Определение расчётного времени реверберации

Для проверки акустических качеств помещения вычисляется время ре­вербе­рации Т _р (в секундах)_. Оно возрастает с увеличением объёма по­меще­ния и с уменьше­нием значения общего поглощения помещения.

Сначала находим средний расчётный коэффициент звукопо­гло­ще­ния α_ср^р для трёх частот 125, 500 и 2000 Гц:

                                    ,                                             (9)

где – общая расчётная или фактическая расчётная эквива­лент­ная пло­щадь звукопоглощения, м²;   

S _общ – общая площадь ограничивающих поверхностей, м².

125 Гц → =………..=……;

500 Гц →  =….........=……;

2000 Гц → =………..=……

При больших значениях среднего расчётного коэффи­циента звуко­поглоще­ния, т.е. когда α_ср^р > 0,2 и объёме зала до 10000м³ расчёт времени ревербе­ра­ции производим по формуле Эй­ринга:

                                       , сек.                                     (10)

где – функция среднего коэффициента звукопоглощения, которая опре­де­ляется по найденным зна­чениям  (таблица 7.2 приложения 7, ст. 47 или рисунок 7.1 приложения 7, ст. 48):

                                 125 Гц → =….. → =…..;

                                500 Гц → =…. → =….;

                             2000 Гц → =…. → =….

 

При небольших значениях среднего расчётного коэффи­циента звуко­погло­щения, т.е. когда α_ср < 0,2 и объёме зала до 10000м³ расчёт времени ревербера­ции производим по более простому виду - фор­муле Сэбина:    

                                              , сек.                                         (11)              

Полученные в резуль­тате расчёта значения вре­мени реверберации (ок­руг­лён­ные с точностью до 0,05 с) сравниваем с оптимальным временем Т _опт для данного типа зала:  

                     125 Гц →   Т _р = ……            Т _опт = ……                       

                      500 Гц → Т _р = ……                Т _опт = ……

                   2000 Гц →   Т _р = ……                Т _опт =……

Расчётное время реверберации должно совпадать с оптимальным                                                                                                                                                                                                                Т_р = Т_опт.

Допускаемые отклонения от оптимального времени могут составлять ± 10% → Т_р = Т_опт ± 10% в области частот 500-1000 Гц. В октавной полосе 125 Гц допуска­ется, а в зрительных залах театров оперы и балета целесо­образно, увеличение времени реверберации до 20%, но не более.

По полученным результатам делается вывод, в котором необходимоука­зать:

1. Выполняется ли условие для эквивалентных площадей звукопоглощения или нет, и если нет, то, что нужно делать.

2. Отклоняются ли значения расчётного времени реверберации для трёх частот от их опти­мальных значений.

3. Какой звукопоглотитель был применен для того, чтобы выполнилось условие для эквивалентных площадей и расчётное время реверберации соответствовало оптимальному.

Например: Вывод:

Вариант 1. Так как А_общ^тр > А_общ^р, а А_доб не превышает 10 % от А_общ^тр на всех частотах, то излишнего звукопоглощения не происходит. Рас­чёт­ные значе­ния времени реверберации в результате применения, резонансного звукопоглотителя на торцевых сторонах криволинейных выступов стен и потолка, и пористого материала на стенах, вполне удовлетво­ри­тельны, так как от­клоня­ются от оп­тимальных менее чем на 10% на всех частотах, что создает благоприятные условия для слушателей. Отражаю­щие и звукопоглощающие мате­риалы внутренних плос­костей подобраны правильно.

Расчётное время реверберации будет точно равно оп­тимальному значению в том случае, если к А_общ^р добавить А_доб. Для достижения нужного времени ре­верберации можно заменить некото­рые материалы на более зву­копо­глощающие, например – по­рис­тые погло­тители на откосе (для снижения вре­мени реверберации).

В кинотеатре качество звучания определяется не только архитектурным решением зала, но и качеством применяемой электроакустической аппаратуры, которая может нормально работать при малом времени реверберации.

Вариант 2. Так как А_общ^тр > А_общ^р, а А_доб превышает 10 % от А_общ^тр_, то необ­ходимо ставить (комбинировать) звукопо­глотители.

Расчёт времени реверберации показал, что для низких час­тот расчётное время реверберации совпадает с опти­мальным, а для средних и высоких час­тот, как видно по гра­фику, расчётное время ревербе­рации находится выше опти­маль­ной кривой более чем на 10%.

Это значит, что при проектировании зала его объём надо по возможности уменьшить, или заменить внутреннюю отделку на материалы с большим звуко­по­глощением, т.е. понизить отражение звука.

Для повышения комфортности среды пред­лагается использовать дополни­тельно: минераловатные плиты толщиной 20 мм, располагаемые на расстоянии от поверхности, общей площадью 200 м².

Вариант 3. Так как А_общ^тр < А_общ^р, а А_доб  имеет отрицатель­ные значения, это привело к уменьшению фактического времени ревер­берации отно­сительно оптимального более чем на 10 % (особенно для частоты 2000 Гц) (ука­зать для каких частот). Для достижения нужного времени ре­верберации можно не­сколько со­кра­тить использование звукопоглощающих ма­териалов. Напри­мер, сокра­тить пло­щадь ковро­вых покрытий (для повышения времени реверберации), увеличив п ри этом площади отделочных мате­риалов, обладающих низким звукопо­глоще­нием высоких частот.

