Цель архитектурной акустики — обеспечение строительными средствами хорошей слышимости естественной речи и музыки, а также звуков, воспроизводимых электроакустической аппаратурой.

При проектировании залов к таким средствам относятся их размеры и форма, членение поверхностей стен и потолков различными объемными элементами, обработка их материалами, отражающими или поглощающими звук. В залах могут размещаться специальные звукопоглощающие конструкции, устанавливаться мебель с определенными звукопоглощающими характеристиками.

Один из наиболее важных критериев, определяющих хорошую слышимость в помещениях, — время реверберации. Под реверберацией понимают процесс затухания звука после выключения его источника. Этот процесс происходит при многократных отражениях звука от внутренних поверхностей помещения. За счет реверберации звук в помещении становится громче и продолжительней, чем в открытом пространстве.

Увеличение громкости играет положительную роль, так как появляется возможность строить залы большой вместимости без применения специальных систем звукоусиления.

Увеличение продолжительности звучания в известной мере также играет положительную роль при исполнении мелодичной музыки, придавая ей новые оттенки, но может оказаться и вредным при звучании речи и ритмической музыки, так как снижает разборчивость.
Для количественной оценки реверберации введено понятие стандартного времени реверберации — времени, за которое энергия звука уменьшается в 10 раз (что соответствует уменьшению уровня звукового давления на 60 дБ).

Время реверберации помещения зависит от его объема и звукопоглощения его поверхностей и находящихся в нем предметов. Поэтому оно может регулироваться архитектурно-строительными средствами.

Временем реверберации не исчерпывается акустическая характеристика залов. Значительное влияние на качество звучания оказывает соотношение громкости сигнала, идущего от источника звука, и сигналов, полученных в результате первых отражений от внутренних поверхностей помещения. Так, если отраженный звук будет подходить к слушателю с запаздыванием по отношению к прямому сигналу на 0,1 с для продолжительных сигналов и 0,05 с — для коротких сигналов, слушатель будет воспринимать отраженный сигнал как эхо. Чтобы этого не происходило, необходимо ограничить размеры зала или разместить на удаленных отражающих поверхностях эффективные поглотители звука.

Важной акустической характеристикой зала является степень диффузности звукового поля. Диффузность достигается формой зала, сочетанием звукопоглощающих и отражающих поверхностей, профилировкой (членением) отражающих поверхностей.
Общая форма зала создается на основе принципов геометрической акустики. Геометрическая акустика использует представление, согласно которому звук распространяется от источника к слушателю по прямой линии (лучу) и угол падения его на какую-либо поверхность равен углу отражения, если размеры поверхности больше длины волны на рассматриваемой частоте. Если размеры поверхности или размеры ее членений близки к длине волны, — происходит рассеянное отражение звука. Если размеры членения значительно меньше длины волны, происходит направленное отражение от поверхности, как если бы она была гладкой.

Вогнутая поверхность создает фокусирование звука. Такие поверхности стен или потолков бывают в залах круглой и овальной формы и при сводчатых потолках. Во всех этих случаях вблизи центров кривизны вогнутых поверхностей сильно нарушается диффузность звукового поля, что приводит к значительному ухудшению качества звучания. Поэтому с акустической точки зрения использование вогнутых поверхностей нежелательно. Если этого избежать не удается, недопустимо, чтобы центры кривизны приходились на поле зрительских мест. Снизить отрицательный эффект вогнутых поверхностей можно их раскреповкой, размещением на них различных декоративных деталей, рассеивающих звук, звукопоглощающей обработкой.

При проектировании формы зала следует избегать параллельности противоположных стен, пола и потолка. Это может привести к так называемому «порхающему эху» — резонансному явлению, при котором в различных местах зала возникает неустойчивое во времени усиление громкости сигнала. Для исключения «порхаю-щего эха» угол между противоположными стенами должен быть не менее 5°.
В залах большой вместимости обеспечение оптимального времени реверберации достигается размещением большого количества звукопоглотителей. Наиболее подходящие места размещения звукопоглотителя — задняя стена и треть примыкающих к ней боковых стен и потолка, поскольку первое отражение от этих поверхностей может идти с большим запаздыванием по сравнению с прямым сигналом и приводит к снижению его разборчивости.

Стены и потолок вблизи сцены должны хорошо отражать звук в глубину зала. Поэтому они обрабатываются плотными материалами. Их форма и ориентация относительно источника звука должны обеспечивать первые отражения, направленные к зрителям, наиболее удаленным от сцены.

В аудиториях, конференц-залах, залах драматических театров основное значение имеет разборчивость речи. Разборчивость оценивается артикуляцией, которая выражается в процентах правильно понятых слов или слогов по отношению ко всем произнесенным.
Хорошие акустические качества залов могут быть достигнуты только при низких уровнях проникающих извне шумов. Для достижения этого должны быть приняты планировочные меры, заключающиеся в удалении от зрительных залов всех помещений с повышенными источниками шума (системами кондиционирования воздуха, насосами, лифтами, оборудованием мастерских). Здания театров, студий желательно удалять не менее чем на 100 м от линий железных дорог, метрополитена, автомагистралей. Ограждающие конструкции залов должны иметь повышенную степень звукоизоляции.

Размеры залов с естественной акустикой, ограниченные возможностями человеческого голоса, не могут превышать 30 м в длину. При больших размерах зала необходимо применение электроакустических систем звукоусиления. Простейшие системы звукоусиления малых залов состоят из микрофона, усилителя и динамических громкоговорителей, устанавливаемых в передней части зала. Такие системы практически не требуют каких-либо дополнительных строительно-акустиче-ских мер по сравнению с залами с есественной акустикой.

Современное развитие электроники позволило создать ряд новых систем с различными акустическими возможностями. К их числу относятся многоканальные системы широкоформатных кинотеатров, позволяющие по ходу действия на экране производить звук в разных зонах зрительного зала; амбиофонические системы, изменяющие время реверберации и создающие эффект эха. Создаются звукорежиссерские пульты, объединяющие указанные системы и позволяющие менять тональную окраску звучания по ходу театрального действия или музыкального исполнения. В настоящее время такими пультами оборудуются большие залы универсального назначения, теле - и радиостудии.

Собственное время реверберации таких залов, достигаемое строительными средствами, должно составлять около 1, 8 с. Такое время обеспечивает комфортные условия для находящихся в зале людей. Поглощающие материалы и конструкции в залах с электроакустическими систе-мами должны быть распределены равномерно по всем поверхностям.

По материалам сайта Курсовые дипломные