Акустика музыкальных залов доклад

Обновлено: 18.05.2024

2. Как исследуют качество звука в помещениях — с помощью моделей залов и моделей голов зрителей!

3. Как исследуют предпочтения слушателей и эстетические возможности

4. Как элементы зала влияют на звучание

5. Возможности акустики природы

Мы бы не смогли наслаждаться музыкой в концертных залах без науки о распространении звука в помещениях — архитектурной акустики. Она объясняет, что влияет на наше восприятие звука и главное — как устроить подходящие для этого залы.

Знаниями архитектурной акустики пользовались еще в древности. В греческих амфитеатрах между сценой и зрителями располагалась орхестра — место, покрытое хорошо отражающим материалом, благодаря чему удавалось получить отражения звука. Еще в орхестре находился хор, повторявший реплики актеров, то есть выполнявший задачу звукоусиления.

Как мы слышим — время реверберации

Мы слышим 3 типа сигналов : прямой звук, ранние отражения и реверберационный хвост.

Прямой звук идет непосредственно от источника до ушей
ранние отражения — то, что долетает чуть позже, отразившись один раз от стены или другого препятствия
реверберационный хвост — самые поздние отражения, которые встретили много препятствий на пути и отразились несколько раз

Ранние отражения приходят от близлежащих объектов к источнику в течение первых 50 мс. За это время человеческое ухо, в силу инерционности слуха, воспринимает все приходящие сигналы вместе с прямым звуком. То есть время отставания сигналов такое короткое, что мы воспринимаем их как один . Это и придает звуку пространственное, объемное звучание. А эхо — это более поздние сигналы, поэтому они воспринимаются как отдельный звук. Прямой сигнал и реверберационный хвост несут менее 20% всей энергии — ранние отражения больше влияют на общее впечатление.

C помощью времени реверберации можно судить о гулкости помещения. Универсального значения для него нет, оно отличается не только для речи и музыки, но и даже для разных стилей: барокко и романтизм на самом деле требуют разной акустики — музыка была написана для разных по размеру и типу залов.

Как исследуют качество звука в помещениях — с помощью моделей залов и моделей голов!

Качество помещения с акустической точки зрения оценивают как раз по времени реверберации. Но есть трудность — каждое место в зале отличается от остальных с акустической точки зрения и чтобы проверить каждую точку нужно, чтобы здание уже было построено.

Чтобы проверить акустику до постройки зала, стали делать модель помещения в размере 1:20. Так было, например, при реконструкции Государственного оперного театра на Унтер-ден-Линден в Берлине. Такой макет готовят около 3 месяцев, а измерения проводят до 3 недель.

В заполненном и пустом зале звук распространяется по-разному. Чтобы это учитывать, на сиденья модели устанавливают шарики с приемниками сигнала на месте ушей — это как бы зрительские головы. Вместо музыки производят искровый разряд и получают осциллограмму, глядя на которую, специалист делает вывод о ее качестве. В последнее время помещения, конечно, моделируют на компьютере.

Репортаж про акустику в Зарядье: модели и макеты

Интересно, но длины звуковых волн на модели тоже должны быть представлены в масштабе 1:20, чтобы распределение отражений по направлениям осталось тем же. Например, звуку с частотой 100 Гц на модели соответствует частота 2000 Гц. Но вот элементы структур менее 10 см можно не моделировать, так как они очень малы по сравнению с длиной звуковых волн и потому незначительности.

Если ошибки не обнаружили на стадии модели, то здание придется перестраивать. Нью-Йоркскую филармонию перестраивали из-за этого 5 раз после открытия в 1962.

Как исследуют предпочтения слушателей и эстетические возможности зала

Слушатели не задумываются о физических параметрах акустики, им важно качество музыки: ее полнота, чтобы было отчетливо слышно пианиссимо скрипок и нюансы в партиях каждого инструмента.

Архитектурная акустика разработала для этого ряд параметров, которые можно назвать эстетическими, но у каждого из них есть физический и математический эквивалент:

Прозрачность (ясность) . Она характеризует разделение звуков отдельных инструментов.
Пространственное впечатление : отношение всех звуков к звуку источника.
Громкость : чтобы на любом месте было слышно и форте, и пиано.
Отношение громкости отдельного инструмента к общей громкости.
Тембр (окраска звучания) . Имеется в виду насколько помещение изменяет типичный тембр источника.
Жесткое или мягкое нарастание звучания .
Баланс между правым и левым ухом.

