влияние формы помещения и расположение звукопоглощающих материалов на акустическое качество зала. Исследование акустического процесса показало, что процесс реверберации состоит из двух качественно различных участков (Рис.102).

I - короткий участок реверберации, определяющий разборчивость передаваемого звука. II - завершающий участок реверберации, определяющий гулкость помещения.

В результате экспериментов установили оптимальную временную структуру ранних (первых) отражений (всего рассматривается 76 отражений, 1,2,3,….,76).

Отражения	Время	Музыка	Речь
1	t1	20.......30мc	10.......15 мс
2	t2	15........20мс	5.........10мс
3	t3	10.........15мс	5мс
.......	.......	............	..............
76	t76	a.....b	c.....d

Можно сделать вывод, что для создания оптимальных акустических условий в помещении необходимо учитывать роль двух факторов.

1. Времени стандартной реверберации Т(с).

2. Структуры ранних отражений t₁, t₂, t₃......

Диффузным звуковым полем называется такое поле, в котором в каждую его точку в единицу времени приходит достаточно большое количество отражений по равновероятным направлениям и равной плотности звуковой энергии.