Методические указания к выполнению курсовой расчётно-графической работы по акустике зрительных залов для студентов вечернего факультета (стр. 1 из 5)

ГОУ ВПО «Московский архитектурный институт

(Государственная Академия)»

Кафедра «Архитектурная физика»

___________________________________________________

Проектирование залов и расчет основных

акустических характеристик зрительных залов:

времени реверберации и разборчивости речи

А.А.Климухин

Е.Г.Киселева

Методические указания

к выполнению

курсовой расчётно-графической работы

по акустике зрительных залов

для студентов вечернего факультета

специальность - архитектура

Москва 2010 г.

УДК 621.426.43.631

Климухин А.А.,Киселева Е.Г. Проектирование залов и расчет основных акустических характеристик зрительных залов:

времени реверберации и разборчивости речи / Методические указания по расчету звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий. Для студентов вечернего факультета, специальность – архитектура. М.:2010, 30с

Методические указания составлены на основе действующего документа – СНиП 23-03-2003 “Защита от шума”.

Указания предназначены для выполнения курсовых расчетно-графических работ по разделу “Архитектурная акустика” дисциплины “Архитектурная физика”. Они могут быть использованы также для выполнения соответствующего раздела дипломного архитектурного проекта бакалавра, специалиста или магистра архитектуры.

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры «Архитектурная физика» (протокол № 8 от 17.02.2011).

Под общей редакцией зав. кафедрой, доктора арх.,

проф. Щепеткова Н.И.

Проектирование залов и расчет основных

акустических характеристик зрительных залов:

времени реверберации и разборчивости речи

Теоретические основы

В закрытом помещении после прекращения действия источника звука, слушатель воспринимает прозвучавший музыкальный или речевой сигнал в течение некоторого временного интервала. Это объясняется тем, что уровень звукового давления (у.з.д.), созданный в точке, является интегральной характеристикой энергии прямого звука и энергии отраженных от поверхностей помещения звуковых волн. Процесс спада звуковой энергии называется реверберационным процессом, а само явление реверберацией.

Для количественной оценки реверберации используется понятие - время реверберации, которое не должно зависеть ни oт индивидуального порога слышимости, ни от начального уровня сигнала и которое он определил как время, за которое первоначальная энергия сигнала уменьшится в миллион раз (или снижается на 60 дБ).

Надлежащее время реверберации, характеризующее общую гулкость помещения является одним из важных условий хорошей акустики зала. При этом следует помнить, что для достижения четко определенного времени реверберации требуется достаточная диффузность звука в зале.

Время реверберации является первой и одной из основных характеристик помещений, зависящая от объема помещения и общего звукопоглощения.

Объем зала определяется пропорциями зала. Отношение длины зала l к средней ширине в оптимально: 1,3

1,6;

В таких пределах и отношение ширины зала в к средней высоте h: 1,3

1,6

Выполнение продольного разреза и плана зала.

Залы в плане обычно имеют форму трапеции с углом раскрытия боковых стен 10⁰-12⁰.

Прямоугольная форма с горизонтальным потолком допустима только для лекционных залов с вместимостью не более 200 человек.

Время запаздывания первых отражений от потолка (по продольному разрезу) и стен (по плану) проверяется по формуле (1):

t_з =

,(с) (1)

где l_отр = (l_пад + l_от ) длина пути отраженного звука,

l_пад –длина луча падающего на отражающую поверхность от источника звука;

l_от –длина луча отражающегося звука от поверхности до расчетной точки;

l_пр.- длина пути прямого звука.

Точки выбираются в начале, в средине и в конце зала, при наличии балкона одна точка берется дополнительно на балконе.

Допустимое время запаздывания для речи 20-25 мс (миллисекунд), для музыки – 30-35 мс.

При построении продольного разреза зала следует учитывать, что подъем пола должен составлять 12-14 см на ряд в партере (шаг рядов минимум 90 см), на балконе подъем 25-30 см на ряд.

