Понятие реверберации. Стандартное и оптимальное время реверберации. Влияние величины времени реверберации на акустические свойства зала.
Реверберация-
постепенное затухание звука после
выключения источника звука.
Стандартное
и оптимальное время ревеберации.
Стандартное
время реверберации-
время реверберации в течение которого
уровень звукового давления стандартного
тона частотой 500 Гц уменьшается на 60дБ
после выключения источника звука. Время
реверберации -Т.
Зависит
от: объема помещения, ЭПЗ. Расчитывается
на частотах 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 Гц.
Формула
Сабина.
Т=
(с) ν- объем
А=
ЭПЗ. (должно быть связанно с
материалами
отделки зала)
α-
средний коэфициент звукопоглощения
(если
α
Формула
Эйринга:
Sобщ-
площадь всех внутренних
поверхностей.
φ(α)
= -ln
(l-α)
– функция среднего
коэффициента
звукопоглощения.
(из
таблицы).
Оптимальное
время реверберации-
время при котором в помещении данного
назначения создаются наилучшие условия
слышимости.
Допустимое
расхождение расчетного и оптимального
времени реверберации
10%.
Влияние
величины времени реверберации на
акустические свойства зала.
Характеризует
общую гулкость помещения. Слишком плохо,
когда длительная или короткая реверберация.
Малая реверберация – звук в зал не идет.
(Малая
реверберация- “Сухой” зал). Длительное
время реверберации – гулкость.
3.
Структура ранних отражений и ее влияние
на акустику зала (назначение точек,
расчет запаздывания последовательных
отражений, требования акустики к
направлению прихода и времени запаздывания
отражений ).
Ранние
отражения-
отражения поступающие к слушателю с
временем запаздывания, по сравнению с
прямым звуком не более 50мс для речи и
80 мс
для
музыки. Структура ранних отражений
проверяется в трех точках, расположенных
по оси зала и соответствующих передней,
средней и задней зоне зрительских мест
Структура
ранних отражений.
Назначение
точек.
S-источник
звука
1
(2,3) -середина каждой зоны
Расчет
запаздывания последовательных отражений.
Производится
при помощи геометрически (лучевых)
построений в 3х точках, расположенных
по оси зала и соответствующим передней,
средней и задней зоне зрительских мест.
(SB+B1)-
S1
S1-прямой
луч
В1-отраженный
путь
Требования
акустики к направлению прихода и времени
запаздывания отражений.
Направление
прихода отражений зависит от форм и
размеров зала.
Допустимыми
полезными считаются отражения, поступающие
к слушателю с Т запаздывания, по сравнению
с прямым звуком не более 50мс. Эти отражения
дополняют прямой звук источника, улучшая
слышимость и разборчивость речи, повышают
ясность и, прозрачность звучания музыки.
1.
В
речевых помещениях для
хорошей разборчивости речи: запаздывание
первого отражение по сравнению с прямым
звуком не превышало 20мс. С таким же
запаздыванием должны приходить все
последующие лучи.
2.
Оптимальное звучание музыки и
максимальный пространственный эффект
ее восприятия: вслед за прямым звуком
приходит первое отражение (от боковых
стен) через 25-35мс, следующее за ним
15-20мс, после чего временная структура
начинает уплотняться.
3.
Залы
многоцелевого назначения:
запаздывание первого отражения, по
сравнению с прямым звуком (а также
промежутки времени между приходами
следующих отражений) не должно превышать
20-30мс.
Расчет времени реверберации
Для расчета времени реверберации применяется формула для драматического театра.
Топт = 0,36 lg Vсв — 0,1= 0,36lg 1053,70 — 0,1 = 0,99 с
На рисунке 4.3.1 представлено полученное время реверберации в пустом зале после наложения поверхностей.
Рис.4.3.1.
На графике показано рекомендованное время реверберации — 1 с (красная прямая линия в центре). Черные изогнутые линии — это пределы, в которых должно находиться время реверберации. Синяя линия — это полученное время реверберации после наложения материалов. На частоте 500 Гц виден подъем, от 500 Гц резкий спад, таким образом, время реверберации не входит в допустимые пределы.
2. Расчет среднего коэффициента звукопоглощения
Звуковые волны несут с собой механическую
энергию, получаемую или от источника
звука (звуковую энергию). Падая на
какую-либо поверхность, звуковые волны
отражаются от нее, теряя часть своей
энергии. Этот процесс называется
звукопоглощением, а отношение поглощенной
при этом энергии к падающей — коэффициентом
звукопоглощения a, являющимся безразмерной
величиной. При полном поглощении падающей
энергии α= 1, а при полном ее отражении
α = 0. Коэффициент звукопоглощения
некоторой поверхности зависит от ее
материала и расположенной за ней
конструкции, от частоты звука и угла
подения звуковых волн. При акустических
расчетах помещений обычно применяются
усредненные для разных углов падения
коэффициенты звукопоглощения поверхностей,
соответствующие диффузному звуковому
полю.
Для расчета времени реверберации зала
надо предварительно подсчитать его
воздушный объем V, м3, общую площадь
внутренних поверхностей Sобщ,
м2общ, м2. и общую ЭПЗ
(эквивалентную площадь звукопоглощения)
А
Если какая-либо поверхность имеет
площадь S и коэффициент звукопоглощения
α , то величина A = α×S называется
эквивалентной площадью звукопоглощений
(ЭПЗ) этой поверхности.
Из определения звукопоглощения следует,
что ЭПЗ есть площадь полностью поглощающей
звук поверхности, которая поглощает
такое же количество звуковой энергии,
как и данная поверхность S. Если S
измеряется в квадратных метрах, то такую
же размерность имеет и A.
К некоторым объектам сложной формы и
сравнительно небольших размеров
(например, кресла и слушатель) понятие
коэффициент звукопоглощения трудно
приложимо, и звукопоглощающие свойства
такого объекта характеризуются
эквивалентной площадью его звукопоглощения.
Общая ЭПЗ на частоте, для которой ведется
расчет, находится по формуле
(9)
где
—
сумма произведении площадей отдельных
поверхностей S, м2, на их коэффициент
звукопоглощения α для данной частоты,
определяется по формуле (8);
—
сумма ЭПЗ, слушателей и кресел, м2;
αДОБ— коэффициент
добавочного звукопоглощения, учитывающий
добавочное звукопоглощение, вызываемое
прониканием звуковых волн в различные
щели и отверстия, колебаниями разнообразных
гибких элементов и т. п., а также поглощение
звука осветительной арматурой и другим
оборудованием зала.
Коэффициенты звукопоглощения разных
материалов и конструкций, а также ЭПЗ
слушателей и кресел даны в прил. II (табл.
1). Приведенные в таблице значения
получены путем измерения реверберационным
методом, дающим коэффициент звукопоглощения,
усредненный для разнообразных направлений
падения звуковых волн. Значения эти
взяты в среднем по разным данным с
округлением.
Коэффициент добавочного звукопоглощения
αдобдля многоцелевых залов
рассматриваемой категории 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
(многочисленные щели и отверстия на
внутренних поверхностях зала,
многочисленные гибкие элементы — гибкие
абажуры и панели светильников и т. п.),
эти значения следует увеличить примерно
на 30%,а в залах, где эти условия
выражены слабо, примерно на 30%уменьшить.
После нахождения АОБЩподсчитываетсяα— средний коэффициент звукопоглощения
внутренней поверхности зала на данной
частоте:
(10)
Расчет плотности энергии
Модель звукового поля в стационарном режиме с точки зрения геометрической теории примем в виде:
где е — общая плотность звуковой энергии; еD — плотность энергии прямого звука:
еN — плотность энергии первых звуковых отражений:
еR — плотность диффузной звуковой энергии:
РА = 0,63 Вт — мощность источника звука;
с = 1,22 кг/м3 — плотность воздуха;
с = 340 м/с — скорость звука;
? = 4,8 — коэффициент осевой концентрации;
— средний квадрат звукового давления.
Подставив полученные значения еD, еR иеN в формулу (3.7) найдем числовое значение общей плотности звуковой энергии, которая равна:
Зная значение плотности звуковой энергии е найдем интенсивность I и уровень интенсивности LI.
где I = 10-12 соответствует нулевому уровню интенсивности.
По графику кривых равной громкости (рис. 2.8) видно, что уровень интенсивности LI равный 105 дБ соответствует уровню громкости 100 фон который находится в области слухового восприятия человеческого уха. Не выше порога осязания и не ниже порога слышимости. Для хорошего восприятия необходимый уровень звучания не меньше 85 фон.
Загрузка...
