Распространение звука в концертных залах. Акустическое проектирование зала

Во всем мире, непрерывно реконструируются старые и строятся новые концертные залы с естественной акустикой. При этом количество признанных залов с хорошим звучанием прирастает совсем незначительно. И это, несмотря на то, что благодаря развитию компьютерных технологий, у инженеров появилось большое количество доступной по цене всевозможной измерительной техники и программ компьютерного моделирования акустики помещений.

Советы по акустическому усилению для любого помещения аудитории

Используя этот принцип, вы можете усилить опыт своего пространства на любом уровне улучшения. Реконструкции сильно различаются по масштабам интенсивности. Все сводится к вашим потребностям и пространству. Иногда люди нуждаются только в незначительных улучшениях. Легко привести существующее пространство на следующий уровень, используя лучшие технологии освещения, видео или аудио.

Для аудио, проектирования и установки звукопоглощающих или звукопоглощающих панелей представляет собой простое решение для нежелательных акустических свойств в пространстве. В дополнение к акустике убедитесь, что имеется соответствующая аудиосистема, которая идет рука об руку с акустическим дизайном. Каждому современному залу и пространству событий необходима надлежащая звуковая система. Эта необходимость представляет собой один из простейших способов улучшить качество звука в пространстве. Для освещения, включение решения контроля качества облегчает использование освещения. Вы получаете более подробное управление пространством и улучшенную простоту управления для неподготовленных пользователей, предоставляя простые интерфейсы управления. Для видео, лучший дизайн и оборудование обеспечивают превосходный коммуникационный опыт. Вы даже сэкономите деньги, потому что вам не нужно будет заменять или арендовать видеооборудование так часто, когда вы внедряете профессионально разработанную видеосистему. Это также увеличивает разнообразие гостей, которые вы можете принять. . Невозможно переоценить ценность полностью оборудованного многоцелевого пространства производительности.

Дело в том, что проектирование акустики залов - это не только инженерная работа в области строительства. Она сочетает в себе еще и творческую составляющую, подобную труду архитектора, позволяющую иногда даже на интуитивном уровне соединять красивое для глаз и полезное для ушей. Проектирование залов с естественной акустикой - это искусство, высшая ступень деятельности инженера-акустика. В отличие от всевозможных залов с электроусилением звука, где звуковая мощность источника не имеет большого значения, в залах с естественным звучанием - это есть главная ценность. И задача инженера-акустика состоит в способности при помощи объемно-планировочных решений помещения и правильным образом размещенных деталей интерьера "донести" эти колебания без искажения и существенного затухания до каждого зрителя в любой точке зала. При этом сам слушатель, за последние 50 лет уже достаточно избалован мощным и сочным звучанием, получаемым при помощи звукоусилительной аппаратуры. Поэтому он придирчиво, можно даже сказать капризно, принимает живой звук при наличии в нем малейших дефектов. Как и в ситуации с коммерческими кинотеатрами все больше новых концертных залов для естественного звучания оказываются "переглушенными". В них применяется больше, чем следует специальных звукопоглощающих материалов. Таким образом, звучание становится слабым и тусклым, даже если сама форма и пропорции зала вполне удачные.

Он платит, чтобы инвестировать в улучшение качества вашего пространства. Просто, обеспечивая хороший дизайн аудио, видео и освещения, ваше пространство перейдет на следующий уровень и даже станет новым потоком доходов для вашей организации. Мы координируем с вами и разрабатываем индивидуальный план, чтобы улучшить ваше текущее пространство или отремонтировать, чтобы создать необходимое пространство. Вот почему мы считаем, что очень важно оценивать каждое пространство индивидуально, мы знаем, что ваше пространство и потребности уникальны, и ваше решение должно быть уникальным.

Поэтому именно при строительстве и реконструкции залов с естественной акустикой настоящий инженер-акустик становится бескомпромиссным цербером. И к большому неудовольствию производителей специализированных звукопоглощающих материалов ревностно отстаивает интересы хорошего звучания.

При проектировании помещений таких помещений следует придерживаться следующих принципов:

Мы не можем дождаться, чтобы услышать ваши идеи и увидеть вашу нынешнюю ситуацию. Мы организуем бесплатную консультацию и узнаем о том, как обеспечить, чтобы ваш аудитория была разработана для оптимального использования для всех существующих целей и в будущем.

