Расчет времени реверберации проектируемого зала

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

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

Общая ЭПЗ на частоте, для которой ведется расчет, находится по формуле (3.2):

(3.2)

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

- сумма ЭПЗ, (м²) слушателей и кресел, которая рассчитывается по формуле (3.3):

(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.

Чтобы время, реверберации менее зависело от процента заполнения мест, целесообразно оборудовать зал мягкими или полумягкими креслами, обитыми воздухопроницаемой тканью. В залах с жесткими креслами, обладающими незначительным звукопоглощением, время реверберации малозаполненного зала сильно возрастает по сравнению с заполненным.

- эквивалентная площадь звукопоглощения для кресла для зрителей.

Коэффициенты звукопоглощения разных материалов и конструкций, а также ЭПЗ слушателей и кресел даны в таблице 3.1 и 3.2.

Приведенные в таблице значения получены путем измерения реверберационным методом, дающим коэффициент звукопоглощения, усредненный для разнообразных направлений падения звуковых волн. Значения эти взяты в среднем по разным данным с округлением.

Таблица 3.1 - Эквивалентная площадь звукопоглощения для кресла для зрителей

Зрители и кресла	Эквивалентная площадь поглощения, (м²)
Зрители и кресла	125	250	500	1000	2000	4000
Зритель на кресле мягком и полумягком	0,25	0,3	0,4	0,45	0,45	0,4
На жестком кресле	0,2	0,25	0,3	0,35	0,35	0,35
Кресло мягкое	0,15	0,2	0,2	0,25	0,3	0,3
Кресло полумягкое	0,08	0,1	0,15	0,15	0,2	0,2
Кресло обитое искусственной кожей	0,08	0,1	0,12	0,1	0,1	0,08
Кресло жесткое с фанерной спинкой и сиденьем	0,02	0,02	0,03	0,04	0,04	0,05

— коэффициент добавочного звукопоглощения, учитывающий добавочное звукопоглощение, вызываемое прониканием звуковых волн в различные щели и отверстия, колебаниями разнообразных гибких элементов и т. п. Коэффициент этот учитывает также поглощение звука осветительной арматурой и другим оборудованием зала.

Таблица 3.2 – Коэффициент звукопоглощения материалов и конструкций, эквивалентная площадь поглощения зрителей

Материалы и конструкции	Коэффициенты звукопоглощения для октавных полос, а (Гц)
Материалы и конструкции	125	250	500	1000	2000	4000
Стена оштукатуренная окрашенная клеевой краской	0,02	0,02	0,02	0,03	0,04	0,04
То же, окрашенная масляной краской	0,01	0,01	0,02	0,02	0,02	0,02
Бетон окрашенный	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,02
Мрамор, гранит	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,02
Штукатурка по металлической сетке с воздушной полостью позади	0,04	0,05	0,06	0,08	0,04	0,06
Панель деревянная толщиной 5-10 мм с воздушной полостью 50-100 мм	0,3	0,15	0,06	0,05	0,04	0,04
Переплеты оконные застекленные	0,3	0,2	0,15	0,1	0,06	0,04
Пол паркетный	0,04	0,04	0,07	0,06	0,06	0,07
Пол дощатый на лагах	0,1	0,1	0,1	0,08	0,08	0,09
Линолеум	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04	0,04
Ковер шерстяной толщиной 9 мм по бетону	0,09	0,08	0,21	0,26	0,27	0,37
То же, на войлочной подкладке толщиной 3мм	0,11	0,14	0,37	0,43	0,27	0,37
Портьеры плюшевые со складками плотностью ткани 0,65 кг/м²	0,15	0,35	0,55	0,7	0,7	0,65
Проем сцены, оборудованный декорациями	0,2	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
Киноэкран	0,3	0,3	0,4	0,4	0,4	0,4
Плиты «Акмигран» 300х300х20 мм -Вплотную С воздушным промежутком 50 мм То же, 100 мм	0,05 0,15 0,25	0,15 0,55 0,55	0,5 0,55 0,55	0,65 0,65 0,65	0,65 0,65 0,65	0,7 0,7 0,7
Плиты «Москва» вплотную	0,1	0,25	0,8	0,6	0,5	0,35
То же с воздушным промежутком 100 мм	0,2	0,6	0,8	0,6	0,5	0,35