Большинство исследований склоняются к тому, что слушателей можно примерно разделить на две группы: одни предпочитают прозрачность , отточенность, более жесткое нарастание звучания, другие — слитность, объемность звучания, мягкое нарастание, отклик помещения.

Ранние звуковые отражения повышают разборчивость и прозрачность, а поздние — пространственное звучание. Чтобы звуки не смешивались в кашу и звучали объемно — надо искать баланс.

Предпочтения слушателей оценивают в ходе эксперимента, моделируя звуковые поля. Работает это так: в специальной камере на стуле сидит слушатель, а вокруг него на расстоянии около 3 м. сгруппированы громкоговорители. Во всех один и тот же музыкальный отрывок, но с небольшими задержками, которые создаются электроакустическим путём и имитируют время пробега отражений.

Сначала из передних громкоговорителей звучит запись, сделанная в заглушенной камере при отсутствии реверберации. Затем, остальные громкоговорители излучают те же самые музыкальные отрывки, но с добавлением реверберации. При этом слушатель не должен ощущать направление прихода музыки. Так достигается полное перемешивание звука.

Можно воссоздать этот эксперимент дома: включать одну и ту же запись на разных устройствах с небольшой задержкой. Важно добиться объемного звука, а не эхо.

Как звучит саксофон в разных акустических помещениях

Время реверберации в помещениях для музыки обычно составляет 1—1,7 секунд, в зависимости от требований к другим параметрам. Объем, который приходится на человека, составляет от 7 до 12 м³.

Как элементы зала влияют на звучание

За яркость звучания отвечают высокие частоты, поэтому нужно большое количество отражающих их поверхностей. Это — стены, потолок, пол и дополнительные архитектурные элементы. От их размера и типа зависит, какие частоты они будут отражать и как: рассеянно или зеркально. Важны даже проходы: они обеспечивают отражения от пола. Если элементы подобраны грамотно, то звук распределится однородно по всем зрительским местам.

Размер зала не связан с вместимостью . В больших залах должно быть хорошее рассеивание звука, чтобы задние ряды могли все слышать. Для этого проектируют колонны и боковые ярусы. Они отражают сигналы вниз на публику. Звук на задние места направляет нависающий балкон на задней стене. Боковые места в залах поэтому служат не для увеличения числа мест, а для повышение качества звучания. А сама стена отражает звук для исполнителей на сцене. Вообще, все архитектурные украшения отражают звук. Правда, элементы меньше 10 см можно практически не учитывать.

Классификация помещений для трансляции музыкально шумовых фонограмм. Акустические особенности залов разного назначения.

Общая классификация современных помещений для прослушивания музыки и речи (пения) может быть предложена в следующем виде:

— помещения для передачи звука только с помощью системы озвучивания (такой тип помещения появился в начале XX века, примером может служить зал кинотеатра). В таких помещениях качество передаваемого звука в значительной степени определяется параметрами системы озвучивания, хотя акустические характеристики самого зала оказывают также существенное влияние. В помещениях этого типа звук не поступает непосредственно от исполнителя к слушателю, а предварительно проходит сложную систему обработки при звукозаписи и звуковоспроизведении;

— помещения, где передача звука происходит и непосредственно и через систему звукоусиления. Примером таких залов могут служить современные концертно-театральные комплексы. Помещения этого типа могут иметь значительные размеры и вмещать большое количество (до нескольких тысяч) слушателей, при этом качество звука, поступающего к слушателю, в значительной степени определяется уровнем техники звукоусиления, хотя требования к акустической обработке и конструкции таких залов также чрезвычайно высоки;

— помещения для записи и обработки звука (студии звукозаписи, тонателье, радиовещательные и телевизионные студии и т. д.). Это особый вид помещений со специальными требованиями к акустическим характеристикам и, соответственно, к их конструкции.

Они появились только в 30-е годы XX столетия и развиваются в настоящий период быстрыми темпами. Наконец, современные концерты проходят и в открытых помещениях — на стадионах, открытых эстрадах и т. д., что также выдвигает специальные требования к их акустическим параметрам.

