Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский государственный

архитектурно-строительный университет

Кафедра общей и строительной физики
Акустическое проектирование зала
Выполнила: Зезюлинская В.О.

                                                             Группа 1-ДАС-IV

                                                             Проверила:  Леонтьева Ю.Н.
                            Санкт-Петербург

                                   2010




Содержание

ВВЕДЕНИЕ.. 3

Исходные данные.. 4

Воздушный объем и пропорции зала.. 4

Оптимальная форма зала в плане.. 6

Профиль пола.. 7

Профилировка потолка и стен.. 7

Особенности проектирования залов многоцелевого назначения.. 9

Предотвращение концентрации отраженного звука.. 10

План зала многоцелевого назначения

Разрез зала многоцелевого назначения

Лучевой эскиз

Расчет в программе "Акуст"

График времени реверберации.

Вывод




ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время практически все большие залы оборудуют системой зву­коусиления, но для ряда залов предъявляются требования обеспечения оптималь­ных акустических условий без средств звукоусиления. К залам с естественной акустикой относятся лекционные, театральные и концертные залы, залы многоцелевого назначения вместимостью до 3000 человек.

Для обеспечения хорошей акустики залов необходимо выполнить следую­щие рекомендации:

·                   время реверберации проектируемого помещения должно отличаться от ре­комендуемого не более чем на 10 %;

·                   на зрительских местах необходимо обеспечить максимально возможный уровень звукового давления полезного звука;

·                   выбрать форму и очертание внутренних поверхностей, обеспечивающих как формирование ранних малозапаздывающих звуковых отражений, так и необходи­мую степень диффузности звукового поля;

·                   предотвратить концентрацию звука, которая может возникнуть при нали­чии вогнутых поверхностей малого радиуса, а также избежать других акустичес­ких дефектов.

Нужного соотношения в распределении прямой и отраженной звуковой энер­гии, а также создания диффузного звукового поля добиваются путем правильного выбора:

-                    объема зала и его вместимости;

-                    взаимного размещения сцены и зрительских мест;

-                    профиля и места расположения отражающих поверхностей и отдельных архитектурных элементов;

-                    количества, свойств и размещения звукопоглощающего материала.

Исходные данные

Тип зала: зал многоцелевого назначения

Вместимость зала: 800 человек.

Воздушный объем и пропорции зала

Объем зала должен назначаться в соответствии с существующими нормами. В зале многоцелевого назначения имеется сценическая коробка, но общий объем его принимается без учета объема сцены. Если известно количество зрителей, то объем можно определить как:

                                          ,

- удельный объем,

- количество зрителей           
Удельный объем зала принимаем по таблице, в которой отражен рекомендуемый объем для каждого типа зала. В данном случае для зала многоцелевого назначения рекомендуемый удельный объем равен 6.

Таблица 1

Назначение зала	Рекомендуемый удельный объем, м3
Концертный зал с органом и хором	10-12
Концертный зал без органа, филармония	8-9
Оперный театр	6-7
Зал камерной музыки, оперетты	6
Зал многоцелевого назначения	4-6
Драматический театр	5
Конференц-зал, лекционный зал, аудитория	4

И так воздушный объем данного зала равен:

= 6*800=4800 м3


Также при выборе параметров зала учитываем следующие аспекты:

1.    отношение длины зала к его средней ширине соответствует диапазону 1-2 и точно не превышать 3. В нашем случае: длина зала/ср.шир.зала=28,43/16,5=1,73

2.    отношение средней ширины зала к его средней высоте так же лежит  в диапазоне 1-2 и не привышает 3.

В нашем случае:

3.    длина зала со сценической коробкой не более 26м от задней  стены до занавеса. В нашем случае эта длина равна 28,4 м.

Гармонические пропорции зала можно определить по величине его объема, используя модуль золотого сечения линейных размеров зала. Золотое сечение - это отношение размеров, близкое к отношению 3:5:8.

Модуль золотого сечения в нашем случае равен:

Х= 16,869/4,94=3,45

где v - требуемый объем зала, м³.
Высота Н=3,45*3=10,35

Ширина В=3,45*5=17,25

Длина L=3,45*8=27,6

Так как форма зала принимается не прямоугольной в плане то, данные размеры лишь ориентировочные или иными словами средние величины по данным измерениям.

Оптимальная форма зала в плане

Форма залов зависит от их назначения, однако существуют общие требова­ния, соблюдение которых позволяет достичь хорошей акустики залов:

·        расстояние между источником звука и слушателем должно быть минималь­ным;

·        форма плана должна учитывать направленность источника звука. Угол между лу­чами, направленными от источника к крайним рядам партера, должен быть мини­мальным;

·        форма отражающих поверхностей вблизи источника звука должна обеспечивать максимально возможную передачу звуковой энергии на последние ряды

·        радиус кривизны вогнутых и сводчатых поверхностей с малым звукопоглащением должен превышать расстояние от источника до вогнутой поверхности не менее чем в 2 раза, что позволит избежать очагов концентрации звука;

·        в залах большой вместимости следует избегать параллельности стен, а так­же параллельности пола и потолка для предотвращения проявления интерферен­ции отраженных звуковых волн (возникновения стоячих волн), приводящей к не­равномерному распределению звука. Отклонение от параллельности боковых стен на 2-3 ° позволяет исключить такие нежелательные явления, как «порхающее эхо» и концентрация звука.

Форма зала в плане, отвечающая изложенным требованиям, изображена на рис. 1.



Рис. 1. Наиболее рациональная форма зала в плане

Если последние ряды удалены от источника звука более чем на 30 м, устра­ивают балкон.

Профиль пола


Пол партера и балкона должен иметь профиль, обеспечивающий хорошую видимость сцены, что уменьшает поглощение прямого звука при рас­пространении его от источника над слушателями (рис. 1). Предусмотрен подъем пола зала, составляющий приблизительно 12 см на ряд. Ряды, расположенные на расстоянии менее 9-10 м от источника звука, не требуют подъе­ма. Пол балкона может проектироваться с несколько большим подъемом h
.

Высота авансцены равна 1 м.

Ширина зрительского места 0,6 м. Расстояние между рядами (между спинками кресел) равно 2м.


Рис. 1. Профиль пола, обеспечивающий каждое зрительское место прямым звуком





















































Профилировка потолка и стен


Для повышения уровня звукового давления полезного звука предусматривают наклон задней части потолка и задней стены как показано на рис.7.



Рис. 7. Рациональные типы                       Рис. 9. Устройство отражателей

примыкания потолка к задней           на боковых поверхностях

 стене.



           Рис.8. Форма и профиль потолка, обеспечивающие

                           необходимое отражение

Особенности проектирования залов многоцелевого назначения

В залах клубов, актовых залах учебных заведений и т.п. акустические условия должны быть достаточно хорошими при самых разнообразных программах, хотя эти условия часто противоречивы.

Чаще всего принимается компромиссное решение. В зале обеспечивается сравнительно небольшое время реверберации, а его внутренние поверхности формируются таким образом, чтобы часть из них направляла к слушателям малоинтенсивные малозапаздывающие отражения, увеличивая ясность звучания, в то время как другая часть создавала рассеянное отражение звука, повышающее диффузность звукового поля. Это достигается при помощи различной степени расчленения отдельных поверхностей зала.

Как и в музыкальных залах, ранние отражения лучше получать преимущественно от боковых стен. Это позволит усилить пространственное впечатление наряду с увеличением ясности звучания.

Наиболее оправданно компромиссное решение для многоцелевых залов средней вместимости (300-1200 мест). В нашем случае 800 мест. В таких залах нет особой необходимости в большом времени реверберации. Максимальный объем зала составляет 1500-6000 м3. В нашем случае 4932 м3.

В крупных многоцелевых залах акустическое решение связанно с использованием электроакустики. В зале обеспечивается необходимое для речевых программ  время реверберации. Увеличенное время реверберации при исполнении концертных программ осуществляется с помощью систем искусственной реверберации. Второй подход к акустическому решению крупных залов основан на использовании переменного звукопоглощения, а так же трансформации звукоотражающих  поверхностей и объема зала.

.
Предотвращение концентрации отраженного звука

В залах не должно быть вогнутых поверхностей, обладающих свойством концентрировать отражаемый ими звук. Концентрация звука при малом запаздывании приводит к ухудшению разборчивости речи, а при большом запаздывании к появлению сильного эха. Для предотвращения концентрации звука радиус кривизны стены  или потолка R должен в два раза превышать расстояние от стены до источника.

Выпуклые поверхности, наоборот, создают рассеянное отражение звука и повышают диффузность звукового поля, поэтому в данном зале мы запроектировали выпуклую профилировку стен – пилястры D=0,5м. и расположенные с шагом 3м.





Рис. 14. Размеры членений диффузно отражающей поверхности.

Так же в данном зале многоцелевого назначения запроектирован балкон, что повышает диффузность звукового поля на таких низких частотах, на которых  пилястры не дают достаточного рассеивания.

В залах вместимостью более 600 слушателей целесообразно устройство од­ного или нескольких балконов, что снижает объем зала, уменьшает его длину и увеличивает диффузность поля.



 Рис. 3. Целесообразные пропорции балконного пространства

Итак, основные условия, обеспечившие диффузность звукового поля:

-         отсутствие резких различий в основных размерах зала

-         непараллельность стен, потолка и пола.

-         членение значительной части внутренних поверхностей.

-         наличие балкона.
 ВЫВОД

    Расчеты и построения показали, что акустические свойства зала многоцелевого назначения вместимостью 800 человек данной конфигурации соответствует нормам и требованиям.                                                                                              Проверка по объему зала показала, что обеспечивается необходимый удельный объем на одного человека.

   По рекомендуемому времени реверберации: на 6 частотах обеспечивается отклонение от рекомендуемого времени в пределах 0,20- 7,09%.

   По допустимому времени запаздывания отраженного звука: удовлетворяет геометрическим построениям и находится в пределах 0,02-0,03 с.

   По предотвращению концентрации отраженного звука: в зале отсутствуют вогнутые поверхности обладающие свойствами концентрировать звук, дуфффузности звукового поля также способствует наличие балкона и пилястр.

   По формированию диффузного звукового поля: значительная часть внутренних поверхностей зала за счет не параллельности создается рассеянное распространение звука. Наличие профилировки пола, потолка и стен также способствуют рассеиванию звука.