Радиус действия прямого звука составляет 8-9 м для речи и 10-12м для музыки. В этой зоне усиление прямого звука с помощью отражений не требуется. В связи с этим в зону радиуса прямого звука не должно попадать ни одного первого отражения. На остальных местах интенсивные первые отражения должны перекрывать всю зону зрительных мест.

В залах с относительно большой высотой и шириной всегда есть опасность прихода первых отражений от потолка и стен с большим запаздыванием в первые ряды зрительных мест. Для исправления этого явления на потолке и стенах в припортальной зоне следует выполнять специальные звукоотражающие конструкции, задача которых направлять отраженный звук в глубину зала (рис.1).

При примыкании задней стены зала к потолку под углом 90⁰ может возникнуть так называемое театральное эхо – отражение звука от потолка и стены в направлении к источнику звука, приходящее с большим запаздыванием. Для устранения этого следует выполнить наклонную часть потолка у задней стены или наклонную заднюю стену зала (рис.2).

Рисунок 1 - Первые отражения от потолка, стен и отражателей

Рисунок 2 - Конструкция потолка или задней стены зала.

Определение рекомендуемого времени реверберации (Т_р)

Большое значение в зале имеет время реверберации. Оптимальные величины времени реверберации в диапазоне 500-1000 Гц для залов различного назначения в зависимости от объема зала приведены на рис.3.

1 – залы для ораторий и органной музыки;

2 – залы для симфонической музыки;

3 – залы для камерной музыки, залы оперных театров;

4 – залы многоцелевого назначения,

5 – лекционные залы, залы заседаний, залы драматических театров, кинозалы, пассажирские залы

Допускается отклонение от оптимальной величины:

- на средних частотах (500-2000 Гц) не более, чем на 10%;

- на низких частотах (125 Гц) допускается увеличение времени реверберации на 20%.

Рисунок 3 – Рекомендуемое время реверберации на средних частотах (500-1000 Гц) для залов различного назначения в зависимости от их объема.

После того, как определено время реверберации на на средних частотах (500-1000 Гц) по рис. 3, необходимо его скорректировать по частотному спектру воспроизводимых в зале сигналов. Здесь могут быть предложены следующие рекомендации:

а) для лекционных аудиторий, конференцзалов рекомендуется не изменять время реверберации на всех частотах, кроме частоты 125 Гц (уменьшить на 15%);

б) залы, в которых исполняемые музыкальные произведения характеризуются быстрыми ритмами и особенно с применением средств электроакустики время реверберации почастотно не изменяется, но его рекомендуется уменьшить на 10-20%;

в) залы, которые используются, как для музыкальных постановок, так и для проведения собраний, спектаклей (многоцелевые залы), должно иметь разное время реверберации на разных частотах: для частоты 2000 Гц берется такое же время реверберации, как и на частоте 500 Гц, а на частоте 125 Гц допускается увеличение на 20%, (процентный состав зависит от годового вклада представлений и концертов с музыкальным исполнением: чем их больше, тем больший процент следует брать).

Расчет времени реверберации

1) Расчет времени реверберации начинается с расчета общей эквивалентной площади звукопоглощения (ЭПЗ).

Общая ЭПЗ на частоте, для которой ведется расчет, находится по формуле (2):

(2)

где

— сумма произведений площадей отдельных поверхностей S, м² на их коэффициент звукопоглощения для данной частоты;

- сумма ЭПЗ, м² слушателей и кресел, которая рассчитывается по формуле (3):

(3)

где

- 70 % кресел зала заполнены слушателями,

N – общее число кресел в зале;

- 30 % кресел в зале пусты, т.к. в расчете времени реверберации зала, как правило, принимается заполнение слушателями 70% общего количества мест, ЭПЗ остальных мест принимается как для пустых кресел. В залах, для которых наиболее вероятно заполнение слушателями менее 70% мест, следует расчетный процент заполнения соответственно уменьшать.