Анализ акустических параметров зала

Прямые пути звука и первые отражения показаны на рис. 3. В общем случае для каждого приемника существует шесть точек первого отражения (от четырех стен, пола и потолка), однако если приемник находится в непосредственной близости от одной из стен, соответствующие точки отражения виртуализируются и первое отражение совпадает с линией прямого распространения звука.

На рис. 3 совпадающие проекции точек отражения от пола и потолка показаны как одна точка в середине линии прямого распространения звука.

В табл. 3 показаны геометрические характеристики путей распространения звуковых лучей, включая прямое распространение и первые отражения.

 

Таблица 3

Геометрические характеристики путей распространения звука

Путь	Источник			Отражение			Приемник			Расстояния		θd, θ’	Фd,Ф’	θ’’	Ф’’
	x	y	z	x	y	z	x	y	z	rd,r’	r’’
И-П1	4	0	1,2				8	15	1,2	15,52		75,07	0,896
И-О11-П1	4	0	1,2	0	5	1,2	8	15	1,2	6,40	12,81	128,7	0,717	51,34	0,951
И-О21-П1
И-О31-П1	4	0	1,2	5,33	-15	1,2	8	15	1,2	15,06	30,12	84,92	0,869	5,08	1
И-О41-П1	4	0	1,2	30	8,12	1,2	8	15	1,2	27,24	23,05	17,35	0,994	17,35	0,994
И-О51-П1	4	0	1,2	6	7,5	7,5	8	15	1,2	9,99	9,99	78,46	0,887	50,94	0,951
И-О61-П1	4	0	1,2	6	7,5	0	8	15	1,2	7,85	7,854	75,25	0,896	81,21	0,88
И-П2	4	0	1,2				15	0	1,2	11		0	1
И-О12-П2	4	0	1,2	0	0	1,2	15	0	1,2	4	15	180	0,5	0	1
И-О22-П2	4	0	1,2	9,5	15	1,2	15	0	1,2	15,98	15,98	69,86	0,91	20,14	0,992
И-О32-П2	4	0	1,2	9,5	-15	1,2	15	0	1,2	15,98	15,98	69,86	0,91	20,14	0,992
И-О42-П2	4	0	1,2	30	0	1,2	15	0	1,2	26	15	0	1	0	1
И-О52-П2	4	0	1,2	9,5	0	8,5	15	0	1,2	9,14	9,14	53	0,947	37	0,974
И-О62-П2	4	0	1,2	9,5	0	0	15	0	1,2	5,62	5,62	12,31	0,997	77,69	0,889
И-П3	4	0	1,2				30	-15	1,2	30,02		29,98	0,983
И-О13-П3	4	0	1,2	0	-1,76	1,2	30	-15	1,2	4,37	32,79	156,2	0,603	23,81	0,989
И-О23-П3	4	0	1,2	12,7	15	1,2	30	-15	1,2	17,32	34,65	59,98	0,933	30,02	0,983
И-О53-П3	4	0	1,2	17	-7,5	8,5	30	-15	1,2	16,69	16,69	38,84	0,972	64,06	0,924
И-О63-П3	4	0	1,2	17	-7,5	0	30	-15	1,2	15,06	15,06	30,3	0,983	85,43	0,867

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.  3.  Прямые пути из источника (И) к приемникам (П) и первые отражения, обозначенные точками отражений (О).

 

Результаты расчетов А(f) представлены в таблице 4. Далее находим среднее значение величины А – А0 в зависимости от объема зала по рисунку 2.10.

На основании расчетов характеристик А(f) и А0 построим форму А1(f), которая определяется как

 

 

где = –5.

Таблица 4

Значения величин А, А0 и А1

f  Гц	125	250	500	1000	2000	4000
А	–4,7	–6	–5,7	–5,1	–4,8	–2,9
А0	–5	–5	–5	–5	–5	–5
А1	0,3	–1	–0,7	–0,1	0,2	2,1

 

 

Сравним получившуюся характеристику А1(f) с оптимальной формой характеристики А(f).

 

 

Рис. 4.  Оптимальная форма характеристики А(f) и полученная характеристика А1(f)

 

По рисунку 3.1 видно, что А1(f) не существенно отклоняется от оптимальной характеристики и выходит из допустимую область, которая обозначена штриховкой.

 

 

 

 

 

1.5.   Расчет времени реверберации

Находим количество отражений N  в точках отражений:

 

Зная количество отражений N и средний коэффициент поглощения αср можем рассчитать  время реверберации на всех октавных частотах:

 

Оптимальное время реверберации находим по рис. 5.  Данный зал в основном предназначен для речевых передач поэтому по графику берем характеристику 1. Соответственно Топт  при  V = 6750 м3  будет равно 1,1 с.

 

Рис. 5.  Зависимость оптимальной реверберации для частоты 500 Гц от объема помещения: 1 – для речевых передач; 2 – для малых музыкальных форм и оперных театров; 3 – для концертных залов (симфоническая музыка); 4 – для органной музыки пунктиром дана приближенная аналитическая зависимость.

 

Рис. 6.  Частотная зависимость времени оптимальной реверберации: 1 – для музыкальных программ; 2 – для речевых передач. Красной линией показана расчетная характеристика.

По рис. 6 определим частотную характеристику оптимального времени реверберации. Полученные значения занесем в табл. 5.

Таблица 5

Время реверберации на октавных частотах

f , Гц	125	250	500	1000	2000	4000
Tрас	0,65	0,49	0,53	0,58	0,61	0,92

 

 

Построим частотные зависимости оптимального  времени ревербера- ции и расчетного и сравним их.

Данные расчета показали, что Трас занижено по сравнению со значение найденным по графику, по этому помещение обладает заглушенностью, что не позволяет получить в зале хорошую разборчивость речи.

Регулирование значения времени реверберации производим путем подбора звукопоглощающих материалов. Для приближения к оптимальному значению Трев , αср должно быть меньше имеющегося на СЧ и больше на ВЧ и НЧ.

Заменим фанерное покрытие потолка гипсовыми перфорированными плитами с пористым заполнителем и воздушной прослойкой 200 мм.

Проведем аналогичные расчеты Аф∑, αср, βср и результаты занесем в таблицу 6.

 

 

 

 

 

 

Таблица 6

Результаты расчета  , , .

Частота,Гц		125		250		500		1000		2000		4000
Элемент поверхности и характеристики помещения	Площадь, м2	α	А	α	А	α	А	α	А	α	А	α	А
Пол линолеум	900	0,02	1,08	0,02	1,08	0,03	1,62	0,03	1,62	0,04	2,16	0,04	2,16
Двери	15	0,03	0,1086	0,02	0,0724	0,05	0,181	0,04	0,1448	0,04	0,1448	0,4	1,448
Потолок гипсовые плиты	900	0,25	225	0,65	585	0,65	585	0,6	540	0,55	495	0,3	270
Стены МДФ панели	636	0,3	58,3	0,15	26,6	0,06	10,6	0,05	8,9	0,04	7,1	0,04	7,1
Оштукатуренные стены	225	0,02	2,145	0,02	2,145	0,02	2,145	0,02	4,29	0,04	4,29	0,04	4,29
Кресла	96	0,05	3,3	0,09	5,9	0,12	7,9	0,13	8,57	0,15	9,9	0,16	10,5
Основной фонд поглощения ,Сб	2796		450,75		715,44		668,37		617,58		581,4		362,76
Средний коэффициент поглощения,		0,161		0,256		0,239		0,221		0,208		0,130
Средний коэффициент отражения,		0,839		0,744		0,761		0,779		0,792		0,870

 

 

 

 

Найдем время реверберации с учетом замены материалов. Полученные значения занесем в таблицу 7.

Таблица 7

Время реверберации на октавных частотах

f , Гц	125	250	500	1000	2000	4000
Tрас	0,68	0,76	0,88	0,87	0,88	0,88

 

 

Сравним расчетную частотную характеристику с оптимальной (рис. 6).

Рис. 6.  Частотная зависимость времени реверберации после замены покрытия потолка

По рис. 6 видно, что расчетная характеристика укладывается в допуски оптимального времени реверберации, т.е. подбор материалов произведен правильно.

 

 

 

 

 

Выбор и расчет системы озвучения и звукоусиления

Выбор системы озвучения

 

Системы озвучения и звукоусиления представляют собой совокупность усилительных и электроакустических устройств, предназначенных для воспроизведения звукового сигнала и обеспечивающих хорошую слышимость на достаточно большой площади. Система звукоусиления отличается от системы озвучения наличием акустической обратной связи, обусловленной тем, что микрофон, принимающий сигнал для усиления, находится в звуковом поле громкоговорителей, излучающих усиленный сигнал.

Озвучением называют громкоговорящее воспроизведение акустических сигналов (вещание, звукозаписи, различной информации, в том числе сигналов оповещения гражданской обороны и др.) в заданных местах расположения слушателей или на открытом воздухе.

Усиление звука применяют для увеличения акустического сигнала в условиях, когда из-за недостаточной мощности источника звука (оратор, чтец, солист и т. п.), больших размеров озвучиваемой поверхности или заглушённого помещения уровень звука в месте расположения слушателя оказывается ниже требуемого.

В зависимости от расположения громкоговорителей по отношению к озвучиваемой площади, системы озвучения подразделяют на сосредоточенные, зональные и распределенные.