Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Геометрическое построение отражений от плоских поверхностей.

Построение отражений от плоских поверхностей производится с помощью метода мнимого источника звука (рис. 1а).

Для построения мнимого источника надо опустить из точки F перпендикуляр на отражающую поверхность и на продолжении его отложить отрезок F′O, равный FO. Продолжение АМ прямой F′M, проведенной из мнимого источника звука, является отраженным лучом. Итак, луч FА является лучом, падающим на поверхность, луч АМ – отраженным от поверхности и луч FМ является прямым звуком.

Геометрическая акустика. Построение отражений от криволинейных поверхностей.

При отражении от вогнутых поверхностей звуковые лучи сходятся в точке, которая называется фокус (рис.1б). Фокусировка или концентрация звуков в зале является крупным акустическим недостатком. При этом в районе фокуса возникает зона повышенной громкости, а другие участки лишены усиливающих отражений («звуковые ямы»). Устранение этого недостатка при проектировании залов обеспечивается выбором надлежащего радиуса кривизны R, при котором фокус не образуется в районе расположения мест зрителей. Если же оставить форму поверхности без изменений, то для избежания фокусирования звука следует применить членение поверхности для рассеивания отраженных звуков или облицевать ее звукопоглощающими материалами. Место нахождения фокуса, образованного отраженными звуковыми лучами, определяется по формуле: ,

где X – расстояние от фокуса до поверхности, м;

d - расстояние от источника звука до поверхности, м;

R – радиус кривизны поверхности, м.

Луч АМ, проходящий через фокус f и точку М (зритель в зале), является отраженным звуковым лучом. Звукорассеивающий эффект вогнутой криволинейной поверхности наблюдается при условии

R > 2d. В этом случае Х < 0 и фокус располагается по другую сторону поверхности (рис. 1в).

Построение отраженных звуковых лучей от выпуклых криволинейных поверхностей (рис.1г) свидетельствует о звукорассеивающих свойствах этих поверхностей. Поэтому на практике этот вид пластической отделки интерьера широко используется для создания диффузного звукового поля.

Диффузное звуковое поле. Мероприятия, повышающие степень диффузности звукового поля в зале.

Диффузное звуковое поле – звуковое поле, во всех точках которого усредненный во времени уровень силы звука и поток звуковой энергии, приходящий к слушателю по любому направлению, постоянны.

Однородное звуковое поле. Суммарный уровень силы звука будет примерно одинаков.

Изотропное звуковое поле. Когда отражение звуков идёт со всех сторон. Очень важно для концертных залов. Первые сильные, мало запаздывающие отражения улучшают слышимость, обеспечивают разборчивость речи и ясность звучания музыки. Поздние отражения, с меньшим уровнем силы звука, создают дополнительное качество звучания в зале, речи придают естественную тембровую окраску, музыке полноту и живость.

Мероприятия, повышающие диффузность звукового поля.

Чтобы первые отражения было направлено, они должны быть направлены на балкон. Поверхности, дающие их должны быть большими и главными. А поверхности, дающие позднее отражения можно и нужно расчленять.

1.Членение поверхностей на звукорассеивающие элементы.

Чтобы поверхности эффективно рассеивали звук, следует применять элементы членения, размеры которых должны быть соизмеримы с длиной волны. Для рассеивания звуков средней частоты служат колонны, пилястры, барельеф. Для рассеивания звуков высокой частоты используют мелкие детали, а в частности лепнину. Для рассеивания звуков низкой частоты используют крупные элементы членения, а в частности балконы, лоджии, ярусы, ниши. Важны размеры членения, а не форма.

3. Чередование звукопоглотителей и звукоотражающих материалов. Для ср.частот Sсегмента =1-5 м2(в основном для задней стены). При этом поверхность должна быть гладкой или форма зала круглая.

Звукопоглощающие материалы и конструкции. Функции, классификация, область применения.

Материалы и конструкции, у которых коэффициент звукопоглощения a ≥ 0,2 называются звукопоглощающими.Энергия звуковых волн, падающих на поверхность, в общем случае частично отражается, частично поглощается и частично проходит через ограждающую конструкцию. Чтобы учесть ту часть энергии, которая не отражается, а поглощается (и отчасти, возможно, проходит через ограждение), вводится коэффициент звукопоглощенияданной поверхности α. Коэффициент звукопоглощения может меняться в пределах: 0 < a ≤ 1.

Функции:

1.Обеспечение оптимальных акустических условий в залах разного назначения (обеспечение оптимального времени реверберации Топт, отсутствие эха).

2. Снижение шума в данном помещении.

-В учебных, спортивных, зрелищных залах – для хорошего восприятия речи и музыки.

