Мероприятия по защите от шума

Процесс акустического проектирования зальных помещений должен включать:

- выбор габаритов и формы помещения при соблюдении общих требований к объемно-планировочному решению залов;

- проверку достоверности глобальной оценки акустики зала по статистической теории;

- расчет частотной характеристики времени реверберации зала для выявления соответствия его объемному оптимуму (рисунок 1) и проведение необходимой коррекции проекта в части конструкций ограждений;

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

Рисунок 1 - Рекомендуемое время реверберации на средних частотах (500 - 1000 Гц) для залов различного назначения в зависимости от их объема

- графический анализ чертежей зала с необходимой коррекцией проекта в части формы и очертаний его ограждений;

- разработку мероприятий по улучшению диффузности звукового поля в зале;

- расчет локальных акустических критериев на предмет соответствия их зонам оптимумов с дополнительной, в случае необходимости, коррекцией проекта;

- оценку шумового режима зала с разработкой необходимых мероприятий по его улучшению;

-оценку электроакустического режима зала с разработкой необходимых мероприятий.

Основные требования к его объемно-планировочному решению

В каждом зале должны быть выдержаны основные требования к его объемно-планировочному решению, дифференцированные в зависимости от конкретного назначения зала следующим образом:

удельный воздушный объем на одно зрительское место должен составлять, м³:

- в залах драматических театров, аудиториях и в конференц-залах 4 - 5;

- в залах музыкально-драматических театров (оперетта) 5 - 7;

- в залах театров оперы и балета 6 - 8;

- в концертных залах камерной музыки 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 заловL_доп, должна составлять, м:

- в залах драматических театров, аудиториях и конференц-залах 24 - 25;

- в театрах оперетты 28 - 29;

- в театрах оперы и балета 30 - 32;

- в концертных залах камерной музыки 20 - 22;

- в концертных залах симфонической музыки,хоровых и органных концертов 42 - 46;

- в многоцелевых залах вместимостью более 1000 мест 30 - 34;

- в концертных залах современной эстрадной музыки 48 - 50

Для получения достаточной диффузности звукового поля следует правильно выбрать форму и пропорцию зала.

Основные размеры и пропорции зала должны выбираться из следующих условий:

где L -длина зала по его центральной оси, м;

L_доп - предельно допустимая длина зала, м;

В и Н -соответственно средние ширина и высота зала, м;

V -общий воздушный объем зала, м³;

S_n - площадь пола зала, м².

Прямоугольная 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°. Наличие параллельных плоских поверхностей несет опасность появления «порхающего эха», криволинейных вогнутых - фокусирования звука.

Для проверки допустимости применения в расчетах характеристик исследуемого зала методов статистической акустики в нормируемом диапазоне частот 125 - 4000 Гц следует рассчитать критическую частоту, Гц, выше которой наблюдается достаточное количество собственных мод (частот) воздушного объема, по формуле

(31)

Если расчет показал, что f_кр ≤ 125 Гц, то время реверберации, с, в зале следует определить в шести октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 125, 250, 500, 1000, 2000 и 4000 Гц:

в диапазоне 125 - 1000 Гц по формуле

(32)

в диапазоне 2000 - 4000 Гц по формуле

(33)

где V -объем зала, м³;

α_ср - средний коэффициент звукопоглощения в зале, определяют по формуле (4);

S - общая площадь ограждающих конструкций в зале, м²;

n - коэффициент, учитывающий поглощение звука в воздухе. В октаве 2000 Гц n = 0,009; в октаве 4000 Гц n = 0,022.

При определении суммарной величины эквивалентной площади звукопоглощения по формуле (3) следует считать заполнение зрительских мест 70 %.

Оптимальные значения времени реверберации в области средних частот 500 - 1000 Гц для залов различного назначения в зависимости от их объема приведены на рисунке 6. Допустимое отклонение от приведенных величин - ± 10 %. Кроме того, в октавной полосе 125 Гц допускается превышение величин времени реверберации, но не более 20 %.

Если время реверберации зала, по крайней мере, в одной из частотных полос T_fi, отличается от T_опт, то следует внести некоторые изменения в конструктивные решения для того, чтобы приблизить Т_fi к T_опт.