Требования к звукоизоляции зрительного зала

 

Изоляция зрительного зала от наружных и внутренних шумов является важным фактором. Если вопросы звукоизоляции зала не решены, то в самом безупречном с архитектурно-акустической точки зрения зале хорошая слыши­мость будет невозможной.

Средний уровень проникающих внешних шумов в пустом зале не должен быть более 30-35 дБ. Для обеспечения нормативного шумового режима в зри­тельных залах следует:

- при архитектурно-планировочном решении здания не располагать смежно с залом помещения с источниками интенсивного шума (вентиляцион­ные камеры, насосные и т.п.);

- применять ограждающие конструкции зала с требуемой звукоизоляцией, обращая внимание на элементы с относительно небольшой звукоизоляцией (окна, двери);

- использовать шумоглушение окружающих зал помещений (коридоров, фойе, холлов и т.п.) посредством устройства звукопоглотителей на потолках и стенах, настилания ковровых дорожек в проходах и устройства тяжёлых пор­тьер на окнах фойе;

- применять меры по снижению шума систем вентиляции и кондициониро­вания воздуха до допустимых (глушители, ограничение скорости воздуха на воздухораспределительных устройствах).

7. об­щий Вывод: (пример)

По полученным результатам делается общий вывод, в котором необходимо ука­зать, какие требования были предъявлены к залу, описать полученную форму зала, дать акустическую оценку зала.

Например:

Форма зала выбрана, исходя из следующих требований:

1. Обеспечить меньшие по­тери звука за счёт экранирования впереди сидя­щими зрите­лями, а также из усло­вий видимости с помощью подъёма пола зала.

2. Получить возможно большую диффузность звукового поля.

3. Обеспечить основные места в партере и на балконе достаточно интен­сив­ным прямым зву­ком и малозапаздывающими ранними отраже­ниями (чтобы разность хода отражённого и прямого звуков со­став­ляла не больше 10 м или 17 м).

Описать полученную форму зрительного зала! Например:

Над сценой (порталом, партером) участок потолка сделан наклонно для рав­но­мерного распределения первых отражений. Для этих же целей ши­рина на­чальной части зала сужается до ширины сцены.

Форма потолка и боковых стен выбрана таким образом, чтобы в первую часть зала посту­пали первые отражения даже при перемещении источ­ника звука. Если бы эти поверхности были плоскими, то первые отраже­ния могли бы поступать лишь во вторую половину зала.

На разрезе показан скос потолка над последними рядами зала. Он необхо­дим для отра­жения звука к последним рядам. Кроме того, уменьшается опасность неблаго­приятного от­ражения от угла между потолком и зад­ней стеной на аван­сцену.

Для повышения диффузности звукового поля и ослабления возможного пор­хающего эха боко­вые стены предусматриваются непараллельными, угол составляет 7,5º.

Предусмотрена полукруглая форма задней стены. При большом радиусе кривизны (81 м) эта по­верх­ность не будет фокусировать звук в зале.

В силу того, что были выбраны сложные скошенные профили стен и потолка, не воз­никает самого грубого акустического дефекта – эха.

Дать акустическую оценку зала! Например:

При акустической оценке зала необходимо знать время реверберации, когда звук уменьшается до нижнего предела порога слышимости, после которого чело­веческое ухо уже не воспринимает звук.  

В данном случае для средних частот расчётное время реверберации отлича­ется от оптимального не более чем на 10%.

Для низко­частотных звуков показатель расчётного времени реверберации значи­тельно отличается от оптимального более чем на 10%, поэтому на поверхностях, от ко­торых к слушателям не попадают первые отражения с ма­лым запаздыванием, необхо­димо использование отделочных ма­териалов с боль­шим коэффициен­том звукопоглоще­ния.

Для высокочастотных звуков требуется снижение площади звукопоглощаю­щей поверхности, т.е. применение материалов и конструкций с меньшим коэффи­циентом звукопоглощения (располагаются вблизи сцены).

Уровень звука распределён достаточно равномерно, разница между пер­выми и по­следними рядами составляет 5 дБ (максимум для речи 8 дБ, для му­зыки 6 дБ). Для того, чтобы была обеспечена лучшая диффузность звука необходимо ввести дополнительные наклонные плос­кости (боковых стен зала, близ сцены).

 

 

Используемая литература:

 

1. Акустическое проектирование зрительных залов: учебное пособие / Н.Д. Потиенко; Самарск. гос. арх.-строит. ун-т. - Самара, 2008. – 127 с.: ил.

2. Архитектур­ная фи­зика: учеб. для вузов: спец. «Архитек­тура» / В.К. Лицке­вич, Л.И. Макриненко и др.; под ред. Н.В. Оболен­ского. – М.: Стройиздат, 2003. – 448 с.: ил.

3. Ковригин С.Д., Крышов С.П. Архитектурно-строительная акустика. – М.: Выс­шая школа, 1986.