Продолжение таблицы 3.2

Материалы и конструкции	Коэффициенты звукопоглощения для октавных полос, а (Гц)
Материалы и конструкции	125	250	500	1000	2000	4000
Плиты «Мелодия» вплотную	0,15	0,25	0,8	0,4	0,2	0,2
То же с воздушным промежутком 100 мм	0,25	0,5	0,8	0,45	0,3	0,3
Штукатурка гипсовая толщиной 20 м с воздушной прослойкой 50-150 мм	0,3	0,25	0,1	0,08	0,05	0,04
Фибролит толщиной 50 мм с воздушной прослойкой 50-160 мм	0,2	0,45	0,45	0,5	0,6	0,65
Плиты гипсовые перфорированные с пористым заполнителем	0,05	0,2	0,4	0,75	0,55	0,35
то же с воздушной прослойкой 50 мм	0,05	0,4	0,75	0,55	0,55	0,3
100мм	0,15	0,6	0,75	0,55	0,5	0,3
200 мм	0,25	0,65	0,65	0,6	0,55	0,3
Плиты гладкие декоративные с пористым заполнителем без воздушной прослойки	0,05	0,4	0,4	0,4	0,2	0,2
то же с воздушной прослойкой 50 мм	0,15	0,4	0,4	0,4	0,2	0,1
То же, 100 мм	0,25	0,4	0,4	0,4	0,2	0,1
Плиты "Силакпор" без воздушной прослойки	0,2	0,5	0,65	0,6	0,6	0,6
с воздушной прослойкой 100 мм	0,5	0,7	0,6	0,55	0,55	0,6
Панели по каркасу из брусков 3 х 10 см, обитые фанерой с шагом ячеек 0,5 х 0,7 и воздушной прослойкой 10см	0,32	0,35	0,19	0,13	0,11	0,1
Перфорированные конструкции из фанеры толщиной 3 мм по деревянным рамкам 60 х 60 с асбестовой ватой в мешковине 50,диаметр отверстия 6 мм, шаг 25 мм	0,2	0,46	0,58	0,52	0,42	0,3
Плиты ПА/С с набрызгом без воздушной прослойки	0,05	0,15	0,6	0,8	0,85	0,8
с воздушной прослойкой 50 мм	0,1	0,3	0,8	0,85	0,8	0,7
с воздушной прослойкой 100 мм	0,15	0,5	0,85	0,8	0,8	0,7
Фанера толщиной 6 мм и слоем минеральной ваты толщиной 100 мм	0,6	0,23	0,14	0,09	0,08	0,02

Коэффициент добавочного звукопоглощения залов в среднем может быть принят равным 0,09 на частоте 125 Гц и 0,05 на частотах 500-2000 Гц. Для залов, в которых сильно выражены условия, вызывающие добавочное звукопоглощение (например, многочисленные щели и отверстия на внутренних поверхностях зала, многочисленные гибкие элементы — гибкие абажуры и панели светильников и т.п.), следует эти значения увеличить примерно на 30%, а в залах, где эти условия выражены слабо, примерно на 30% уменьшить.

После нахождения подсчитывается — средний коэффициент звукопоглощения внутренней поверхности зала на данной частоте:

- эквивалентная площадь звукопоглощения (ЭПЗ), м²;

- средний коэффициент звукопоглощения (КЗП);

- площадь всех внутренних поверхностей помещения (стены, потолок, пол, сцена и т.д.).

Таблица 3.3 - Значения функции - ln (1-а) в зависимости от величины среднего коэффициента звукопоглощения а в зале

а	0,00	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09
0,1	0,1	0,12	0,13	0,14	0,15	0,16	0,17	0,19	0,2	0,21
0,2	0,22	0,24	0,25	0,26	0,27	0,29	0,3	0,32	0,33	0,34
0,3	0,36	0,37	0,39	0,4	0,42	0,43	0,45	0,46	0,48	0,49
0,4	0,51	0,53	0,54	0,56	0,58	0,6	0,62	0,64	0,65	0,67
0,5	0,69	0,71	0,73	0,76	0,78	0,8	0,82	0,84	0,87	0,89
0,6	0,92	0,94	0,97	0,99	1,02	1,05	1,08	1,11	1,14	1,17

Пример: Для а = 0,24 находим по таблице -1п(1- а ) = 0,27; для а = 0,32 по таблице определяем - ln (1- а ) =0,39.

Расчет времени реверберации

Для определения времени реверберации, достаточно произвести расчет на трех частотах: 125, 500 и 2000 Гц.

Подсчет времени реверберации ведется по формуле Эйринга (3.4):

(3.4)

где V - объем зала, м³,

S_общ. - суммарная площадь всех ограждающих поверхностей зала, м²,

- средний коэффициент звукопоглощения в зале,

- функция среднего коэффициента звукопоглощения , значения которой приведены в таблице 3.3.

n - коэффициент, учитывающий затухание звука в воздухе.

В октавных полосах 125-1000 Гц n = 0, в октаве 2000 Гц n = 0,009, в октаве 4000 Гц n = 0,022.

Формула (3.4) позволяет получить расчетное время реверберации, которое будет соответствовать реальному только в том случае, если звуковое поле в помещении можно считать достаточно диффузным. Условиями его обеспечения являются отсутствие заметной разницы в основных размерах помещения (соразмерность помещения), не параллельность стен, равномерное распределение поглотителей и членение значительной части внутренних поверхностей. Если соотношение высоты ширины и длины зала, рекомендованное для соответствующего помещения, выдержано, потолки и стены зала представляют многоэлементную систему, то это еще не является полной гарантией диффузности. Наиболее частой причиной отсутствия диффузости является сплошная звукопоглощающая отделка потолка или двух противоположных стен. При такой отделке звуковые волны распространяющиеся между потолком и полом (или между противоположными стенами), затухают заметно быстрее, чем между двумя противоположными поверхностями, и реальное время реверберации оказывается меньше расчетного по формуле Эйринга. Если же потолок поглощающий, а стены сильно отражающие и слабо расчленены, то расчетное время реверберации окажется меньше истинного.

Чтобы процесс затухания звука в вертикальной плоскости (пол - потолок) и в горизонтальной плоскости (противоположные стены) не слишком отличались друг от друга, необходимо, чтобы средний коэффициент звукопоглощения - а (К.З.П.) этих поверхностей не очень сильно отличались друг от друга, т.е.

(3.5)

Подсчитанное по формуле (3.5) время реверберации даже при выполнении рекомендаций по удельному объему, но при произвольном выборе средств звукопоглощения, не гарантирует того, что реверберационный процесс обеспечивает наилучшие условия восприятия звуковых сигналов. Для этого необходимо скорректировать полученное время реверберации с его оптимальным значением (выполнить условие оптимума реверберации).

ПРИМЕРЫ ЗРИТЕЛЬНЫХ ЗАЛОВ

Для визуального восприятия информации рассмотрим некоторые зрительные залы.

Центральный Театр Советской Армии (ЦТСА)

• Местонахождение: Москва

• Архитектор: К. Алабян и В.Симбирцев (1934—1940 гг)

• Вместимость: 1500 мест

• Воздушный объем зала 7900 м³

• Удельный объем: 11,9 м³

Авторы проекта пришли к идее плана в виде правильного десятиугольника, который естественно давал переход к фигуре пятиконечной звезды. И в это «прокрустово ложе» готовой символической формы с большой изобретательностью, по-своему логично была втиснута каноническая композиционная схема театра. Зрительный зал получил очертания трапеции с закругленной задней стеной, все места веером расположились в партере и амфитеатре. На рисунках 4.1 – 4.3 приведены фасад, план и вид интерьера зрительного зала Центрального театра советской армии.

Над главным залом расположен репетиционный зал на 500 мест, (теперь используемый как малая сцена).

Вместе с объемом колосников основной сцены (где могли передвигаться танки) эти залы скомпонованы в единый пластический объем, увенчанный башенкой - постаментом для фигуры советского воина со знаменем (проект такой скульптуры изготовил тогда же скульптор И. Шадр). (Разбор акустических характеристик смотреть в разделе 5 ниже в примерах удачных и неудачных залов).