🗊 Архитектурная акустика Лекция №2

Архитектурная акустика Лекция №2

Звуковые процессы в помещениях Отражение и поглощение звука в помещениях

В помещениях различают прямой звук, идущий непосредственно от источника, и отраженный от поверхностей. Вследствие многократных отражений звуковых волн и суммирования энергии прямых и отраженных волн в помещении устанавливается звуковое поле с определенными уровнями звукового давления. Энергия проходит также через преграду.

Законы отражения и преломления звука аналогичны законам геометрической оптики. Количественно, поглощенная, отраженная и прошедшая через преграду, части звуковой энергии определяются коэффициентами α, β и τ. Коэффициентом звукопоглощения называется отношение поглощенной звуковой энергии к падающей α = (Епад – Еотр)/Епад Коэффициентом отражения называется отношение энергии отраженного звука к энергии падающего β = Еотр/Епад Коэффициентом звукопередачи ( звукопроницаемости ) называется отношение энергии прошедшего через преграду звука к панующей τ = Епр/Епад Следовательно α + β = 1 и α = 1 – β, т.е., если α = 1, то β = 0 и наоборот.

Коэффициент звукопоглощения зависит от: материала конструкции, частоты звуковых волн, от угла их падения на поверхность. Все строительные материалы и конструкции в той или иной степени поглощают звук.

Суммарное звукопоглощение (ЗП) помещения - – сумма произведений коэффициентов ЗП отдельных поверхностей на их площади. Кроме того, учитывается ЗП отдельными объектами. где: Величина А называется эквивалентной площадью звукопоглощения данной поверхности (ЭПЗ).

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.

Под диффузным подразумевается такое поле, в котором выполняются два условия: Под диффузным подразумевается такое поле, в котором выполняются два условия: 1) усредненная во времени плотность звуковой энергии во всех точках поля одинакова; 2) все направления прихода потоков звуковой энергии в какую-либо точку равновероятны и по любому направлению, усредненный во времени, поток звуковой энергии одинаков. Для учета ЗП принимается величина среднего КЗП

Время затухания называется временем реверберации (Т) В качестве эталона принято время затухания плотности звуковой энергии в раз. В результате экспериментальных исследований для расчета времени реверберации выведена формула Эйринга: где V – объем зала, м3, Sобщ. – суммарная площадь всех ограждающих поверхностей зала, м2, - средний коэффициент звукопоглощения в зале, - функция среднего коэффициента звукопоглощения , значения которой приведены в таблице 2. n – коэффициент, учитывающий затухание звука в воздухе. В октавных полосах 125-1000 Гц n = 0, в октаве 2000 Гц n = 0,009

Значения функции в зависимости от величины среднего коэффициента звукопоглощения в зале принимаются по таблице

Определение рекомендуемого времени реверберации (Тр) Оптимальные величины времени реверберации в диапазоне 500-1000 Гц для залов различного назначения в зависимости от объема зала приведены на графике:

После того, как определено время реверберации 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 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 Т как и на частоте 500 Гц, - 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).

Виды залов по назначению, их максимальная вместимость

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

Для предварительной проверки зала на правильность пропорций применим геометрический метод оценки помещения Геометрический метод. Вместо звуковых волн рассматриваются звуковые лучи, в направлении которых распространяются звуковые волны. ( Аналогия с геометрической оптикой ).

При построении геометрических отражений от плоскости удобен метод мнимых источников (МИ).

Геометрическая акустика дает не только наглядное представление о характере распространения звука ( структура отражений ), но и позволяет количественно оценить такие вопросы, как неравномерное расположение звукопоглотителей, влияние размеров и формы помещения на эффективность мер борьбы с шумом и др.