При f_кр >125 Гц результат, полученный по формуле (31) для октавной полосы 125 Гц, следует считать ориентировочным.

Целью графического анализа чертежей зала является проверка равномерности поступления в зоны слушательских мест первых отражений от стен и потолка с допустимыми запаздываниями Δ t: 20 - 25 мс для речи и 30 - 35 мс - для музыки. Все построения проводятся по законам лучевой (геометрической) оптики. Запаздывание первых отражений Δ t, мс, определяют по формуле

(34)

где l_отр - длина пути отраженного звука, м;

l_np - длина пути прямого звука, м;

с -скорость звука в воздухе (с = 340 м/с).

Перед началом построений каждая из исследуемых отражающих поверхностей при заданных положениях источника и приемника звука должна пройти проверку на допустимость использования ее для построения звуковых отражений. Допустимость применения геометрических отражений зависит от длины звуковой волны, размеров отражающей поверхности и ее расположения по отношению к источнику звука и точке приема. Применение геометрических отражений можно считать допустимым, если наименьшая сторона отражателя не менее чем 1,5 - 2,0 м.

Радиус действия прямого звука r_np составляет для речи 8 - 9 м, для музыки - 10 - 12 м. На зрительских местах в пределах r_np усиление прямого звука с помощью отражений не требуется. Начиная с r_np интенсивные первые отражения должны перекрывать всю зону зрительских мест. Если поверхности стен или потолка состоят из отдельных секций, следует конфигурацию членений выполнять так, чтобы отражения от соседних элементов перекрывали друг друга, не оставляя «мертвых зон», лишенных отраженного звука.

В залах с относительно большой высотой и шириной наибольшая опасность прихода первых отражений с недопустимым запаздыванием возникает в первых рядах зрительских мест. Для исправления этого явления следует выполнять специальные звукоотражающие конструкции на потолке и стенах в припортальной зоне. Принципиальная схема таких конструкций приведена на рисунке 2.

После завершения графического анализа чертежей и создания в зале оптимальной структуры ранних отражений не занятые для этой цели поверхности должны быть использованы для формирования диффузного 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.

Гладкие большие поверхности не способствуют достижению хорошей диффузности звукового поля. Особенно нежелательны гладкие, параллельные друг другу плоскости, вызывающие эффект «порхающего эха», получающегося в результате многократного отражения звука между ними. Расчленение таких стен ослабляет этот эффект и увеличивает диффузность. Причем хорошо рассеиваются звуковые волны, длина которых близка к размерам детали. Рассеивающий эффект увеличивается, если шаг членений нерегулярен, т.е. расстояния между смежными членениями не одинаковы по всей расчлененной поверхности.

Балконы, ложи и скошенные стены повышают диффузность поля на низких частотах. Практически применяемые в архитектурной практике пилястры - в основном в области средних и высоких частот.

После завершения акустического проектирования формы и конструкций интерьера зала следует провести контрольные расчеты локальных акустических критериев для речи (объективные параметры разборчивости речи) и музыки (индекс прозрачности, степень пространственного впечатления, индекс громкости), которые могут быть рассчитаны только путем компьютерного моделирования импульсных характеристик помещений. Моделирование производится известными методами прослеживания лучей или мнимых источников по одной из современных компьютерных программ. Если показания хотя бы одного из критериев будут отличаться от зон оптимумов, то следует провести дополнительную коррекцию проекта 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 стену зала (рисунок 3).

а - лекционный зал, б - зал драматического театра, в - зал музыкального театра

Рисунок 2 - Оформление портала, позволяющее направить первые отражения в глубину зала

а и б - «театральное эхо»; в - д - «театральное эхо» отсутствует

Рисунок 3 - Конструкция потолка или задней стены зала

Большие вогнутые поверхности ограждающих конструкций залов (купол, свод, вогнутая в плане задняя стена) создают опасность концентрации отражений, при котором звук фокусируется в одной части зала, создавая сильное эхо, другие же части зала не получают отражений.

На рисунке 4 приведены три варианта проектного решения купола. Вариант а иллюстрирует крайне неудачное решение, радиус кривизны купола примерно равен высоте зала, звук фокусируется в центре зала. Вариант б -радиус кривизны составляет половину высоты зала, отражения проходят через точку фокуса и далее распределяются по площади пола. Вариант в -радиус кривизны составляет примерно две высоты зала.

Звук отражается от купола в виде пучка параллельных лучей. Если форму купола изменить невозможно (например, здание цирка) для избежания фокусирования звука следует применить членение поверхности купола (рисунки 4, г и 4, д) или использовать облицовку купола звукопоглощающими материалами.

Рисунок 4 - Варианты решения зала с куполом

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.п.);

- применять ограждающие конструкции зала с требуемой звукоизоляцией, обращая особое внимание на элементы с относительно небольшой звукоизоляцией (окна, двери);

- принимать меры по снижению шума систем вентиляции и кондиционирования воздуха до допустимых (глушители, ограничение скорости воздуха на воздухораспределительных устройствах).

Разработка электроакустической части проекта зала проводится по специальной программе и базируется на параметрах, полученных ранее при расчете естественной акустики зала.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ДОКЛАД ПО ДИСЦИПЛИНЕ “СТРОИТЕЛЬНАЯ АКУСТИКА”

Психоакустика

Психоаку́стика — научная дисциплина, изучающая психологические и физиологические особенности восприятия звука человеком.

основными задачами психоакустики являются следующие:

понять, как система слухового восприятия человека расшифровывает тот или иной звуковой образ;
установить основные соответствия между физическими стимулами и слуховыми ощущениями;
выявить, какие именно параметры звукового сигнала являются наиболее значимыми для передачи семантической (смысловой) и эстетической (эмоциональной) информации.

Предпосылки

Во многих приложениях акустики и обработки звуковых сигналов необходимо знать, что люди слышат. Звук, который образуют волны давления воздуха, может быть точно измерен современным оборудованием. Однако понять, как эти волны принимаются и отображаются в нашем головном мозге — задача не такая простая. Звук — это непрерывный аналоговый сигнал, который (в предположении, что молекулы воздуха бесконечно малы) может теоретически переносить бесконечное количество информации (так как существует бесконечное число колебаний, содержащих информацию об амплитуде и фазе).

Понимание процессов восприятия позволяет учёным и инженерам сосредоточиться на возможностях слуха и не учитывать менее важные возможности других систем. Важно также отметить, что вопрос «что человек слышит» — не только вопрос о физиологических возможностях уха, но во многом также вопрос психологии, чёткости восприятия.

Эффект маскировки

В определённых случаях один звук может быть скрыт другим звуком. Например, разговор рядом с железнодорожными путями может быть совершенно невозможен, если мимо проезжает поезд. Этот эффект называется маскировкой. Говорят, что слабый звук маскируется, если он становится неразличимым в присутствии более громкого звука.Различают несколько видов маскировки:

По времени прихода маскирующего и маскируемого звука:

одновре́менное (моноуральное) маскирование
вре́менное (неодновременное) маскирование

По типу маскирующего и маскируемого звуков: чистого тона чистым тоном различной частоты:

чистого тона шумом
речи чистыми тонами
речи монотонным шумом
речи импульсными звуками и т. п.

Одновременная маскировка

Любые два звука при одновременном прослушивании оказывают влияние на восприятие относительной громкости между ними. Более громкий звук снижает восприятие более слабого, вплоть до исчезновения его слышимости. Чем ближе частота маскируемого звука к частоте маскирующего, тем сильнее он будет скрываться. Эффект маскировки не одинаков при смещении маскируемого звука ниже или выше по частоте относительно маскирующего. Низкочастотный звук маскирует высокочастотные. При этом важно отметить, что высокочастотные звуки не могут маскировать низкочастотный.

Вре́менная маскировка

Это явление похоже на частотную маскировку, но здесь происходит маскировка во времени. При прекращении подачи маскирующего звука маскируемый некоторое время продолжает быть неслышимым. В обычных условиях эффект от временной маскировки длится значительно меньше. Время маскировки зависит от частоты и амплитуды сигнала и может достигать 100 мс.

