|
|
Раздел 1. Определение размеров и формы зала.В пояснительной записке приведен расчет размеров универсального речевого помещения, расчет оптимального времени реверберации и необходимого для его обеспечения звукопоглощения.
Введение Основными факторами достижения качества акустики помещения являются средства архитектурной акустики и системы звукоусиления. Акустическое проектирование помещений заключено в определении пропорций и формы помещения и акустической обработки внутренних поверхностей этого помещения. При определении формы помещения необходимо учитывать характер отражений звуковых волн от внутренних поверхностей помещения, за счет которых формируется диффузность звукового поля. При акустической обработке внутренних поверхностей необходимо обеспечить требуемое значение эффективности в заданном диапазоне частот. Одними из самых важных параметров, по которым оценивается качество воспроизведения звука, являются разборчивость, отношение сигнал–шум, отсутствие паразитной обратной связи. При этом, не должно быть допущено существенного различия в разборчивости, в тембральной окраски и в качестве звука, излучаемого одним источником, в разных местах проектируемого помещения. Поэтому по всей площади зрительских мест должно быть достигнуто однородное распределение звука и правильный баланс громкостей отдельных источников. В залах с большой вместимостью, как правило, не хватает звуковой мощности при естественном воспроизведении. При этом не обеспечивается нормальная слышимость в довольно большой зоне расположения слушателей. Поэтому, для обеспечения нормальной слышимости во всем зале, необходимо применять искусственную систему озвучивания. При проектировании такой системы необходимо обеспечить равномерность звукового поля и необходимую устойчивость выбранной системы, которая рассчитывается после выбора и установки громкоговорителей и микрофонов. Таким образом, учитывая все вышесказанное, можно производить проектирование залов разной вместимости с возможностью использования системы звукоусиления, так и без нее.
Раздел 1. Определение размеров и формы зала.
1.1Определение объема и средних размеров зала.
Общий объем зрительного зала рассчитывается исходя из его назначения и вместимости, в соответствии с существующими рекомендациями. Тип вентиляции определяет удельный объем зала Vуд. При принудительной вентиляции на одного зрителя приходится 4-5 м3. Следовательно, Vуд=4000-5000 м3.
где h – высота зала l – длина зала b – ширина зала. Объем зала примем равным V = 5000 м3 исходя из санитарных норм, а геометрический модуль g = 1,638 Размеры эквивалентного прямоугольного зала длина l, ширина b и высота h вычисляем по формулам:
Такими габаритами будет обладать зал, если не учитывать время запаздывания отраженного от поверхностей зала звука. Оно не должно превышать 50 мс, так как, будет отрицательно влиять на восприятие аудиопрограмм находящимися в зале зрителями. В случае, полученном выше, если не менять форму зала, это условие не выполняется, поэтому необходимо изменить форму потолка и боковых стен.
1.2Построение профилей потолка и пола. План зала.
Глубина сцены выбрана равной 5м, а длина – 12,6м. На сцене имеются 2 двери в служебные помещения. От сцены до первого ряда оставляем проход 1,8м. Так как вместимость зала должна быть большой, то устанавливаем кресла, занимающие минимальное место. Выбираем мягкие кресла, ширина которых составляет 0,4м, длина сидения 0,5м, высота от пола до верхней части спинки – 1м. Расстояние между спинками соседних рядов – 0,9м.
1.2.1Построение профиля пола. Вследствие того, что рассчитываемый зал имеет большую длину, в задней его части необходимо делать подъем пола, чтобы сидящие там зрители имели возможность беспрепятственно следить за происходящим на сцене. Для построения подъема, на сцене размещается источник звука. Затем, от него проводятся лучи к каждому ряду, и замеряется расстояние между лучами к соседним рядам. Это расстояние не должно превышать 12 – 15см. В противном случае необходимо поднимать уровень пола до тех пор, пока это расстояние не будет удовлетворять заданным условиям. В результате получим:
Рисунок 1.1 - Построение подъема пола
Таким образом, подъем пола начинается с восьмого ряда, там он составляет 2см. В конце зала подъем пола относительно соседних рядов составляет около 15см. Под зрительными местами, как показано на рис.1.1, пол имеет ступенчатую структуру, в проходах же – ровную наклонную поверхность, покрытую ковровой дорожкой (рис.1.3а). На балконе же, в связи с более крутым подъемом, проходы имеют ступенчатую структуру (рис.1.3б). 1.2.2 Построение профиля потолка. При ровном потолке, как показано на рис.1.1, зрители, сидящие в задней части зала, не будут обеспечены энергией первых отражений. А энергии прямых волн от естественного источника на сцене не достаточно для получения комфортных ощущений восприятия. Поэтому необходимо изменять профиль потолка. Для данного зала будет использоваться две потолочных наклонных поверхности. Первая – козырек, расположенный над источником, который дает отражения на все ряды зрительного зала, кроме первых четырех, не нуждающихся в дополнительных отражениях. Вторая – горизонтальная плоскость, протягивающаяся практически по всему потолку над зрителями. Она дает отражения во вторую часть зала, начиная с 8 ряда и заканчивая последним балконным. Отражения от этой поверхности не получают только зрители двух рядов под балконом. В итоге получим профиль потолка показанный ниже:
Рисунок 1.2 – Построение профиля потолка 1.2.3 Построение плана зала. Длина зоны зрительских мест составляет 23м. Посредине нее имеется центральный проход шириной 1,2м, соединяющий выходы в правой и левой стене зала. Этот проход делит зал на две части: · первая часть, которая имеет расширение с обеих сторон от сцены к центральному проходу с 10,3м до 17,4м. Это расширение необходимо для того, чтобы за счет него создавался необходимый угол, позволяющий получить наилучшую картину ранних отражений от боковых стен, показанных на рис.1.3а. В этой зоне расположено 11 рядов. В первом ряду расположено 28 мест, в следующем ряду на одно место больше, и так до 11 ряда, в котором, таким образом будет располагаться 38 мест. С обеих сторон этой зрительской зоны имеются боковые проходы, ширина которых составляет 1,1м. · вторая часть, посредине которой имеется проход от центрального прохода к выходу в задней стене. Этот проход делит эту часть на две равные зрительные зоны. В каждой из них имеется по 11 рядов с 18 местами в каждом. С обеих сторон зрительской зоны имеются проходы от центрального прохода к задней стене шириной 1м. Между задней стеной и зрительскими местами также имеется проход такой же ширины. План зала показан на рис.1.3а. Таким образом, суммарное число зрительских мест составляет:
Оставшиеся места разместим на балконе в 6 рядах по 38 мест в каждом. В результате, общее число зрительских мест в зале составляет 987 мест. Полученный результат отличается от заданного количества мест на 13 мест, что допустимо. На балконе, также как и в зале, вдоль зрительских мест имеются два боковых прохода шириной 1,1м. Между задней стеной и местами имеется проход шириной в 1м, посредине задней стены – вход на балкон. План балкона показан на рис.1.3б
Рисунок 1.3 – План зала. Ранние отражения (а). План балкона (б). – аналогично….
1.3Определение окончательных габаритов зала.
Итак, после построения профилей пола и потолка зала, после изменения формы боковых стен, изменились габариты зала, полученные в первом пункте данного раздела. Все размеры, показанные на предложенных рисунках, являются окончательными и не подлежат дальнейшему изменению, так как они были получены с учетом материалов последующих разделов пояснительной записки. Таким образом, окончательные габаритные размеры проектируемого зала имеют следующие величины: длина: 28м ширина: 17,4м высота: 11,7м Объем зала, при этом, уменьшится с 5000м3 до 4755м3. Площадь внутренней поверхности зала составит 1914м2.
Раздел 2. Акустический расчет помещения. Акустический расчет помещения включает в себя определение оптимального времени реверберации, расчет необходимого звукопоглощения, выбор звукопоглощающих материалов и составление эскиза размещения звукопоглощающих материалов, расчет структуры ранних отражений, расчет на наличие тембральных искажений и расчет уровня шума в зале.
2.1 Определение оптимального времени реверберации и его частотной характеристики.
Акустическая обработка помещения производится для обеспечения оптимального времени реверберации, которое определяется исходя из назначения зала и его объема, в соответствии с которыми время реверберации может иметь различные значения, выбираемые с помощью кривых:
Рисунок 2.1 - Кривые оптимального времени реверберации
Проектируемое помещение должно быть пригодно как для использования с естественными источниками звука, так и при использовании озвучивания. Причем для обоих этих режимов рекомендуемые величины времени реверберации существенно различаются. Но, так как при использовании искусственных источников звука, имеется возможность производить регулировки различных параметров звука, а при использовании естественных источников звука этого сделать не возможно, то оптимальное время реверберации будем выбирать для речевых помещений. С учетом всего вышесказанного, согласно кривым 6,7 на рис.2.1, выбираем оптимальное время реверберации на частоте 500Гц равное 1.07±10% с. На низких частотах оптимальное время реверберации должно быть больше на 10-20%, поэтому частотная характеристика оптимального времени реверберации будет выглядеть: Рисунок 2.2 - Частотная характеристика оптимального времени реверберации
2.2Предварительный расчет времени реверберации и звукопогло-щения на частоте 125, 500 и 2000Гц.
Для расчета времени реверберации необходимо рассчитать средний коэффициент поглощения в помещении и определить необходимое количество вводимого звукопоглощающего материала. При расчетах будем считать, что боковые стены до 2м покрыты деревянными панелями, выше 2м – оштукатурены и покрашены; потолок, козырек и низ балкона – окрашенные бетонные плиты; пол под зрительскими местами и в проходах покрыт ковровой дорожкой; сами места имеют мягкую основу; выходные двери зала прикрыты бархатными занавесками; сцена сделана из досок, покрытых паркетом. Итак, составим табл. 2.1, в которую, для всех перечисленных выше поверхностей, занесем величину их площадей и коэффициентов поглощения на соответствующих частотах, а затем по формуле (2.1) рассчитаем средние значения коэффициентов поглощения на этих частотах и тоже занесем их в эту таблицу:
где
S – площадь всех поверхностей в зале
Таблица 2.1 – Предварительный расчет поглощения
Из приведенной таблицы видно, на сколько различается средний коэффициент поглощения на разных частотах. Теперь, зная среднее значение коэффициента поглощения для всех частот, по формуле Эйринга можно определить стандартное время реверберации:
где V – объем зала
Подставляя полученные значения коэффициента звукопоглощения из табл. 2.1и рассчитанные в первом разделе значение габаритных показателей зала в формулу (2.2), получим частотную характеристику времени реверберации акустически необработанного зала, данне расчетов занесем в табл. 2.2:
Таблица 2.2 - Частотная характеристика времени реверберации в необработанном зале
Как видим, значения времени реверберации получилось значительно больше оптимального времени реверберации, указанного в пункте 2.1. В связи с этим, чтобы приблизить величину времени реверберации в рассчитываемом зале к оптимальной, необходимо произвести дополнительную акустическую обработку внутренних поверхностей зала.
2.3Расчет необходимой акустической обработки и частотной характеристики времени реверберации. Исходя из величины оптимального времени реверберации можно определить величину площади, которая требует обработки. Для того из формулы (2.2) выразим
Как видим, полученное значение среднего коэффициента поглощения намного больше рассчитанного в п.2.2. Теперь, зная его, можно произвести предварительный расчет необходимой для обработки площади. Для этого необходимо выбрать материалы, которыми будем обрабатывать поверхности зала. Итак, для обеспечения оптимального времени реверберации будем использовать два поглотителя, характеристики которых представлены в табл. 2.3 Таблица 2.3 - Характеристики звукопоглотителей
Средний коэффициент поглощения выбранных поглотителей на 500Гц составляет
где
Выразим из (2.3)
Полученное значение – величина площади, требуемой обработки поглотителями, без учета площади под их крепления, которая составляет 20% от их площади. Следовательно, окончательная площадь обрабатываемой поверхности составит приблизительно 1000 м2. Далее, после покрытия поглотителями задней и боковых стен, начиная с 2м от уровня пола, части потолка, торцевой и нижней частей балкона, как показано на рис. 2.3, по формуле (2.1) рассчитаем значения коэффициентов поглощения поверхностей зала для ансамбля частот с 200Гц через октаву до 2000Гц. Результаты расчетов занесем в табл. 2.4. Таблица 2.4 - Акустическая обработка зала
Рисунок 2.3 – Акустическая обработка поверхностей зала ЭЗП и ЭРП
Далее, получив значения коэффициентов поглощения на требуемых частотах, по формуле (2.2) рассчитаем значения времени реверберации на этих частотах и построим частотную характеристику времени реверберации. Результаты вычислений занесем в табл. 2.5 Таблица 2.5 - Частотная характеристика времени реверберации
Рисунок 2.4 - Частотная характеристика времени реверберации
Как видим из рис.2.4, полученная частотная характеристика времени реверберации соответствует требованиям На рис. 2.5изображена развертка зала с указанием расположения звукопоглощающих материалов:
Рисунок 2.5 - Развертка зала
По данным табл. 2.4составим баланс звукопоглощения в зале. Численные значения занесем в табл. 2.6, а затем на рис. 2.6проиллюстрируем эти данные:
Таблица 2.6 - Баланс звукопоглощения
Рисунок 2.6 - Баланс звукопоглощения
Заключение.
В данной курсовой работе произведен расчет концертного зала на 987 мест. Определено размещение мест в зале. Определена форма зала, профили пола и потолка. После определения времени реверберации в получившемся зале было установлено, что оно значительно превышает оптимальное время реверберации для подобных помещений, поэтому 1000м2 внутренней поверхности было отведено под акустическую обработку звукопоглотителями. При обработке использованы материалы ЭЗП и РЗП. В целом, спроектированный зал пригоден для проведения различного рода речевых мероприятий при естественном и искусственном озвучении. Список использованной литературы: 1. Качерович А.Н Акустика зрительного зала. – М.: Искусство, 1968
2. Вахитов Я. Ш. Теоретические основы электроакустики и электроакустическая аппаратура. – М.: Искусство, 1982
3. Ковригин С.Д Архитектурно-строительная акустика: учебное пособие для вузов. – М.: Высш. Школа, 1980
4. Дрейзен И.Г Электроакустика и звуковое вещание. - М., 1961
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
мест
коэффициенты поглощения поверхностей в зале
соответствующие площади этих поверхностей
– площадь внутренней поверхности зала с учетом подъема пола и балкона
– среднее значение коэффициента поглощения
, с
. Зная его, можно определить необходимую для обработки площадь. Для этого воспользуемся следующим выражением:
- среднее значение коэффициента поглощения необходимое для обеспечения оптимального времени реверберации
- среднее значение коэффициента поглощения, полученное после предварительного расчета
и найдем ее значение:
м2
на всех на рассматриваемых частотах, причем ее отклонение от требуемого значения не значительно.
