Слайд 1Архитектурная акустика
Основные положения акустики
Слайд 2Звук – это колебательное движение в любой материальной среде, вызванное каким-либо источником.
Звуковое давление – это разность между атмосферным давлением и давлением в точке звукового поля.
Скорость звука: если частота колебания f, то за одну секунду звуковая волна распространится на расстояние, численно равное скорости звука [ с = λf ] За единицу частоты принят герц [Гц], равный одному колебанию в секунду.
Уровень звукового давления – десятикратный десятичный логарифм отношения квадрата звукового давления к квадрату порогового звукового давления в дБ.
Область среды, в которую распространяются звуковые волны, называют звуковым полем.
Октавный уровень звукового давления – уровень звукового давления в октавной полосе частот в дБ.
Слайд 3Звуковые волны Продольные Поперечные
звуковые волны возникающие при распространении колебаний в воздухе и в жидкостях. При продольных волнах частицы среды смещаются в направлении распространения волны
звуковые волны возникающие при распространении колебаний в твердых телах. При поперечных волнах частицы среды смещаются перпендикулярно направлению распространения звуковой волны
Процесс распространения колебательного движения(звука) в среде называется звуковой волной
Слайд 4Оценка шумового режима зала с разработкой необходимых мероприятий по его улучшению
Виды шума
Проникающий – шум, возникающий вне данного помещения и проникающий в него через ОК, системы вентиляции, водоснабжения и отопления.
Постоянный – шум, уровень звука которого изменяется во времени не более чем на 5 дБ.
Тональный – шум, в спектре которого имеются слышимые дискретные тона.
Непостоянный – шум, уровень звука которого изменяется во времени более чем на 5 дБ.
Импульсный – непостоянный шум, состоящий из одного ряда звуковых сигналов (импульсов).
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.д.) Применять ОК зала с требуемой звукоизоляцией, обращая особое внимание на элементы с относительно небольшой звукоизоляцией (окна, двери). Приминать меры по снижению шума систем вентиляции и кондиционировании воздуха до допустимых(глушители и т.д.).
Слайд 5Акустика залов
Оценку шумового режима зала с разработкой необходимых мероприятий по его улучшению.
Графический анализ чертежей зала с необходимой коррекцией проекта
Оценку электроакустического режима зала с разработкой необходимых мероприятий
Расчет частотной характеристики времени реверберации зала
Выбор габаритов и форм помещения при соблюдении общих требований к объемно-планировочному решению залов
В каждом зале должны быть выдержаны основные требования к объемно-планировочному решению, дифференцированные в зависимости от конкретного назначения зала
Слайд 6Прямоугольная форма в плане с плоским горизонтальным потолком допустима только для небольших лекционных залов вместимостью до 200 человек. Во всех других случаях зрительных залов оптимальной формой плана является трапециевидная с углом раскрытия 10-12°
Выбор габаритов и форм помещения
Удельный воздушный объём на одно зрительское место должен составлять, м3: В залах драматических театров, аудиториях и конференц-залах……………………………………………………..4 – 5; В залах музыкального - драматических театров (оперетта)…………………………………….……...…..5 – 7; В залах театров оперы и балета……………….……….6 – 8; В концертных залах симфонической музыки ……………………………………….……..….8 – 10; В залах для хоровых и органных концертов…………………………………..............…10 – 12; В многоцелевых залах…………….................................4 – 6; В концертных залах современной эстрадной музыки (киноконцертных залах)…………………………....…..4 – 6; Максимальная длина залов Lдоп должна составлять м: В залах драматических театров, аудиториях и конференц-залах...…………………………………………………..24-25; В театрах оперетты….…………………….....………28 – 29; В залах театров оперы и балета…………………..…30 – 32; В концертных залах камерной музыки….....……….20 – 22; В залах для хоровых и органных концертов…….....42 – 46; В многоцелевых залах вместимостью более 1000 мест............................................................30 – 34; В концертных залах современной эстрадной музыки (киноконцертных залах)……………………………..48 – 50;
Слайд 7В помещениях различают прямой звук, идущий непосредственно от источника, и отраженный от поверхностей. Вследствие многократных отражений звуковых волн и суммирования энергии прямых и отраженных вол в помещении устанавливается звуковое поле с определенными уровнями звукового давления.