В случае, когда маскирующий тон появляется по времени позже маскируемого, эффект называют пост-маскировкой. Когда маскирующий тон появляется раньше маскируемого (возможен и такой случай), эффект называют пре-маскировкой.

Постстимульное утомление

Нередко после воздействия громких звуков высокой интенсивности у человека резко снижается слуховая чувствительность. Восстановление обычных порогов может продолжаться до 16 часов. Этот процесс называется «временный сдвиг порога слуховой чувствительности» или «постстимульное утомление». Сдвиг порога начинает появляться при уровне звукового давления выше 75 дБ и соответственно увеличивается при повышении уровня сигнала. Причём наибольшее влияние на сдвиг порога чувствительности оказывают высокочастотные составляющие сигнала.

Фантомы

Иногда человек может слышать звуки в низкочастотной области, хотя в реальности звуков такой частоты не было. Так происходит из-за того, что колебания базилярной мембраны в ухе не являются линейными и в ней могут возникать колебания с разностной частотой между двумя более высокочастотными.

Этот эффект используется в некоторых коммерческих звуковых системах, чтобы расширить область воспроизводимых низких частот, если невозможно адекватно воспроизвести такие частоты напрямую, например в наушниках. При долгом прослушивании это может быть вредно для слуха

Психоакустика и …

… и МУЗЫКА

все сколько-нибудь успешные музыкальные композиции записываются с учетом законов психоакустики. И, если ранее, каких-нибудь 20-30 лет назад, мало кто задумывался над тем, почему таким чарующим кажется голос Джо Дасена или Элвиса Пресли, то теперь каждый, даже начинающий, звукорежиссер, пытается осознанно создать определенное настроение у слушателя (или зрителя) путем использования всяких «хитрых» приемов, основанных на психоакустике. И это – не просто аналог «25-го кадра», а целое искусство. Именно поэтому эфир наводнили всяческие исполнители-однодневки с весьма качественно написанными одним-двумя хитами. За всеми ними, как правило, стоят всего лишь несколько композиторов, авторов песен, продюсеров и, соответственно, звукозаписывающих студий. Эти профессионалы могут к свежему или эпатажному личику или фигурке прикрутить нужный звуковой антураж и – «звезда» готова, пусть она и гореть будет только один-два месяца.

Музыка создает настроение –даже непроизвольно - человек улыбается или хмурится - и все это происходит
по замыслу композитора. . .

… и РАДИО

Музыкальные радиостанции в разы популярнее информационных. Это – факт. На телевидении, кстати, не так. Специалисты по НЛП (нейролингвистическому программированию) утверждают, что по воздействию на человека эмоциональные и духовные интерпретации звука превосходят смысловые в пять с половиной раз! Хотя смысл, несомненно, важен тоже. Например: песни на английском, французском или испанском языке становятся хитами на просторах всего мира, причем до 80% слушателей абсолютно не понимают и даже не пытаются понять их смысла. При этом разговорная радиостанция на непонятном языке не привлекает нашего внимания. Значит ли это, что информационный радиоканал всегда проигрывает музыкальному? Конечно, нет!
Информационная передача может быть популярнее музыкальной, но никак не на эмоциональной составляющей. Сейчас при грамотной подготовке информационных передач используются знания психоакустики. Основное воздействие на нужную социальную группу проводится посредством голоса ведущего и его интонационных составляющих. Проще говоря, успех передачи более чем наполовину зависит от подбора ведущего – насколько его голос (тембр и интонации) будет соответствовать нужной социальной группе слушателей. Часто слушатель, переключая каналы в поисках какойнибудь «своей» мелодии, вдруг «западает» на голос из приемника и останавливается, забыв о том, что он искал. Если смысл передачи хотя бы чуть близок слушателю – он остается на этом канале.

