- •Введение
- •Воздушный объем и пропорции зала
- •Линейные размеры зала принимаются приблизительно следующими: высота – 3х; ширина – 5х; длина – 8х. Оптимальная форма зала в плане
- •Профиль пола
- •Правильное распределение отраженного звука
- •Оптимальное очертание ограждающих поверхностей
- •Предотвращение концентрации отраженного звука
- •Формирование диффузного звукового поля
- •Расчет времени реверберации зала
- •Звукопоглощающая отделка зала
- •Особенности проектирования залов различного назначения
- •Порядок выполнения работы
- •Проектирование формы зала, оценка распределения первых отражений и подготовка исходных данных для компьютерного расчета времени реверберации зала
- •Рекомендуемая литература
- •Оглавление
- •Акустическое проектирование зала
Расчет времени реверберации зала
Процесс затухания звука в помещении при выключении действующего стационарного источника называется реверберацией. Для акустических оценок помещения используют стандартное время реверберации, которое является основной количественной характеристикой и представляет собой время, в течение которого уровень звукового давления снижается на 60 дБ.
Рекомендуемое время реверберации проектируемого помещения принимается по графикам, предложенным в литературе, в зависимости от объема и назначения зала и обеспечивается путем соответствующей корректировки объема помещения и его внутренней отделки. В качестве примера на рис. 18 приведены рекомендуемые пределы времени реверберации для залов различного назначения на частоте 500 Гц.
Допускается отличие расчетного времени реверберации от рекомендуемого не более чем на 10 % на средних и высоких частотах, на частотах менее 500 Гц возможно некоторое увеличение времени реверберации с тем, чтобы на частоте 125 Гц расхождение не превышало 40 %.
Расчетные зависимости для определения времени реверберации справедливы для диффузного звукового поля. Следовательно, в проектируемых помещениях необходимо обеспечить достаточную степень диффузности звукового поля и сформировать правильное распределение отраженного звука, направляя большую его часть на удаленные от источника зрительные места.
Рис. 18. Зависимость оптимальных значений времени реверберации
от объема помещения для частоты 500 Гц:
1 – хоровая и органная музыка; 2 – среднее значение для музыки;
3 – легкая музыка; 4 – среднее значение для речи; 5 – звуковые фильмы
Профессор Гарвардского университета В. Сэбин в начале XX века экспериментально показал, что время реверберации прямо пропорционально воздушному объему помещения V и обратно пропорционально среднему коэффициенту звукопоглощения и суммарной площади ограждающих поверхностей S, и вывел формулу, удобную для вычисления времени реверберации:
. (5)
Здесь k – коэффициент, зависящий от формы зала, значения которого приведены в табл. 4.
Средний коэффициент звукопоглощения для зала на данной частоте определяется как
, (6)
где S – общая площадь внутренних поверхностей, м2; A – общая эквивалентная площадь звукопоглощения зала, м2, рассчитываемая по формуле
, (7)
где – сумма произведений площадей отдельных поверхностей , м2, на их коэффициенты звукопоглощения для данной частоты; – сумма эквивалентных площадей звукопоглощения, м2, слушателей и кресел; – добавочное звукопоглощение осветительной арматурой и другим оборудованием и звукопоглощение, вызываемое проникновением звуковых волн в различные щели и отверстия.
Таким образом, средний коэффициент звукопоглощения соответствует единому материалу, которым могли быть обработаны все внутренние поверхности зала, при котором обеспечивается общее звукопоглощение .
Формула Сэбина (5) позволяет достаточно точно определять время реверберации «живых» помещений, т. е. при небольших значениях среднего коэффициента звукопоглощения . В случае «мертвых» помещений ( ) более точной оказывается формула Эйринга (США, 1930)
. (8)
Здесь обозначения соответствуют принятым в формуле (5).
На частотах выше 1000 Гц существенное значение имеет поглощение звука в воздушном объеме зала, и время реверберации рекомендуется определять по формуле
, (9)
где m – коэффициент, м –1, учитывающий поглощение звука в воздухе и зависящий от температуры и относительной влажности воздуха; остальные обозначения те же, что в формуле (5).
Расчет времени реверберации проводится для пустого зала и для зала, заполненного на 70 % зрителями.
Чтобы время реверберации менее зависело от процента заполнения мест, целесообразно оборудовать зал мягкими или полумягкими обитыми воздухопроницаемой тканью креслами. В залах с жесткими креслами, обладающими незначительным звукопоглощением, время реверберации пустого или малозаполненного зала сильно возрастет по сравнению с заполненным.
При расчете времени реверберации в залах со сценической коробкой, оборудованной декорациями, кулисами и т. п. и отделенной от зала порталом, объем и площади внутренних поверхностей сцены не учитываются, а вводится площадь проема сцены (в плоскости портала) с соответствующими коэффициентами звукопоглощения.
Время реверберации зала, как правило, рассчитывают для частот 125, 500 и 2000 Гц, округляя до 0,05 с.
Если время реверберации оказывается меньше рекомендуемого, следует увеличить объем зала, если больше, – убавить по возможности объем и увеличить звукопоглощение.