Диффузность звукового поля

Одним из главных условий создания хороших акустических условий в залах является диффузность звукового поля. Большие гладкие поверхности не способствует достижению хорошей диффузности звукового поля. Особенно неудачны гладкие параллельные стены. Отклонение от параллельности двух стен примерно на 2,5-3^о (рис.2) или одной из них на 5-6^о ослабляет возможность образования «порхающего эха». Для повышения диффузности желательно, чтобы большая часть внутренних поверхностей зала создавала рассеянное, ненаправленное отражение звука, что достигается расчленением поверхностей балконами, пилястрами, нишами и т.п. Целесообразно расчленять те поверхности, которые не дают направленных ранних отражений в зал.

Размещение звукопоглощающих материалов.

Для исправления возможных акустических дефектов и достижения требуемого времени реверберации используются звукопоглощающие материалы, размещенные на поверхностях, от которых не попадают к зрителям первые отражения. Место возможного расположения звукопоглотителей можно определить при построении лучевого эскиза для различных положений источника звука. На рис. 4 показаны участки внутренних поверхностей зала, где целесообразно размещение звукопоглотителей (заштрихованная область). Более подробно методика определения размещения звукопоглощающих материалов дана в (5).

³10м

В И (0,5-0,1)В

h³1.0м

И

1,5¸2.0

Рис. 4 Размещение звукопоглощающих материалов.

ВРЕМЯ РЕВЕРБЕРАЦИИ ЗАЛА

Процесс затухания уровня звукового давления в помещении после прекращения звучания источника называется реверберацией. Для оценки реверберации помещения измеряют время, в течение которого после выключения источника звука остаточная звуковая энергия уменьшится в 10⁶ раз. При этом уровень силы звука понизиться на 60 дБ.

Расчет времени реверберации зала производиться на частотах 125, 500, 2000 Гц. При этом заранее оговаривается внутренняя отделка зала, т.е. материал полов, потолка, стен. Необходимо знать, какая мебель (стулья, кресла) будет установлена в зале. После решения всех сопутствующих вопросов приступают к определению времени реверберации. Проверочный расчет времени Т следует проводить в следующем порядке.

1. Находят объем зала V (м³), который должен быть определен с учетом пункта 1.1. настоящих методических указаний.

2. Определяет суммарную площадь внутренних поверхностей зала S_общ (м²), выделяя площади с одинаковой отделкой.

3. Подсчитывают ЭПЗ (эквивалентную площадь звукопоглощения) А_общ (м²). ЭПЗ какой-либо поверхности площадью S и коэффициентом звукопоглощения a определяется по формуле:

А = a × S (1)

Общая ЭПЗ на частотах, для которых ведется расчет, находится по формуле:

А_общ = S × a_i × S_i + S × A + a_доб × S_общ (2)

Где S a_i S_i – сумма произведений площадей S_i отдельных поверхностей на их коэффициенты звукопоглощений a_i для данной частоты. Значения a_i даны в приложении 4, (5);

SA - сумма ЭПЗ зрителями и креслами (м²). Прил. 4, (5);

a_доб – средний коэффициент добавочного звукопоглощения,

учитывающий звукопоглотители, фактически существующие в

залах (осветительная арматура; полости, соединенные с

основным объемом зала; щели и трещины; вентиляционные

решетки и т.д.).

Средний коэффициент добавочного звукопоглощения в среднем может быть принят равным 0,08-0,09 на частоте 125 Гц и 0,04-0,05 на частотах 500-2000 Гц для залов с балконами, ложами и другими пластическими элементами. Пример зал Большого театра и Одесского оперного.

Для залов, у которых указанные условия выражены слабо, эти значения следует уменьшить примерно на 30%. Для залов типа аудиторий с плоскими стенами и потолком, лучше вовсе не учитывать добавочное звукопоглощение.

В расчете времени реверберации зала принимается заполнение слушателями 70% общего количества мест, ЭПЗ остальных мест принимается как для пустых кресел.

4. После нахождения эквивалентной площади звукопоглощения А_общ определяется a_ср – средний коэффициент звукопоглощения поверхности зала данной частоте

a_ср = А_общ/S_общ (3)

5. Определяют время реверберации Т, которое для a_ср >0,2 подсчитывается по формуле Эйринга

Т = 0,163 V /S_общ j(a_ср) (4)

Где j (a_ср) = -ln (1 - a_ср) – функция среднего коэффициента звукопоглощения, значения которой приведены в таблице 1.

Таблица 1.

В случае, если a_ср £ 0,2, расчет времени реверберации проводится по формуле Сэбина

Т = 0,163 × V/А_общ (5)

6. Полученное время реверберации сравнивается с рекомендуемым (оптимальным) временем для данного типа зала и его объема (рис. 5). На частоте ниже 500 Гц допустимо некоторое увеличение времени реверберации с тем, чтобы на частоте 125 Гц оно было не более чем на 40% больше, чем на частоте 500 Гц. На частоте 2000 Гц Т₂₀₀ = 0,9 Т₅₀₀. Если время Т окажется меньше рекомендуемого, следует увеличить объем зала, если больше, - убавить, по возможности, объем и увеличить звукопоглощение. В соответствии с п. 1.3.3. разместить звукопоглощающий материал по поверхностям зала.

Для определения требуемой ЭПЗ зала лучше решить обратную задачу. Исходя из требуемого времени реверберации Т, определенному по графику рис. 5, находят требуемый средний коэффициент звукопоглощения a_ср для частот 125,500, 2000 Гц в соответствии с формулами (4).

g(a_ср) = 0,163 V/ T × Sобщ (7)

Используя таблицу 1, определяют средний коэффициент звукопоглощения a_ср , после чего подсчитывают требуемую ЭПЗ зала

Аобщ = a_ср × Sобщ (8)

Сравнивая это значение с имеющейся при намеченной отделке зала общей ЭПЗ, решаем, насколько нужно изменить имеющуюся ЭПЗ для достижения нужного времени реверберации. Все сравнения лучше делать в табличной форме.

Рис. 5. Рекомендуемое время реверберации