… и ПОЛИТИКА

То, что в политике мастерство публичных выступлений и владение голосом играет одну из важнейших ролей, знают многие. Можно напомнить легенду о древнегреческом ораторе Демосфене, который тренировал дикцию, набивая рот галькой, и произносил речи на берегу моря, пытаясь перекричать гул прибоя. Можно напомнить о том, что в военных училищах с незапамятных времен будущих офицеров заставляют вырабатывать командирский голос.

А как иначе? Солдаты должны слушаться голоса командира, не взирая ни на какие посторонние воздействия: разрывы снарядов, страх и боль. Однако, один из первых примеров по массовому воздействию голоса на сознание нам преподнес отец современной пропаганды, вицеканцлер фашистской Германии Йозеф Геббельс. Он был идеологом исследований в области воздействия голоса на массы. Голос Адольфа Гитлера необходимо было сделать «гипнотическим» для всего населения Германии. Фирма Telefunken провела подобные исследования и запустила в 30х годах прошлого века в серийное производство свои знаменитые радиоприемники. Динамическая обработка сигнала размещалась на передающей стороне, спектральная же, была помещена немцами на приемной. Теплое бархатное звучание немецких радиоприемников буквально покоряло слушателей. Успех был налицо – такие приемники не хотелось выключать!

После 1945 года большинство этих радиоприемников, да и все немецкие радиозаводы перекочевали в СССР. Именно в послевоенное время у нас стала популярной традиция выставлять радиоприемник в окно и слушать музыку и радиопередачи во дворе. Люди не хотели расставаться с «наркотическим звуком», даже выходя на улицу. Начиная с конца 60х годов начала побеждать другая идеология в радиовещании – американская, так называемая ВВВ (высокая верность воспроизведения), позже переименованная в известную всем Hi-Fi.
При таком способе обработки сигнала все составляющие – и динамическая, и спектральная размещались на передающей стороне, что сильно удешевляло стоимость приемников. Постепенно промышленность прекратила выпуск «бархатных» радио приемников и влияние радио- выступлений на массы свелось к нулю. В настоящий момент психоакустика практически в политике не используется или используется неграмотно – оратор Тимошенко проиграла выборы абсолютному неоратору Януковичу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Строительство жилья в нашей стране развивается благодаря реализации национального проекта «Доступное и комфортное жильё». Современные жилища россиян по ряду обязательных требований строительных норм и правил должны быть защищены от наружного и внутреннего недопустимо большого шума. Основным средством борьбы с таким шумом в жилье является звукоизоляция. Согласно техническому заданию для выполнения курсового проекта по дисциплине «Строительная акустика» на тему «Защита людей от шума для жилых зданий» получены следующие основные результаты.

1.Индекс приведенного уровня ударного шума равен в данном случае 58 дБ.

Звукоизоляция от ударного звука с = 58 дБ соответствует нормативным значениям: следующих конструкций:

в жилых зданиях - перекрытия между помещениями квартир и отделяющие помещения квартир от холлов. лестничных клеток и используемых чердачных помещений в домах категории Б; перекрытия между комнатами в квартире в двух уровнях категории Б и В; перекрытия между помещениями квартиры и расположенными под ними ресторанами, кафе, спортивными залами категории Б и В; перекрытия между помещениями квартиры и расположенными под ними административными помещениями, офисами в домах категории А.

в гостиницах - перекрытия, отделяющие номера от помещений общего пользования (вестибюли, холлы, буфеты) категорий Б и В.

в учебных заведениях - перекрытия между музыкальными классами средних учебных заведений

2. Индекс приведенного уровня ударного шума равен в данном случае 58 дБ.

Звукоизоляция от ударного звука с = 58 дБ соответствует нормативным значениям: следующих конструкций:

в учебных заведениях - перекрытия между музыкальными классами средних учебных заведений

3. Необходимая звукоизоляция окна надежно обеспечена принятой конструкцией данного окна для уровня транспортного шума у фасада здания 72 дБА и соответствует нормативным значениям: следующих помещений:

палаты больниц, санаториев, кабинеты медицинских учреждений; в жилых комнаты квартир в домах категории «А»; номера гостиниц категории и «А»; жилые помещения домов отдыха, домов интернатов для престарелых;

Предыдущая 1 2 3 4 5 67Следующая

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: