Акустическое проектирование конференц-зала на 400 человек

 

1. Проверим предложенную архитектурную форму плана и продольного разреза конференц-зала с учетом акустических требований.

а) Определим пропорции зала и сравним их с рекомендуемыми пропорциями:

 

,

 

где Н-высота зала

В-ширина зала

L-длинна зала

 

B =

 

14, 142*12+2*12+ *(12+11, 5)*1+ *(11, 5+10)*3

169, 704+24+11, 75+32, 25

237, 704 ()

L=20 м

B= ; В=11, 9 м

= ; =1,7

2

Соотношение длинны к ширине зала соответствует рекомендуемой пропорции.

 

V_общ=V₁+ V₂+ V₃+ V₄

V₁=S_{трапеции}*B

S_трап=

 

V1= V1=840 (м2) V2= V2=11,5*12 (м2) V2=138 (м2)

V3=Sтрап. раз.*hср. пола hср. пола hср. пола=11,75 (м) V3= V3=63,16 (м3)

V4=Sтрап. раз.*hср. пола hср. пола hср. пола=10,75 (м) V4= V3=124,97 (м3)

 

V_общ=840+138+63,16+124,97

V_общ=1166,13 (м³)

Н= ; Н=4,91 (м)

= ; =2,4

2

Соотношение ширины к высоте зала не соответствует рекомендуемой пропорции. Необходимо уменьшить объем зала, не уменьшая площадь пола. Этого можно добиться устройством отражающего козырька на потолке у задней стены зала.

б) Определим объем на одного человека и сравним его с рекомендуемым объемом:

Рекомендуемый объем для конференц-залов является 4–5 м³/чел.

V_уд - рекомендуемый акустикой объем

 

V_уд ,

 

где N-количество слушателей; N=400 человек

V_уд

V_уд=2,92 (м³/чел.)

Объем на одного человека меньше рекомендуемого. Необходимо его увеличить за счет величин его геометрических размеров, при этом учитывая, что max L=20 м, max Н=7,5 м (в передней части зала), max В=15 м (в передней части зала).

2. Выполним проверку формы зала методами геометрической акустики

а) Проверка обеспеченности всех мест отраженным звуком:

 

 

Все места обеспечены звуком. Диффузность звукового поля хорошая.

б) Расчет структуры ранних отражений и проверка зала на образование эхо:

В речевых помещениях для хорошей разборчивости речи желательно, чтобы запаздывание первого отражения по сравнению с первым звуком не превышало 20 мс. С таким же запаздыванием должны приходить все последующие отражения.

Так как скорость звука в воздухе составляет 340 м/с, то запаздыванию 20 мс соответствует разность ходов отраженного и прямого звука 6,8 м. (r= )

Длину векторов прямого и отраженного звука измеряем геометрическим способом (по линейке).

 

 

Расчет ранних отражений для точки А:

r₀=3, 27 м

r_{потолка}=4,722+2,594=7,31 (м) – r₁

r_стен=6,255+5,51=11,765 (м) – r₂

r₁ – r₀=7,31–3,27=4,04≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈12 мс

r₂ – r₁=11,756–7,31=4,455≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈13 мс

Расчет ранних отражений для точки В:

r₀=10,258 м

r_{козырька}=8,592+3,927=12,519 (м) – r₁

r_{потолка}=6,671+5,975=12,646 (м) – r₂

r_стен=7,891+7,891=15,782 (м) – r₃

r₁ – r₀=12,519–10,258=2,261≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈7 мс

r₂ – r₁=12,646–12,519=0,127≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈0,4 мс

r₃ – r₂=15,782–12,646=3,136≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈9 мс

Расчет ранних отражений для точки С:

r₀=17,511 м

r_{потолка}=8,394+10,23=18,624 (м) – r₁

r_стен=10,610+10,610=21,22 (м) – r₂

r₁ – r₀=18,624–17,511=1,113≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈3 мс

r₂ – r₁=21,22–18,624=2,596≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈8 мс.

Проверка зала на образование эхо:

Запаздывание последнего отраженного звука по отношению к прямому не должно превышать 50 мс, т.е. 17 м

(^.) А: 11,765–3,27=8,495<17 – эхо не будет

(^.) В: 15,782–10,258=5,524<17 – эхо не будет

(^.) С: 21,22–17,511=3,709<17 – эхо не будет

3. Выполним расчет времени реверберации на трех частотах 125, 500 и 2000 Гц при 70% заполнении зала слушателями

 

_Т= где

 

V – объем зала

S_общ – общая площадь внутренних поверхностей зала

– функция среднего коэффициента звукопоглощения (табличное данное)

 

V_общ=1166, 13 м³

S_общ= S_пола+ S_{потолка} +S_стен

 

S_пола=237,704 м²

S_{потолка}=14*12+2,062*12+ *(12+10)*4

S_{потолка}=168+24,744+44

S_{потолка}=236,744 (м²)

 

S_стен= S₁+ S₂+ S₃+ S₄+ S₅+ S₆+ S₇

 

S₁= *(4+6)*14*2=140

S₂= *(6+5,5)*2*2=23

S₃= *(5,5+5,25)*1,031*2=11,08

S₄= *(4,25+3,5)*3,092*2=23,96

S₅=10*3,5=35

S₆=12*4=48

S₇=1*11,5=11,5

S_стен=140+23+11,08+23,96+35+48+11,5

S_стен=292,54

S_общ=237,704+236,744+292,54

S_общ=767 (м²)

ü По объему и назначению зала находим оптимальное время реверберации (по таблице). V_общ=1166, 13 м³, конференц-зал

≈0,93 с

≈1,2* ≈1,2*0,93с ≈1,116 с

≈1,116 с

=

≈0,93 с

ü Определяем средний коэффициент звукопоглощения, исходя из оптимального времени реверберации.

 

=

 

; →

; →

; →

ü Подсчитываем требуемую общую эквивалентную площадь звукопоглощения

 

ЭПЗ – .

 

0,2*767=153,4 (м²)

0,24*767=184,08 (м²)

184,08 (м²)

ü Намечаем предварительно материалы для отделки зала и тип кресел. Вычисляем общую ЭПЗ зала – . Расчет производим в табличной форме.

 

 

№п/п	Поверхность и материал	Площадь ,	125 Гц	500 Гц
1.   2. 3. 4. 5.   6.   7.	Потолок – штукатурка по металлической сетке Стены – сухая штукатурка Пол зала – паркет Пол сцены – дощатый на лагах Слушатель на полумягком кресле Кресло полумягкое обитое искусственной кожей Добавочное звукопоглощение	236,744   292,54 205,45 32,25 (0,7∙400) (0,3∙400)	0,04   0,3 0,04 0,10 0,25   0,08   0,06	9,47   87,76 8,22 3,23   9,6   46,02	0,06   0,1 0,07 0,10 0,40   0,12   0,04	14,21   29,25 14,38 3,23   14,4   30,68
	Итого:		234,3		218,15

 

ü Сравним значения со значением на всех частотах.

=234,3 м² > 153,4 м²

=218,15 м² > 184,08 м²

=207,68 м² > 184,08 м²

ü Определим значение среднего коэффициента звукопоглощения на частотах 125, 500 и 2000 Гц. Найдем значение функции среднего коэффициента звукопоглощения.

 

=

 

= ;

= ;

= ;

ü Определим время реверберации для частот 125, 500 и 2000 Гц.

 

_Т=

 

=

=

=

ü Сравним расчетную величину времени реверберации с оптимальным значением.

Расчетное время реверберации может отличаться от оптимального не более чем на ±10%.

=0,67 с < ≈1,116 с, разница на 60%

< ≈0,93 с, разница на 124%

=0,77 с < ≈0,93 с, разница на 121%

Расчетные значения времени реверберации имеют отклонения от оптимальных значений более 10%, поэтому их нельзя считать удовлетворительными. Зал очень «сухой», звук в зал не идет. Нужно менять объем и планировочные размеры.

Из проверки предложенной архитектурной формы плана и продольного размера конференц-зала на 400 человек следует:

ü Удельный объем на одного человека меньше требуемого-его нужно увеличить;

ü Соотношение ширины к высоте зала не соответствует рекомендуемой пропорции, но соотношение длинны к ширине соответствует. При увеличении геометрических размеров зала это необходимо учесть, предусмотрев отражающий козырек на потолке у задней стены зала. Увеличивая величины геометрических размеров зала нужно помнить, что max L=20 м, max H=7,5 м и max B=15 м в передней части зала для речевых залов.

ü Из проверки зала методами геометрической акустики следует, что зал обеспечен отраженным звуком, «мертвых» зон нет, т.е. диффузность звукового поля хорошая;

ü Структура ранних отражений отвечает требованиям, эхо нет. Учитывая это геометрические размеры формы плана и продольного разреза, можно с небольшими вышеуказанными изменениями пропорционально увеличить.

ü Расчет времени реверберации еще раз доказывает, что нужно менять объем и размеры зала в сторону увеличения, т. к. расчетное время реверберации на много меньше оптимального: зал «сухой», звук в зал не идет.

Откорректировав данный конференц-зал, выше указанными способами, следует рассчитать коэффициент разборчивости речи, который является очень важным критерием оценки качества акустики в помещении, предназначенном для передачи речи.

акустический эхо диффузность зал

Размещено на Allbest.ru