Акустика залов драматических театров: акустические требования к залам драматических театров существенно отличаются от требований к лекционным залам и аудиториям. Это вызвано следующими основными причинами:

— в театральном действии важно донести не только семантическую, но и эстетическую информацию, что требует точной передачи тембральных характеристик голоса;

— голос актера (профессионально поставленный) позволяет обеспечить больший динамический диапазон (соответственно большую громкость в зрительном зале);

— источники звука (голоса актеров) находятся на сцене, оборудованной декорациями, поэтому часть излучаемой энергии не попадает в зал (поглощается на сцене); кроме того, актеры находятся в движении, поэтому часть энергии также не попадает в зал из-за направленности человеческого голоса;

— драматическое действие часто сопровождается музыкой, что выдвигает дополнительные требования к акустике зала;

— актер должен постоянно находиться в зрительном и слуховом контакте с аудиторией, что накладывает определенные ограничения на размер и акустические параметры зала.

Все эти требования означают, что акустические характеристики зала должны обеспечивать не только достаточно высокий уровень прямого звука и первых дискретных отражений, что важно для хорошей разборчивости речи, но и определенные направления их прихода, от которых зависят такие субъективные критерии, как пространственность и интимность звучания. Кроме того, время реверберации в таких залах должно быть больше, чем в речевых аудиториях, чтобы обеспечить определенную полноту, жизненность и теплоту звучания. Экспериментальные исследования, выполненные в работе [22], показали, что для того чтобы удовлетворить таким противоречивым требованиям, целесообразно сформировать особую структуру реверберационного процесса: уровень сплошных отражений, начинающихся после участка дискретных отражений, должен быть существенно ниже уровня прямого звука, тогда при сохранении достаточно высокой разборчивости речи время реверберации может быть увеличено. Это можно обеспечить за счет хорошего рассеяния звука на завершающем участке реверберационного процесса.

Исходя из этих требований зал драматического театра может быть разделен на две части с разными акустическими параметрами: околосценическую часть (с сильными ранними отражениями) и зрительскую часть, обеспечивающую хорошее рассеяние и поглощение звука.

Выбор размеров и формы зала определяется вышеуказанными требованиями: длина зала должна находиться в пределах 26-30 м, для сокращения этого расстояния часто используются балконы и ярусы. При правильном проектировании балконов на них приходит достаточное количество ранних отраженных сигналов, для этого глубина балкона D не должна превышать удвоенной высоты зала Н: D

Чем занимается Бюро Акустических Расчетов?

Основных направлений нашей деятельности три: коррекция акустических свойств помещений, моделирование систем звукоусиления и звукоизоляция. К сожалению, огромное количество существующих залов имеют плохую акустику, и еще столько же их строится. Когда такой зал вводится в эксплуатацию, выясняется, что работать здесь невозможно, и с этим нужно что-то делать.

В нашей практике был пример оснащения одного очень красивого с визуальной точки зрения зала российской госкорпорации. Мрамор, стекло и витражи смотрятся отлично, но такое помещение совершенно не предназначено для конференций, речевых мероприятий и живых концертов, которые в нем планировалось проводить — высокое время реверберации означает низкую разборчивость речи. Здесь на помощь и приходит коррекция акустических свойств, которую осуществляют специалисты БАРа.

Коррекция выполняется на основе расчетов и построения 3D-модели. Внутренним поверхностям этой модели присваиваются свойства реальных отделочных материалов зала, в результате чего мы получаем идеальное совпадение характеристик виртуального помещения с реальным. В этой модели, пробуя те или иные звукопоглощающие материалы, мы добиваемся снижения времени реверберации и приводим акустические свойства зала к необходимым нормам.

Когда у нас есть модель со скорректированными акустическими свойствами, то мы можем поместить в нее виртуальные громкоговорители, данные о которых выпускаются всеми производителями в виде GLL-файлов. Это позволяет заранее спроектировать систему звукоусиления так, чтобы она отвечала заданным требованиям. Для этого мы задаем точные координаты, подвесы громкоговорителей или массива, углы ориентирования, углы между элементами массива и так далее. То есть, все те параметры, которые будут дальше реализованы в жизни. В итоге получаем расчеты по равномерности и величине давления и разборчивости речи.

Звукоизоляция также является востребованным направлением нашей деятельности. Чтобы качественно производить ее, мы не так давно приобрели измерительный комплекс Октава. В нашей стране он входит в список рекомендованных приборов, поэтому результаты измерений безоговорочно принимаются заказчиком и проходят экспертизу.

Несмотря на большой опыт специалистов БАРа и наличие высокоточного измерительного оборудования, произвести звукоизоляцию не всегда представляется возможным. Приведу такой пример – дорогой ресторан, который находится в цокольном этаже жилого здания, где в определенный момент жильцы стали жаловаться на шум. Сначала владельцы заведения обратились в компанию, занимающуюся поставками звукоизоляционных материалов. Им было предложено приобрести большое количество звукопоглощающих плит и заложить ими пространство между подвесным потолком и капитальным перекрытием, что и было сделано, но желаемого результата не дало – жильцы продолжили жаловаться.

Тогда обратились к нам. Мы приехали, произвели измерения и попытались понять, каким образом звук проникает в жилую часть. Выяснилось, что волноводами являются колонны, полностью изолировать которые невозможно. Закончилось история тем, что квартира самой активной бабушки была выкуплена. Вот такое дорогостоящее решение вопроса звукоизоляции.

Как производятся акустические измерения?

Для начала стоит понимать, что именно мы измеряем. Проблемы с разборчивостью возникают тогда, когда от стен помещения интенсивно отражаются звуковые волны и смешиваются со звуком, исходящим из громкоговорителей. Отражения эти называются реверберацией, а время, за которое отраженный звук затухает – временем реверберации. Если у нас работает звуковой источник и в определенный момент прекращает свою работу, то звук в зале не исчезает мгновенно, а будет затухать в течение некоторого времени. Это время можно измерять. В индустрии принято, что уровнем до которого измеряется затухание, является 60 дБ. Таким образом, время, за которое звуковая энергия спадает на 60 дБ, называют временем реверберации.

Существует два стандартных метода измерения времени реверберации – с помощью импульсного сигнала и с помощью прерываемого шума. Для обоих методов мы используем разную конфигурацию оборудования. Воспроизведение прерываемого шума производится комплектом из спикер-процессора, четырехканального усилителя мощности и подключенного к нему всенаправленного громкоговорителя Outline GSR (Globe Source Radiator), выполненного в форме додекаэдра. Для создания импульсного сигнала мы применяем сигнальный пистолет, который очень громко стреляет строительными патронами. Для измерений используем беспроводной измерительный микрофон, который перемещается по точкам измерения в зале, приемник для этого микрофона и акустический анализатор NTi XL2, куда поступает сигнал с приемника.

Импульсный сигнал или прерываемый шум захватывается микрофоном и подается на анализатор, отображающий не усредненное время реверберации, а частотную развертку по времени: по горизонтали – частоты, по вертикали – время.

Для измерения с помощью прерываемого шума отлично подходит тестовый сигнал компании NTI. Он представляет собой чередующиеся 5,5-секундные отрезки розового шума, сменяющиеся идентичными по времени паузами. За счет чередования широких импульсов прибор позволяет суммировать результаты нескольких измерений и получить более точный результат.

Как оценить результат полученных измерений?

Второй параметр, который также крайне важен при оценке результатов измерений – это коэффициент разборчивости речи или STI. Максимальная величина коэффициента – единица, что эквивалентно наилучшей разборчивости. Обычно в технических заданиях пишут, что требуется не менее 0,6 – это область хорошей разборчивости. На практике с величиной 0,5 можно жить и работать, а меньше 0,5 – это уже действительно плохо. Для вычисления разборчивости существует специальная формула. Нас в ней интересуют два компонента – время реверберации и соотношение сигнал/шум. Оба эти параметра находятся в знаменателе. Соответственно, чем выше в зале шум и чем больше время реверберации, тем хуже разборчивость. Это все, что нужно вынести из этой формулы нам, практикам.

Как измеряется разборчивость речи?

Для этого NTI выпустила специальный тестовый сигнал, который называется STIPA. Мы транслируем его через всенаправленный громкоговоритель Outline GSR и захватываем микрофоном, установленным в центре зала. В нашем обучающем центре STI равен 0,69, что является хорошей разборчивостью. Почему мы не добились наилучшей?

С помощью специальных звукопоглощающих материалов, которых существует великое множество. Один из самых простых, распространенных и недорогих – это перфорированный гипсокартон, например, производства Knauf. При этом, надо иметь в виду, что любые звукопоглощающие панели должны быть смонтированы не вплотную к несущей стене, а с относом 5-6 сантиметров на профиле либо на обрешетке, и пространство между панелями и несущей стеной заполняется минеральной ватой. Только в этом случае они будут эффективно работать в области низких частот. В зависимости от типа перфорации и типа основы этого материала зависят коэффициенты звукопоглощения на разных частотах.

Есть панели, покрытые шпоном, которые выглядят гораздо эстетичнее, чем гипсокартон. Это может быть линейная или круглая перфорация. Существует также микроперфорация с диаметром отверстия 0,1 мм, что очень эффективно работает. Подобный ассортимент нужен для того, чтобы получить разнообразие кривых поглощения: у каждого материала есть своя полоса частот, в которой он хорошо поглощает звук. Если мы произвели измерения в зале, то мы знаем, на каких частотах у нас пик времени реверберации и понимаем, в какой области частот нам надо бороться с отражениями. Соответственно, выбираем те материалы, у которых коэффициент поглощения на этих частотах максимальный.

Встречаются также звукопоглощающие панели совсем без перфорации. Внешне они выглядят, как сплошная ровная или шероховатая поверхность, но обладают свойствами звукопоглощения. Такие панели изготавливаются на основе древесных волокон и вспененных полимеров. Комбинация различных материалов, как правило, и дает нужный результат.

Еще один вариант – напыляемые материалы, например, американский Sonaspray. Он очень хорош для обработки больших площадей, но в силу малой массы и небольшой толщины напыляемого слоя эффективен только на средних и высоких частотах.

Как происходит выбор материалов?

Здесь все зависит от планировки помещения, отделки и возможности ее изменения. Например, мы работали с одним красивым, но неблагополучным по акустике залом, где в глубине на втором этаже были стекла, а за ними – офисные помещения. Когда мы проводили измерения, то я сразу задал заказчику вопрос о том, на какие поверхности мы можем влиять и можно ли закрыть стекла. Мне сказали, что нельзя, потому что за ними сидят сотрудники, которые наблюдают, как работает линейный персонал в офисе. Это, конечно, усложнило задачу.

Измерения были сделаны по пяти точкам для двух положений источника сигнала, которым стал выстрел из пистолета. В центре зала распределение времени реверберации на низких частотах составило выше 5 секунд. Мы построили базовую модель, которая обладает теми же свойствами, что и реальное помещение. Посмотрели, что в своде правил защиты от шума при объеме зала 5664 м3 и предназначении конференц-зал время реверберации должно быть 1,1. То есть, зал гудящий, гремящий, и бороться с этим довольно сложно.

Мы предложили закрыть все стекла толстыми тяжелыми тканями, пол – ковром, а крыши стеклянных переговорок – звукопоглощающими материалами. В этом случае мы получили бы время реверберации около 1,6 секунды. Когда клиент ознакомился с этим вариантом расчета, то сказал, что ему недостаточно и он хочет по норме – 1,1 секунды. Для достижения желаемого результата мы предложили более радикальное решение – вертикально висящие звукопоглощающие конструкции, так называемые баффлы. В итоге заказчика предложенные меры второго варианта испугали по объему, трудозатратам и бюджету, поэтому он решил, все-таки, остановиться на первом. После реализации проекта мы провели контрольное измерение времени реверберации, и оно составило предсказанные в нашем расчете 1,6 секунды.

Еще одна большая и интересная работа – московский клуб 1930 Moscow. В нем установлена топовая система звукоусиления d&b audiotechnik J-Series, но, несмотря на это, звукорежиссеры жаловались на проблемы со звуком. Если посмотреть на материалы отделки зала, то все сразу становится понятно. Внизу – это стенки стальных морских контейнеров, дальше – кирпичные стены, сверху – бетонные перекрытия, снизу – наливной пол. Ничего звукопоглощающего в этом зале не оказалось.

Мы провели измерения по восьми точкам с помощью сигнального пистолета и прибора NTI и получили распределение времени реверберации в позиции FOH, то есть, там, где находится звукорежиссер, около 3 секунд с подъемом на низких частотах. При этом, для объема помещения 10 400 м 2 нормальное время должно быть около 1,3-1,4 секунды. Понятно, что звукорежиссер из-за высокой энергии отражений не понимает, что происходит в реальности со звуком в зале. Мы сделали модель, где расчетное время реверберации в точности повторяет кривую, которая была получена в результате измерений, и начали подбор материалов.

Клиенту было предложено применить на боковых стенах плотные и очень прочные древесноволокнистые панели Heradesign. Под другими названиями их выпускают сейчас многие отечественные производители. Поскольку это клуб, то проблема вандалоустойчивости материалов отделки не на последнем месте. Кирпич сверху мы предложили завесить тканевой или тканной мембраной ТермоЗвукоИзол и заложить верх задника зала плитами минеральной ваты.

При условии выполнения всех рекомендаций в зале получается время реверберации 1,63 секунды, что превышает норму. Но не стоит забывать о том, что измерения проводились в пустом зале. Человек – интересное существо, которое отлично поглощает звуковую энергию, поэтому, если на бетонный пол поместить людей, а их в клубе может быть до 5000, то время реверберации снижается до необходимой нам величины 1,3 секунды.

Бывают проекты, когда проектирование осуществляется не в готовом зале, а еще до этапа его отделки?

Построили модель бетонной коробки с реально замеренным временем и стали подбирать материалы. В результате мы предложили применить комбинацию панелей с различной перфорацией, выпускаемых отечественным производителем TAGinterio. В некоторых местах, чтобы внешне это выглядело как однородная поверхность, также были установлены панели без перфорации. Во время работы над проектом у нас получился хороший контакт с архитектором, который вел этот проект. Идя на взаимные уступки и находя компромиссы, мы сделали очень хороший зал, привлекательный визуально и комфортный по звуку. Кстати, система звукоусиления в зале установлена бюджетная, а качество звучания при этом — на высоте. Вот что значит подготовленное помещение, в котором подумали о собственной акустике! В финале мы всегда проводим контрольные измерения. Точность наших расчетов составляет не менее 95%, в данном случае — 97%.

Что получает заказчик по результатам проведенной проектировки?

Сколько стоит подобная работа?

Стоимость зависит не от величины зала или его объема, а от сложности архитектуры. Чем больше криволинейных поверхностей (арки, купола, балкончики, ступени амфитеатра), тем сложнее все это отрисовывать. Модель состоит из точек, а каждая точка имеет трехмерные координаты, которые сначала надо снять с чертежа AutoCAD, затем записать и потом вручную вбить точки в программе EASE. И так – для каждой точки. Эти точки объединяются в поверхности, и из поверхностей мы уже можем создавать криволинейные поверхности, а затем и всю архитектуру. То есть, чем сложнее архитектура, тем выше трудоемкость работы по созданию модели. Цена на проектирование начинается от 100 — 150 тысяч за переговорную комнату или конференц-зал. Универсальный зал или зал заседаний будет стоить около 300 тысяч. Это примерная стоимость. Чтобы дать точную цифру, надо смотреть фото и чертежи. В любом случае, стоимость нашей работы несопоставима с затратами на материалы, общестроительные работы и стоимость оснащения AV-оборудованием.

Чтобы такого не было, лучше единожды вложиться в моделирование и проектирование, и на основании этих результатов сделать один раз так, чтобы не пришлось ни переделывать, ни доделывать, ни сожалеть о потраченных средствах.

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Федеральное агентство по образованию

Кафедра общей и строительной физики
Акустическое проектирование зала
Выполнила: Зезюлинская В.О.

Проверила: Леонтьева Ю.Н.
Санкт-Петербург

Исходные данные .. 4

Воздушный объем и пропорции зала .. 4

Оптимальная форма зала в плане .. 6

Профиль пола .. 7

Профилировка потолка и стен .. 7

Особеннос ти проектирования залов многоцелевого назначения .. 9

Предотвращение концентрации отраженного звука .. 10

План зала многоцелевого назначения

Разрез зала многоцелевого назначения

Расчет в программе "Акуст"

График времени реверберации.

В настоящее время практически все большие залы оборудуют системой зву коусиления, но для ряда залов предъявляются требования обеспечения оптималь ных акустических условий без средств звукоусиления. К залам с естественной аку стикой относятся лекционные, театральные и концертные залы, залы многоцеле вого назначения вместимостью до 3000 человек.

Для обеспечения хорошей акустики залов необходимо выполнить следую щие рекомендации:

· время реверберации проектируемого помещения должно отличаться от ре комендуемого не более чем на 10 %;

· на зрительских местах необходимо обеспечить максимально возможный уровень звукового давления полезного звука;

· выбрать форму и очертание внутренних поверхностей, обеспечивающих как формирование ранних малозапаздывающих звуковых отражений, так и необходи мую степень диффузности звукового поля;

· предотвратить концентрацию звука, которая может возникнуть при нали чии вогнутых поверхностей малого радиуса, а также избежать других акустичес ких дефектов.

Нужного соотношения в распределении прямой и отраженной звуковой энер гии, а также создания диффузного звукового поля добиваются путем правильного выбора:

- объема зала и его вместимости;

- взаимного размещения сцены и зрительских мест;

- профиля и места расположения отражающих поверхностей и отдельных архитектурных элементов;

- количества, свойств и размещения звукопоглощающего материала.

Исходные данные

Тип зала: зал многоцелевого назначения

Вместимость зала: 800 человек.

Воздушный объем и пропорции зала

Объем зала должен назначаться в соответствии с существующими нормами. В зале многоцелевого назначения имеется сценическая коробка, но общий объем его принимается без учета объема сцены. Если известно количество зрителей, то объем можно определить как:

- удельный объем,

- количество зрителей
Удельный объем зала принимаем по таблице, в которой отражен рекомендуемый объем для каждого типа зала. В данном случае для зала многоцелевого назначения рекомендуемый удельный объем равен 6 .

И так воздушный объем данного зала равен:

= 6*800=4800 м3

Также при выборе параметров зала учитываем следующие аспекты:

1. отношение длины зала к его средней ширине соответствует диапазону 1-2 и точно не превышать 3. В нашем случае: длина зала/ср.шир.зала=28,43/16,5=1,73

2. отношение средней ширины зала к его средней высоте так же лежит в диапазоне 1-2 и не привышает 3.

3. длина зала со сценической коробкой не более 26м от задней стены до занавеса. В нашем случае эта длина равна 28,4 м.

Гармонические пропорции зала можно определить по величине его объема, используя модуль золотого сечения линейных размеров зала. Золотое сечение - это отношение размеров, близкое к отношению 3:5:8.

Модуль золотого сечения в нашем случае равен:

где v - требуемый объем зала, м 3 .
Высота Н=3,45*3=10,35

Длина L =3,45*8=27,6

Так как форма зала принимается не прямоугольной в плане то, данные размеры лишь ориентировочные или иными словами средние величины по данным измерениям.

Оптимальная форма зала в плане

Форма залов зависит от их назначения, однако существуют общие требова ния, соблюдение которых позволяет достичь хорошей акустики залов:

· расстояние между источником звука и слушателем должно быть минималь ным;

· форма плана должна учитывать направленность источника звука. Угол между лучами, направленными от источника к крайним рядам партера, должен быть минимальным;

· форма отражающих поверхностей вблизи источника звука должна обеспечивать максимально возможную передачу звуковой энергии на последние ряды

· радиус кривизны вогнутых и сводчатых поверхностей с малым звукопоглащением должен превышать расстояние от источника до вогнутой поверхности не менее чем в 2 раза, что позволит избежать очагов концентрации звука;

Форма зала в плане, отвечающая изложенным требованиям, изображена на рис. 1.

Рис. 1. Наиболее рациональная форма зала в плане

Если последние ряды удалены от источника звука более чем на 30 м , устра ивают балкон.

Пол партера и балкона должен иметь профиль, обеспечивающий хорошую видимость сцены, что уменьшает поглощение прямого звука при рас пространении его от источника над слушателями (рис. 1). Предусмотрен подъем пола зала, составляющий приблизительно 12 см на ряд. Ряды, расположенные на расстоянии менее 9- 10 м от источника звука, не требуют подъема. Пол балкона может проектироваться с несколько большим подъемом h
.

Высота авансцены равна 1 м .

Ширина зрительского места 0,6 м. Расстояние между рядами (между спинками кресел) равно 2м.

