Акустическое проектирование. Разработка акустики: что делают звукоинженеры

Программное обеспечение для компьютерного акустического моделирования

Для расчета всех требуемых акустических параметров архитектурной акустики наши инженеры применяют две основные программы для моделирования залов с естественной акустикой и с применением систем электрозвукоусиления: ODEON 12.12 и EASE 4.3.

ODEON

Программное обеспечение ODEON изначально разработано и применялось только для моделирования помещений с естественной акустикой. Но с недавнего времени в данной программной среде появилась возможность моделирования залов с системой звукоусиления, а база данных характеристик оборудования для электроозвучивания постепенно дополняется. ODEON применяется для расчетов с 1984 г., его разработка ведется при Техническом Университете Дании (DTU). При этом год за годом разработчики продолжают улучшать качество и скорость расчетов. В программе ODEON учитываются геометрия и акустические свойства поверхностей. Данная программа использует метод мнимых источников, совмещенный с методом лучевых траекторий.

Пример расчета распределения по зрительской зоне индекса музыкальной ясности C80 в Малом зале Московской государственной консерватории им. П.И. Чайковского (ODEON 12.12)

Пример расчета звукового поля в Малом зале Московской государственной консерватории им. П.И. Чайковского (ODEON 12.12). Представлено звуковое поле на 26-ой миллисекунде после импульсного возбуждения звука на сцене. Красные точки — прямой звук, зеленые — однократно отраженный, желтый — двукратно отраженный.

Пример расчета распределения по зрительской зоне энергии ранних боковых отражений LF в Театре Наций (ODEON 12.12)

Пример расчета звукового поля в Театре Наций (ODEON 12.12). Представлено звуковое поле на 25-ой миллисекунде после импульсного возбуждения звука на сцене. Красные точки — прямой звук, зеленые — однократно отраженный, желтый — двукратно отраженный.

EASE

Программное обеспечение EASE является одним из лидеров в электроакустическом моделировании залов со встроенными системами электрозвукоусиления на протяжении более 30 лет. Разрабатывается компанией AFMG Technologies GmbH, Германия. Программа EASE, совместно с дополнительным модулем AURA, предназначены для моделирования работы системы звукоусиления в помещении и акустических параметров помещений. При помощи данной программы могут быть вычислены все основные акустические параметры помещения (время реверберации RT, STI, С80, D50, LF и др.). Моделирование основано на методе лучевых траекторий. Для получения высокой точности моделирования к EASE прилагается большая и подробная база акустических систем всех крупных производителей. Имеющийся комплекс программ дает возможность моделировать акустику концертных и оперных залов, театров, церквей, мечетей, офисов открытого типа, фойе, ресторанов, музыкальных студий, станций метро и железнодорожных станций, терминалов аэропортов, промышленных помещений и открытых концертных площадок.

Пример построения лучевых траекторий в концертном зале церкви Святого Духа, г. Минск (EASE 4.3)

Пример расчета распределения по зрительской зоне энергии ранних боковых отражений LF в концертном зале церкви Святого Духа, г. Минск (EASE 4.3)

Пример расчета распределения по зрительской зоне индекса речевой ясности RaSTI d киноконцертном зале «Апекс», г. Воронеж (EASE 4.3)

Пример построения лучевых траекторий в киноконцертном зале «Апекс», г. Воронеж (EASE 4.3)

Архитектурная акустика

Для целого ряда помещений хорошее звучание и акустический комфорт являются одним из обязательных требований, подобно наличию достаточного освещения или системе вентиляции. Это коммерческие и домашние кинотеатры, репетиционные залы, фойе общественных помещений, вестибюли вокзалов и аэропортов, переговорные комнаты, студийные помещения, спортивные залы, офисные помещения типа «open-air» и т.д. В таких помещениях для достижения акустического комфорта необходимо одновременно решать несколько, часто противоречивых, акустических задач.

Полезный сигнал — звук систем оповещения или концертной звукоусилительной аппаратуры в помещениях должен быть громким и качественным (разборчивым), а уровень шумов, естественным образом также возникающих в таких помещениях — низким и не утомляющим. Отдельные серьёзные требования предъявляются к залам театров оперы и балета, а также концертным залам, так как именно в них звучание музыки и голоса человека оказывает то эмоциональное воздействие на зрителей, ради которого писалась музыка и строились эти залы.

В истории архитектуры есть масса примеров, когда вроде бы построенные «по всем акустическим правилам» залы не звучат. Объяснением этому является то, что строительство музыкальных залов подобно тонкому искусству, когда результат зависит не только от хорошо проработанного проекта и правильно примененных материалов, но и от совокупности большого числа на первый взгляд малозначительных деталей. Для получения требуемого звучания важны не только пропорции, форма и определенное расположение материалов по ограждающим конструкциям. На конечный результат оказывают влияние даже шаг и сила, с которой шурупы крепят деревянные панели стен к каркасу.

Таких нюансов в архитектурной акустике достаточно много, и лишь опытному акустику известен фактический вклад каждой «мелочи» в конечный результат. Поэтому только совместная работа архитектора, конструктора, технолога и инженера-акустика позволяет создать помещение, которое впоследствии может гордо именоваться «Храмом музыки».