-В производственных цехах, адм. помещениях, банках, вокзалах, магазинах, студиях звукозаписи.

Классификация по величине α:

α≥0,8 – 1 класс

0,4≤α<0,8 – 2 класс

0,2≤α<0,4 – 3 класс

α зависит от частоты падающих звуков.

Классификация звукопоглотителей по механизму звукопоглощения:

1. Пористые;2.Мембранные;3.Комбинированные.

Пористые звукопоглотители эффективны в области высоких и средних частот. Такие поглотители звука обычно изготавливают в виде плит или панелей, которые крепят непосредственно к поверхности или на относе. Используемые материалы – минеральная вата, стеклянное, капроновое или древесное волокно, пенопласт и т.д. Лицевая поверхность данных материалов может быть обработана специальными красками (пористыми). Лист пористого материала, помещенный на некотором расстоянии от поверхности стены, будет оказывать такое же действие, как и более толстый слой звукопоглотителя. Кроме того, в этом случае увеличится поглощение звука на низких частотах. К пористым материалам относятся также драпировки и ковры. Для акустической обработки поверхностей различной конфигурации: криволинейных стен и потолков, круглых колонн, и т.д. – можно использовать акустические обои или напыляемые акустические покрытия.

а) с воздушным промежутком;

б) без воздушного промежутка.

Мембранные поглотители звука представляют собой гибкие листы, растянутые на опорах, либо жесткие панели, установленные на некотором расстоянии перед твердой поверхностью. Эффективны для низких частот. Примеры мембранных поглотителей звука: гипсокартонные листы, деревянные панели, жесткие древесноволокнистые плиты – с воздушной прослойкой. Перфорированные листы -эффективны для средних частот. Такие поглотители наиболее эффективны на резонансной частоте, которая зависит от их поверхностной плотности и ширины ограниченной ими полости. Резонанс зависит от массы плиты и толщины воздушного промежутка.(Гель Гольц).

Конструкции с перфорированным покрытием материала позволяют получать достаточно большое звукопоглощение в любой области частот. Такие поглотители представляют собой слой пористого материала, укрепленный на поверхности и закрытый перфорированным экраном. Частотная характеристика регулируется подбором материала, его толщиной, толщиной экрана, размером и формой отверстий, процентом перфорации. Преимущество перфорированных конструкций заключается в простоте их монтажа, широком спектре звукопоглощения, а также – в хороших возможностях архитектурно-декоративного решения интерьеров помещения.

Фокусировка звука в залах. Мероприятия по ее устранению.

Место нахождения фокуса, образованного отраженными звуковыми лучами, определяется по формуле: ;

где X – расстояние от фокуса до поверхности, м;

d - расстояние от источника звука до поверхности, м;

R – радиус кривизны поверхности, м.

1.0<R<d; 0<x<d –фокус находится в зале(это плохо);

2.R=d; x=d=R –фокус окажется на сцене(это плохо);

3.d<R<2d; 0<x; x>d. –фокуса в зале не будет(это хорошо);

4.R=2d; х=∞

5.R=2d; х<0

6. ; R<0; х<0(это хорошо).

Устранение фокусировки в зале:

1.Выбор радиуса кривизны, при котором фокус не образуется в зоне зрительных мест и на сцене. R>d.

2.Членение поверхности для рассеивания отраженных звуков.

3.Облицовать вогнутую поверхность звукопоглощающими материалами.

Основные акустические требования к зрительным залам. Меры, обеспечивающие их выполнение.

1.Обеспечение всех зрителей достаточной звуковой энергией.

2.Создание диффузного звукового поля, исключающего возможность образования таких акустических дефектов как эхо, фокусировка звука и тд.

3.Обеспечение оптимального времени реверберации в зале.

Выбор основных архитектурно строительных параметров зала.

Выбор размера зала:

1. Длина зала l, м. Для драм театра – l≤25 м. (27 м –балконы);

Оперный театр - l≤30 м. (32 м –балконы);

Концертный зал - l≤40 м. (45 м –балконы).

2.Пропорции зала: b, м-ср. ширина; h, м-ср. высота; 1< ^l _b <2; 1< ^l _h<2.

3.Объем зала:V,м³; V=V_уд*N.

4. Правильный выбор формы зала.

Шум. Основные источники шума в городе. Характеристики шума. Нормирование шума.

Шум – это звук, не желательный в данной обстановке.

Уровни шума измеряются шумомером и рассчитываются в децибелах (дБ). Человек воспринимает звуки в диапазоне от 20-25дБ до 130-140дБ.

Уровни шума: тишина – <15-20дБ; шепот человека – 25-30 дБ; негромкая речь – 35-45 дБ; городской транспорт – 55-60 дБ; транспортные шума в крупных городах – 70-80 дБ; метро – 80-85 дБ; самолет – 115-120 дБ.

Исследователями установлено, что сверхнормативные уровни шума способны ухудшить слух и явиться одной из причин органических заболеваний. В РФ действуют санитарные нормы допустимого уровня шума, где для различных территорий и условий нахождения человека даны предельные значения уровня шума: на территории мкр-на 45-55 дБ; в школьных классах 40-45 дБ; больницы 35-40 дБ; в промышленности 65-70 дБ.

Основные источники шума в городах:

-транспорт (наземный – авто и ж/д; подземный

-источники промышленного шума (технологическое оборудование, краны, компрессорные установки)

-авиационный шум (аэродромы);

-Источники жилищно-коммунального шума (лифты, соседи, мусоропроводы и др.)

Снижение шума:

-борьба с шумом в источнике его возникновения;

-снижение шума в непосредственной близости от источника;

-снижение шума на пути его распространения;

-градостроительные меры борьбы с шумом:

-использование шумозащитных свойств зеленых насаждений;

-использование рельефа местности – выемок и насыпей;

-применение акустических экранов;

-проектирование и строительство шумозащищенных зданий (использование звукоизоляционных материалов);

Шум характеризуется уровнем (дБ) и частотой (Гц) измеряемой. В шуме присутствуют звуки различной частоты. Человек распознает частоты от 30-40 Гц до 18-20 кГц. Частота ниже 30 Гц (10-15 Гц) образует поле инфразвуков, выше 20 кГц – ультразвуки.

Понятие о спектрах шума. Шум оценивается не только по уровню, но и по спектру. Спектр представляет собой графическую зависимость между уровнями звука и их частотой. В области частот выделяют: низкие от 30-40 Гц до 150-200 Гц; средние 400-1000 Гц; высокие 1000и более Гц.

Архитектурно-планировочные мероприятия по борьбе с шумом.

Средства защиты от шума:

1.Градостроительные – от внешнего шума.

-функциональное зонирование территории;

-удаление источника звука от объема шумозащиты;

-шумозащитные экраны.

2.Рациональная внутренняя планировка здания.

-помещения с источником шума должны быть сосредоточены в одном месте и удалены от жилых помещений;

-жилые комнаты не должны соседствовать с шахтой лифта.

3 .Конструктивные.

-применение ограждающих конструкций с требуемой звукоизоляцией;

-применение окон с надлежащей звукоизоляцией, соответствующей ориентации;

-применение звукопоглощающих облицовок.

Воздушный шум в зданиях. Нормирование и меры повышения звукоизоляции конструкций от воздушного шума.

Воздушный шум передаётся через перегородки.

Воздушный шум – передача звуковой энергии через ограждение, при этом источник шума не связан с ограждающими конструкциями.

Источник звука вызывает колебания в перегородке.

Прямая и косвенная передача шума.

Изоляция от воздушного шума – ослабление звуковой энергии при передаче её через ограждающие конструкции. Нормируемый параметр – индекс изоляции воздушного шума , дБ

Индекс показывает разность уровня силы звука до и после передачи через ограждение.

показывает насколько ослабевает шум после прохождения через конструкцию.

Конструкция удовлетворяет нормам изоляции воздушного шума, если выполняется условие:

чем больше – тем лучше.(расчётный ≥ нормативный)

Меры, повышающие звукоизоляционные качества ограждений:

1.Уменьшение колебаний, путём увеличения массы конструкций (при удвоении массы индекс воздушного шума увеличивается на 6 дБ).

2.Обеспечение рассеивания и поглощения звука внутри конструкции путём применения многослойной конструкции. Многослойные панели, увеличивают индекс на 1-9 дБ.

Ударный шум. Нормирование звукоизоляции от ударного шума.

Возникает при ударном воздействии на перекрытие происходит прямая передача шума между тихим и шумным помещением.

Прямая и косвенная передача шума.

Косвенная передача – структурный шум связан с колебаниями конструкции (передаётся на большие расстояния). Изоляция от ударного шума – способность перекрытий снижать шум помещений под перекрытиями. Нормируется индекс приведённого уровня ударного шума , дБ

показывает допустимый уровень шума в изолированном помещении – уровень шума в нижних помещениях. Перекрытия удовлетворяет нормам изоляции от ударного шума, если выполняется условие:

чем меньше – тем лучше.(расчётный ≤ нормативный)

Звукоизоляция от ударного шума(пути повышения звукоизоляции перекрытий).

1.Применение доп.устройства потолка, обеспечивающее звукоизоляцию

2.Применение доп. устройства пола, обеспечивающее звукоизоляцию (плавающий пол)

Конструкция пола снижает на 18-20 дБ.