Отражение и поглощение звука
Для получения достаточной диффузности звукового поля следует правильно выбрать форму и пропорцию зала. Основные размеры и пропорции зала должны выбираться из следующих условий: ▪ L≤Lдоп ▪ B=Sп/L ▪ H=V/Sп ▪ 1
Слайд 8Время реверберации – время, за которое уровень звукового давления после выключения источника звука спадает на 60 дБ. Реверберация – это явление постепенного спада звуковой энергии в помещении после прекращения работы источника звука. Коэффициент звукопоглощения α -отношение величины не отраженной от поверхности звуковой энергии к величине падающей энергии.
Расчет частотной характеристики времени реверберации зала.
По графику определяем рекомендованное время реверберации на средних частотах (500-1000 Гц) для залов различного назначения в зависимости от объема. Допустимое отклонение от приведенных величин ±10%.
1 - залы для ораторий и органной музыки, 2 - залы для симфонической музыки, 3 – залы для камерной музыки, залы оперных театров, 4 - залы многоцелевого назначения, залы музыкально драматических театров, спортивные залы, 5 – лекционные залы, залы заседаний, залы драматических театров, кинозалы, пассажирские залы.
Слайд 9По получившимся значениям Т строим график. Наш график должен находиться в заштрихованной области, если он находится выше, то зал гулкий, ниже – глухой. Чтобы исправить время реверберации следует внести некоторые изменения в конструктивные решения зала.
Зал гулкий– если время реверберации больше нормативного. Зал глухой – если время реверберации меньше нормативного.
Слайд 10Расчет частотной характеристики времени реверберации зала. Посчитаем коэффициент звукопоглощения αср= Аобщ/Sобщ , где Аобщ=Σ αср*S+ αдоб* Sобщ + Σ αср*n, считаем для каждой октавной полосы (125, 250, 500, 1000 и т.д. Гц). Если αср≤0,2; то время реверберации определяется по формуле Т=0,163*V/Аобщ Если αср>0,2; то время реверберации вычисляется по формуле Т=0,163*V/[-Sобщ*ln(1- αср )] Графический анализ чертежей зала с необходимой коррекцией проекта Целью графического анализа чертежей зала является проверка равномерности поступления в зоны слушательских мест первых отражений от стен и потолка с допустимыми запаздываниями Δt 20 – 25 мс для речи, 30 – 35 мс – для музыки. Запаздывание определяют по формуле: Δt = (Lотр – Lпр)*1000/c, где Lотр = L1+L2, L1- длина пути до столкновения с препятствием, L2 – длина пути после отражения, с – скорость звука (с=340 м/с) Расчеты локальных акустических критериев После завершения акустического проектирования формы и конструкций интерьера зала следует провести контрольные расчеты локальных акустических критериев для речи, музыки, которые могут быть расчленены только путем компьютерного моделирования импульсных характеристик помещения. Моделирование производится известными методами прослеживания лучей или мнимых источников по одной из современных компьютерных программ. Если показания хотя бы одного из критериев будут отличаться, то следует провести дополнительную коррекцию проекта зала.
Слайд 11Разработка электроакустической части проекта зала проводится по специальной программе и базируется на параметрах, полученных ранее при расчете естественной акустики зала.
а и б – «театральное эхо» в и д – «театральное эхо» отсутствует
Оценка электроакустического режима зала При примыкании задней стены зала к потолку под углом 90° или меньше может возникнуть так называемое театральное эхо – отражение звука от потолка и стены в направлении к источнику звука, приходящее с большим запаздыванием. Для устранения такого эха следует выполнить наклонной часть потолка у задней стены или наклонной заднюю стенку зала
Слайд 12После завершения графического анализа чертежей и создания в зале оптимальной структуры ранних отражений не занятые для этой цели поверхности должны быть использованы для оформления диффизного звукового поля путем их эффективного расчленения различной формы звукорассеивающими элементами для создания рассеянного, ненаправленного отражения звука. Это достигается расчленением поверхностей балконами, пилястрами, нишами и тому подобными неровностями.
Разработка мероприятий по улучшению диффузности в зале
Гладкие большие поверхности не способствуют достижению хорошей диффузности звукового поля. Особенно не желательны гладкие, параллельные друг другу плоскости, вызывающие эффект «порхающего эха», получившийся в результате многократного отражения звука между ними. Расчленение таких стен ослабляет этот эффект и увеличивает диффузность.