Рис. 1. Профиль пола, обеспечивающий каждое зрительское место прямым звуком

Профилировка потолка и стен

Для повышения уровня звукового давления полезного звука предусматривают наклон задней части потолка и задней стены как показано на рис.7.

Рис. 7. Рациональные типы Рис. 9. Устройство отражателей

примыкания потолка к задней на боковых поверхностях

Рис.8. Форма и профиль потолка, обеспечивающие

Особеннос ти проектирования залов многоцелевого назначения

В залах клубов, актовых залах учебных заведений и т.п. акустические условия должны быть достаточно хорошими при самых разнообразных программах, хотя эти условия часто противоречивы.

Чаще всего принимается компромиссное решение. В зале обеспечивается сравнительно небольшое время реверберации, а его внутренние поверхности формируются таким образом, чтобы часть из них направляла к слушателям малоинтенсивные малозапаздывающие отражения, увеличивая ясность звучания, в то время как другая часть создавала рассеянное отражение звука, повышающее диффузность звукового поля. Это достигается при помощи различной степени расчленения отдельных поверхностей зала.

Как и в музыкальных залах, ранние отражения лучше получать преимущественно от боковых стен. Это позволит усилить пространственное впечатление наряду с увеличением ясности звучания.

Наиболее оправданно компромиссное решение для многоцелевых залов средней вместимости (300-1200 мест). В нашем случае 800 мест. В таких залах нет особой необходимости в большом времени реверберации. Максимальный объем зала составляет 1500-6000 м3. В нашем случае 4932 м3.

В крупных многоцелевых залах акустическое решение связанно с использованием электроакустики. В зале обеспечивается необходимое для речевых программ время реверберации. Увеличенное время реверберации при исполнении концертных программ осуществляется с помощью систем искусственной реверберации. Второй подход к акустическому решению крупных залов основан на использовании переменного звукопоглощения, а так же трансформации звукоотражающих поверхностей и объема зала.

.
Предотвращение концентрации отраженного звука

В залах не должно быть вогнутых поверхностей, обладающих свойством концентрировать отражаемый ими звук. Концентрация звука при малом запаздывании приводит к ухудшению разборчивости речи, а при большом запаздывании к появлению сильного эха. Для предотвращения концентрации звука радиус кривизны стены или потолка R должен в два раза превышать расстояние от стены до источника.

Выпуклые поверхности, наоборот, создают рассеянное отражение звука и повышают диффузность звукового поля, поэтому в данном зале мы запроектировали выпуклую профилировку стен – пилястры D =0,5м. и расположенные с шагом 3м.

Рис. 14. Размеры членений диффузно отражающей поверхности.

Так же в данном зале многоцелевого назначения запроектирован балкон, что повышает диффузность звукового поля на таких низких частотах, на которых пилястры не дают достаточного рассеивания.

В залах вместимостью более 600 слушателей целесообразно устройство од ного или нескольких балконов, что снижает объем зала, уменьшает его длину и увеличивает диффузность поля.

Рис. 3. Целесообразные пропорции балконного пространства

Итак, основные условия, обеспечившие диффузность звукового поля:

- отсутствие резких различий в основных размерах зала

- непараллельность стен, потолка и пола.

- членение значительной части внутренних поверхностей.

- наличие балкона.
ВЫВОД

Расчеты и построения показали, что акустические свойства зала многоцелевого назначения вместимостью 800 человек данной конфигурации соответствует нормам и требованиям. Проверка по объему зала показала, что обеспечивается необходимый удельный объем на одного человека.

По рекомендуемому времени реверберации: на 6 частотах обеспечивается отклонение от рекомендуемого времени в пределах 0,20- 7,09 %.

По допустимому времени запаздывания отраженного звука: удовлетворяет геометрическим построениям и находится в пределах 0,02-0,03 с.

По предотвращению концентрации отраженного звука: в зале отсутствуют вогнутые поверхности обладающие свойствами концентрировать звук, дуфффузности звукового поля также способствует наличие балкона и пилястр.

По формированию диффузного звукового поля: значительная часть внутренних поверхностей зала за счет не параллельности создается рассеянное распространение звука. Наличие профилировки пола, потолка и стен также способствуют рассеиванию звука.

Читайте также: