Проектирование акустики культовых сооружений реферат
Обновлено: 30.06.2024
Законы отражения пучка лучей. Конструктивное решение. Законы благоприятного времени реверберации в помещениях при их полном заполнении. Акустические плиты. Определение времени реверберации. Поглощение звука. Звукопоглощающие материалы: пористые материалы, перфорированные плиты, специальные акустические плиты, тонкие плиты-мембраны, резонаторы. Мощность источника звука. Диффузное звуковое поле. Тембр звука. Величина коэффициента звукопоглощения некоторых распространённых материалов. Допустимый уровень громкости шумов в помещениях различного назначения (по Дюрхаммеру). Верхний предел допустимой громкости шума сисмтем кондиционирования и вентиляции по Беранеку. Минимальная сжимаемость изоляционных материалов для защиты от шума (по Тинхаузу).
Хорошая слышимость — одно из важнейших требований, которому должны удовлетворять помещения для собраний, концертов и т.д. Это требование можно считать выполненным, если в любой точке помещения воспринимается без искажения звук, возникший в другой точке (без эхо и с благоприятной длительностью реверберации).
Слышимость зависит от: 1) формы помещения; 2) его размеров; 3) конструктивного решения; 4) размещения источника звука; 5) времени реверберации.
1. Форма помещения. Благоприятна прямоугольная или трапециевидная форма плана. В последнем случае направление звука должно совпадать с высотой трапеции (рис. 5).
Неудовлетворительны в акустическом отношении помещения квадратной, круглой и овальной формы в плане, покрытия в виде выгнутых поверхностей большого размера (купола, цилиндрические своды и т.п., концентрирующие отражённые звуковые волны), экранирующие поверхности (ярусы с большим выносом, глубокие ниши и т.п., рис. 2, 3).
Благоприятны для слышимости поднимающиеся от сцены ряды мест, членения поверхностей стен и потолков (если это не создает экранирования размещенных под ними мест и не поглощает звуковых колебаний высокой частоты— обертонов).
2. Размеры помещений. Предел слышимости обычной речи по её направлению находится между 20 и 30 м, в стороны — 13 м, в обратном направлении — 10 м.
Предельные объемы помещений без привлечения технических средств усиления звука (громкоговорителей, отражателей и т.п.): для драматических представлений — до 18000 м3, для музыкальных мероприятий — до 30000 м3. Высота помещений желательна не более 8 м. Отношение высоты помещений к их длине и ширине желательно принимать 2 : 3 : 5 и 1 : 3 √2 : 3√4, а также по соотношениям, близким к золотому сечению, например 3 : 5 : 8.
3. Конструктивное решение. Массивные потолки и стены, как правило, менее благоприятны в акустическом отношении, чем резонирующие облицовки на относе (из дерева или искусственных плит). При устройстве систем отопления и вентиляции следует избегать восходящих токов теплого воздуха на пути звука от источника к слушателям.
Для задних стен зрительного зала, в покрытиях куполов, барьеров ярусов лож следует применять звукопоглощающие материалы (см. табл. 1).
Размещение дополнительных мест в проходах и подъём рядов от сцены благоприятно влияют на акустику зала. Превышение рядов с местами для зрителей на 8 см (по французским нормам) обеспечивает каждому зрителю хорошую слышимость (рис. 4).
4. Размещение источника звука. Источник звука следует по возможности размещать у жёсткой в акустическом отношении стены; при большой высоте помещения рекомендуется устраивать акустический козырёк.
Несколько источников звука следует сосредоточивать в одном месте; громкоговорители для воспроизведения речи размещают в помещениях не дальше 34 м, для музыки — не дальше 24 м от источника звука.
5. Время реверберации. Явление реверберации возникает при отражении звуков ограждающими поверхностями помещений. Слушатель воспринимает это явление как затухание звуков.
Явление, при котором отраженный звук воспринимается во времени отдельно от прямого звука (когда длина пути отраженного звука ≥ 34 — 24 м), называется эхо. Следовательно, с увеличением размеров помещений время реверберации возрастает.
Наличие эхо является недостатком акустики помещений, но реверберация при определенной продолжительности даже желательна.
4. Размещение мест в зрительном зале с постоянной величиной превышения рядов обеспечивает беспрепятственное восприятие звука = 8 см – постоянная величина.
Время реверберации можно регулировать путём изменения размеров помещения и применения звукопоглощающих материалов (п. 2). Для каждого помещения существует оптимальное время реверберации, которое зависит от объёма и назначения помещения (речь или музыка).
Разборчивость речи в залах также зависит от времени реверберации. С увеличением объёма зала должно возрастать и время реверберации на 0,5 — 1 с. Для концертных залов объёмом от 2000 до 14000 м3 принимают среднее значение времени реверберации — 1,7 с. Время реверберации почти полностью зависит от поглощения звуков наполняющей зал публикой; объём зала принимают из расчета минимально 6 — 7 м3 на 1 место; оптимальный объем зала 8 — 9 м3 на 1 место. Для устранения колебаний длительности реверберации в зависимости от заполнения зала следует применять кресла с мягкой обивкой сиденья, которая соответствует по звукопоглощающей способности одному зрителю.
Время реверберации определяют по формуле Целлера t = V/6A , где V — объём зала, м3; А — суммарная поверхность звукопоглощения зала, м2.
Поверхность звукопоглощения А определяется как сумма составляющих αF , где α — коэффициент звукопоглощения; F — площадь соответствующего участка; А = ΣdF, подсчитанных для всех внутренних поверхностей помещения.
Поглощение звука. Звуковые волны, встречая на своем пути стены или другие предметы, частично ими отражаются (причём угол падения равен углу отражения), частично поглощаются (с преобразованием звуковой энергии в тепловую) и частично проникают сквозь преграду (рис. 2).
Для расчёта звукопоглощения пользуются коэффициентами, имеющими определенное значение для различных материалов.
пористые материалы, звукопоглощающая способность которых повышается с увеличением частоты звучания (рис. 3). Для поглощения звуков низкой частоты следует применять рыхлые волокнистые материалы, укладывая их слоями достаточно большой толщины (100 мм). Жесткие волокнистые плиты обладают низкой звукопоглощающей способностью, а при толщине свыше 10 мм вообще не оказывают влияния. Включение воздушных прослоек путем, например, крепления пористых материалов по обрешетке повышает их эффективность. При их покраске не следует применять красители, создающие плотный слой;
перфорированные плиты (рис. 4). Наиболее эффективны плиты с отверстиями диаметром 4 мм и расстоянием между ними 10 мм (площадь отверстий 13%). Применяют древесноволокнистые плиты толщиной 3 — 5 мм, а также гипсовые плиты; для потолков и при лучистом отоплении используют перфорированные металлические листы;
тонкие плиты-мембраны, которые свободно крепятся к стене на относе; под действием звуковых волн они приходят в колебательное движение и поглощают звук, Частота собственных колебаний таких мембран зависит от их массы, способа крепления, материала и толщины воздушной прослойки между мембраной и стеной (рис. 7);
резонаторы в помещениях специального назначения (радиостудии и т. п.), например целевые резонаторы с применением декоративной обработки кромок (рис. 8, 9).
Тембр звука. Во избежание искажения тембра звучания необходимо тщательно подбирать материалы для отделки помещений. Пористые материалы поглощают в большей степени звуки высоких частот, плотные материалы-звуки низких частот.
Читайте также: