Акустический расчет помещений

m - показатель поглощения звука в воздухе, зависящий от частоты и влажности, при влажности воздуха 70%. (находится по таблице 4.1 [1].)

 

Таблица 3.1 – показатель поглощения звука в воздухе m для различных частот для относительной влажности воздуха 70 %
Величина, м	Значение коэффициента поглощения звука в воздухе m на частотах, Гц
	1000	2000	4000	8000
m	0,002	0,003	0,008	0,02

 

 

Вспомогательный коэффициент 

 

 

Поглощением звука, для частот ниже 1000Гц, можно пренебречь, но на высоких частотах оно становится уже значительным.

Зная a^/ найдем средний коэффициент поглощения a_cр, и требуемый фонд поглощения на всех частотах:

 

                         

                                                      (3.2)

где A_тр(f_i) – требуемый фонд поглощения на определенной частоте;

      S_S – общая площадь звукопоглощающих поверхностей, м²;

      a_ср(f_i) – средний коэффициент поглощения на определенной частоте.

 

 

Результаты расчетов сведем в таблицу 3.2.

 

Таблица 3.2 – Расчет требуемого фонда поглощения
Определяемая величина	Значения определяемых величин на частотах, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Топт, сек	0,713	0,789	0,874	0,950	0,950	0,95	0,95	0,713
Топт+10%, сек	0,784	0,868	0,961	1,045	1,045	1,045	1,045	0,784
Топт-10%,  сек	0,642	0,71	0,787	0,855	0,855	0,855	0,855	0,642
	0	0	0	0	0,002	0,003	0,008	0,02
	0,433	0,391	0,353	0,325	0,309	0,302	0,264	0,28
aср	0,35	0,322	0,296	0,276	0,264	0,259	0,231	0,243
Атр	536,9	439,948	454,064	432,384	404,976	397,306	354,354	372,762

 

 

– объем помещения, , равен сумме рассчитанного свободного объёма и объёма над сценой, то есть                       

 V=V’+Sсц·(h-h_сц)=2658,5+44,5·(7-0,6)=2943 м³ ;

S_∑=366,5+76,8+100,8+495+495≈1534 м²

 

 

 

    4. Определение основного и требуемого дополнительного фонда поглощения

 

Основной фонд поглощения А₀ – это фонд поглощения, создаваемый звукопоглотителями, наличие которых в зале обязательно (исполнители, инструменты, слушатели, пустые кресла, окна и тому подобное). Расчет производят для 70%-ного заполнения зала слушателями.

Требуемый дополнительный фонд поглощения необходимо обеспечить с помощью специальных звукопоглощающих материалов с точностью ±10%. Обычные строительные материалы, с помощью которых обрабатываются внутренние поверхности помещений, обладают малым коэффициентом поглощения. Поэтому для создания оптимальных акустических условий в помещениях приходится применять специально разработанные материалы и конструкции, обладающие повышенной способностью поглощать звуковую энергию (абсорбенты).

 

Поглощение пола, занятого креслами не учитывается. Считается, что  поглощение на этой площади определяется или слушателями или пустыми креслами.

Сравнивая требуемый  А_тр и имеющийся у помещения основной А₀ фонды поглощения, определяют требуемый дополнительный фонд поглощения А_тр.доп

Этот фонд поглощения необходимо обеспечить с помощью  специальных звукопоглощающих материалов с точностью ± 10% от А_тр.

Расчет удобно свести в таблицу 4.1.

Зная существующий фонд поглощения находим средний коэффициент  поглощения на каждой частоте

                                                       

где – средний коэффициент поглощения после на определенной частоте;

– существующий фонд поглощения на определенной частоте.

 

Зная средний коэффициент  поглощения находим требуемое время  реверберации на каждой частоте.

 

Результаты сведем в  таблицу 4.1.

 

 

Площадь проходов:

- продольный проход: Sпр=Lпр∙Lпр1=Lпр∙(L-Lсц-3Lпр)=2∙(30-4-3∙2)=40 м²;

- поперечные проходы. 

1 поперечный проход. Sпоп1=Lпр∙Aпр1=2∙13,8=27,6 м²

2 поперечный проход. Sпоп2=Lпр∙Апр2=Lпр∙0,5(Апр1+Апр3)=2∙0,5∙(13,8+21)=34,8 м²

3 поперечный проход. Sпоп3=Lпр∙Апр3= 2∙21=42 м².

 

Суммарная площадь проходов Sпр_Σ=40+27,6+34,8+42=144,4 м².

 

 

Таблица 4.1 Расчет фондов поглощения

Наименование поглотителя	Тип поглотителя	S, м2 N, шт	Звукопоглощение в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
			63		125		250		500		1000		2000		4000		8000
			α	αS	α	αS	α	αS	α	αS	α	αS	α	αS	α	αS	α	αS
Зрители	На деревянном стуле	335	-	-	0,17	56,95	0,36	120,6	0,47	157,45	0,52	174,2	0,5	167,5	0,46	154,1	-	-
Стулья	Деревянное кресло	144	-	-	0,02	2,88	0,02	2,88	0,02	2,88	0,04	5,76	0,04	5,76	0,03	4,32	-	-
Потолок	Штукатурка по мет. сетке  с воздушной полостью позади.	495	-	-	0,04	19,8	0,05	24,75	0,06	29,7	0,08	39,6	0,04	19,8	0,06	29,7	-	-
Стены	Бетонные гладкие, масляная краска	544	-	-	0,01	5,44	0,01	5,44	0,02	10,88	0,02	10,88	0,02	10,88	0,02	10,88	-	-
Свободный пол (проходы)	Паркет по асфальту	144,4	-		0,04	5,78	0,04	5,75	0,07	10,11	0,06	8,66	0,06	8,66	0,07	10,11	-	-
Окна	Застеклённые оконные  переплёты	30 м2	-	-	0,3	9	0,2	6	0,15	4,5	0,1	3	0,06	1,8	0,04	1,2	-	-
Двери	Монолитная лакированная древесина	14,08 м2	-	-	0,03	0,42	0,02	0,28	0,05	0,7	0,04	0,56	0,04	0,56	0,04	0,56	-	-
Ао, м2			-		100,27		165,69		216,22		242,66		214,96		210,87		-
Атр, м2			-		1631,41		1690,01		1733,78		1753,97		1732,52		1729,17		-
Атр.доп, м2			-		1531,14		1524,32		1517,56		1511,31		1517,56		1518,3		-
			-		0,065		0,11		0,14		0,16		0,14		0,137
			-		2,73		2,2		1,97		1,83		1,97		1,99
			-		1,009		1,004		1		0,996		1		1,0005		-
Тсущ					0,11		0,14		0,16		0,167		0,1667		0,163

 

Боковые стены обработаем пилообразными резонирующими панелями из деревоплиты, оклеенной пластиком, b=100 мм, h=200 мм.

Заднюю стену обработаем минераловатными щитами ПП-80 размером 500х500 мм.

Потолок  (по условию задачи) – штукатурка по металлической сетке с воздушной полостью позади.

Значения дополнительного  фонда поглощения приведены в таблице 4.2 

 

Таблица 4.2

Тип поглотителя	Место размещения	S, м2	Звукопоглощение в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
			63		125		250		500		1000		2000		4000		8000
			α	αS	α	αS	α	αS	α	αS	α	αS	α	αS	α	αS	α	αS
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
Зрители	На деревянном стуле	335	-	-	0,17	56,95	0,36	120,6	0,47	157,45	0,52	174,2	0,5	167,5	0,46	154,1	-	-
Стулья	Деревянное кресло	144	-	-	0,02	2,88	0,02	2,88	0,02	2,88	0,04	5,76	0,04	5,76	0,03	4,32	-	-
Пилообразный  резонирующий	Боковые стены	366,5	-	-	0,96	352	0,55	202	0,36	132	0,25	91,6	0,17	62,3	0,17	62,3	-	-
Штукатурка по металлической ссеке с воздушной полостью позади	Потолок	350	-	-	0,04	14	0,05	17,5	0,06	21	0,08	28	0,04	14	0,06	21	-	-
ПП-80	Задняя стена	100,8	-	-	0,62	62,5	0,97	98	0,98	99	0,97	97,8	0,94	95	0,81	82	-	-
Расчетный дополнительный фонд Арасч.доп’, м2  ( )			-		488,33		469,84		453,68		456,03		394,05		378,54		-
					0.32		0,31		0,3		0,29		0,26		0,25
					0.39		0,37		0,36		0,34		0,3		0,29
Расчетный дополнительный фонд Арасч.доп, м2					1397,33		1349,47		1318,06		1288,86		1159,23		1125,81		-
Требуемый дополнительный фонд Атр.доп, м2			-		909		879,6		864,38		832,83		765,18		747,27		-
Трасч			-		0,79		0,83		0,85		0,91		1,03		1,06
			-		1,05		1,02		1		0,96		0,89		0,86

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение расчетного времени реверберации.

 

Определим расчетное значение времени реверберации Трасч, учитывая основной Ao’ и подобранный дополнительный Адоп.расч. фонд поглощения.

Данные в таблице 7

 

 

 

Рис.6 Частотные характеристики  Топт., Топт.±10%, Тсущ., Трасч.

 

 

Из диаграммы видно, что характеристика полученного (расчетного) времени реверберации не выходит за 10-процентный интервал. 

5. Расчет системы звукоусиления

 

 

 

Известно, что  если помещение имеет объем свыше 2000 м³ или длину более 20 м, то голоса человека уже недостаточно, чтобы создать уровень громкости в удаленных точках этого помещения, необходимый для полной разборчивости речи. В таблице 5.1 приведены рекомендуемые номинальные уровни звукового давления L_тр.

Таблица 5.1 – Требуемые  параметры звукового поля
			Акустическое отношение
Назначение установки	Lтр, дБ	L,дБ	Rмин	Rмакс
Усиление речи, воспроизведения  музыки	94 96	8	1	4-6

 

Согласно таблице 5.1 [1] для усиления речи и музыки необходим  уровень звукового давления  .

Плотность энергии в  помещении состоит из двух составляющих: плотности энергии прямого e_пр и отраженного e_отр звуков. Поле отраженного звука называется диффузным. Отношение же диффузное составляющей поля к составляющей прямого поля называют акустическим отношением:

_; 

 

Если акустическое отношение  больше. То речь становится неразборчива. Если же акустическое отношение очень  мало, то музыка звучит отрывисто, а речь становится более разборчивой.

Допустимая неравномерность  поля уровней прямого звука  .

Зададим .

 

Величина неравномерности  уровня звукового поля должна быть не больше 8 дБ (таблица 5.1 [1]). Определяется неравномерность как:

 

DL=Lmax-Lmin; 

 

где Lmax, Lmin- максимальный и минимальный уровни прямого звука.

Большая неравномерность может привести к тому, что если в одних точках обеспечить минимальный уровень прямого звука, то в других точках этот уровень может оказаться большим, что приведет к перегрузке слуха, лишним расходам мощности и другим неприятностям.