Акустика любого зала, воспринимаемая членом аудитории, состоит из трех факторов: объема, выравнивания и реверберации. Объем, легко понимаемый как громкость звука, нуждается в разъяснении относительно акустики. Технически объем называется уровнем звукового давления и измеряется в единицах, называемых децибелами. Субъективно один децибел является наименьшей разницей в громкости, которую человеческое ухо должно воспринимать. Объективно шесть децибел - это количество звука становится громче или мягче, если расстояние от источника звука уменьшается вдвое или удваивается.

  1. Форма и пропорции зала должны выбираться исходя из требований наилучшей диффузности (равномерного распространения) звука в помещении. Для залов с естественной акустикой идеально соотношение длины, ширины и высоты помещения, равное пропорции "золотого сечения": 1:0,62:0,38.
  2. Время реверберации в зале в зависимости от его объема должно находиться в диапазоне, рекомендуемом для залов с естественной акустикой.
  3. Поверхности в районе расположения источника звука - порталы вокруг сцены и козырек над ней могут выполнять роль отражателей звука, направляющих звуковую энергию в дальние участки зала. Интерьер зала должен содержать равномерное и самое главное сбалансированное чередование звукопоглощающих и рассеивающих поверхностей.
  4. В зале должны быть исключены акустические дефекты типа "порхающего" и "театрального" эха. Данные дефекты проявляются при наличии параллельных звукоотражающих поверхностей, а также в присутствии отражающих поверхностей большой площади, размещенных на больших расстояниях от источника звука и направляющих звук назад к исполнителю, но с большой задержкой.
  5. В отделке интерьера зрительного зала должны применяться пожаробезопасные, экологичные, и пригодные к длительной эксплуатации материалы с известными и стабильными акустическими характеристиками.

Отдельное место при проектировании залов с естественной акустики отводится компьютерному и физическому моделированию. Предварительное построение данных моделей позволяет еще на стадии проектирования выявить существенные акустические дефекты и проблемные зоны зала, рассмотреть варианты их решения и выбрать наилучшее решение задачи.

Его обычно путают и ошибочно называют реверберацией. Хотя воспринимаемый звук состоит из основного звука и отраженного звука, основной звук определяет воспринимаемый уровень громкости. Поэтому отраженный звук обычно играет незначительную роль в фактическом воспринимаемом уровне громкости.

Первичный звук и отраженный звук являются по существу двумя отдельными звуками разного уровня громкости. Характерной особенностью слуха является то, что громкость двух звуков разного объема не воспринимается как сумма двух. Комбинированные звуки воспринимаются как громче, чем громче двух источников звука. Более громкий звук определяет кажущийся уровень громкости; тем менее громкий звук не заметно повышает воспринимаемый уровень громкости. Это можно продемонстрировать в комнате с четырьмя динамиками, по одному в каждом углу.

Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский государственный

архитектурно-строительный университет

Кафедра общей и строительной физики

Методические указания

Исходные данные: назначение зала и его вместимость.

Проектирование формы зала, оценка распределения первых отражений

Если динамики воспроизводятся с неравными уровнями громкости, звук всегда будет поступать с самого громкого динамика даже с разницей в объеме, равным нескольким децибелам. Становится очевидным, что остальные динамики воспроизводятся, если они выключены.

В повседневной жизни большинство звуковых сред полны звукопоглощающих предметов и материалов, и, поскольку они обычно близки к источнику звука, отражающие поверхности пропорционально намного дальше. Таким образом, ухо обусловливается отношением первичного к отраженному звуку, в котором объем отраженного звука намного ниже, чем основной звук, о котором он не знает. Эта кажущаяся связь между объемом прямого и отраженного звука должна сохраняться, если звук в концертном зале кажется естественным. Поскольку в ходе концерта тише, спокойнее, спокойнее и сконцентрированнее, чем обычно, ощущение тонкости усиливается.

и подготовка исходных данных для компьютерного расчета времени реверберации зала

1. Определить объем зала по заданной вместимости.

2. Определить характерные размеры зала.

3. Учитывая назначение и вместимость зала, выбрать размеры сцены (эстрады), оркестровой ямы и балконов (при их наличии).

4. Подобрать приблизительные очертания внутренних поверхностей зала (профили потолка, стен, пола, балкона), вычертить план и разрез зала в масштабе 1:100 или 1:200.

Поэтому, чтобы звук казался естественным, пропорциональный уровень громкости отраженного звука относительно первичного звука должен быть несколько меньше, чем в реальной жизни. Эквализация - это, по сути, дальнейшее разграничение объема. Выравнивание звука - это объем всех частот по отношению друг к другу. Если выравнивание зала правильное, звук со сцены, на которой все частоты будут одинаково громкими, достигнет аудитории точно в том же соотношении томов. Если уровень громкости некоторых частот по отношению к другим изменяется, когда звук достигает аудитории, зал неравномерен и не излучает все частоты правильно.

5. Разместить зрительские места.

6. Путем построения лучевых эскизов уточнить очертания внутренних поверхностей.

7. Выбрать 5 расчетных точек для определения времени запаздывания и ослабления первых отражений по отношению к прямому звуку. Точки выбираются на оси зала. Первая точка выбирается на расстоянии 8 м от источника звука, последняя – на последнем ряду партера или балкона.

Другими словами, выравнивание зала является функцией объема в том, что оно касается того, достигают ли разные частоты аудитории в исходном соотношении томов друг к другу или же зал искажает этот исходный баланс, передавая некоторые частоты сильнее, чем другие.

Как звуки, излучаемые из их источников, различаются по частотным спектрам. Более низкие вибрации излучают почти одинаково во всех направлениях, в то время как более высокие частоты излучают более прямо в прямых линиях. Поскольку сильно отражающие поверхности обычно изменяют частотный баланс в пользу более прямого излучающего более высоких частот, отражающие поверхности зала должны быть тщательно разработаны, чтобы не изменять выравнивание. Это справедливо для непосредственно излучающих поверхностей сцены, а также отражающих поверхностей зала.

8. На разрезе и плане для каждой расчетной точки, используя метод мнимого источника, построить геометрические отражения, измерить расстояния, пройденные прямым и отраженным звуком, и заполнить табл. 6. По этим данным расчет времени запаздывания и ослабления геометрических отражений для выбранных точек выполняется на компьютере с использованием программы ACUST.

В идеальном случае концертный зал не должен отдавать предпочтение высоким частотам, но должен иметь мягкий, теплый звук, т.е. он должен слегка подчинять более высокие частоты. Чем более мягкий звук, тем больше свободы у музыкантов в том виде, в котором они могут создавать и формулировать звуки. Чем меньше зал выделяет более высокие частоты, тем больше диапазон динамики и больше типов атак, которые музыкант может использовать, сохраняя при этом красоту тона. Но в ярком зале все жесткие акценты и кусающие атаки звучат слишком суровыми и строгими.

9. Уточнить объем зала и площади внутренних поверхностей, вычислить перечисленные ниже величины и выписать полученные исходные данные для компьютерного расчета времени реверберации зала в следующем виде:

вместимость зала, чел.

площадь потолка, м2

площадь пола, м2

суммарная площадь четырех стен, м2

суммарная площадь внутренних поверхностей, м2

Звук в громких проходах имеет резкий, кусающий край. Чтобы компенсировать, музыканты должны избегать более энергичных, кусающих атак и акцентов, и динамику нужно сдержать, если звук останется слушаемым. Струны, например, не могут «вкопаться» и полноценно играть с большим давлением и большим тоном. Если это так, звук тяжелый, суровый и резкий.

Уравнение является самым важным единственным фактором в любой акустике и, фактически, в самом звуке. Это фактор, который, очевидно, меняет качество звука. Но на протяжении десятилетий люди слышали грубо неодинаковое, искаженное воспроизведение звука. Они были вынуждены игнорировать искажения неравномерного звука, привыкли к ним и, таким образом, не замечают, что в плохом акустике выравнивание неизбежно является худшим фактором. Реверберация является самым непонятым и наименее важным фактором. Реверберация - это процесс отраженного звука, отскакивающего назад и вперед от всех отражающих поверхностей до упора.

суммарный внутренний объем, м3

площадь пола, не занятого зрителями, м2

площадь проема сцены (для залов со сценической коробкой) , м2

площадь занавеса, м2 (если есть)

площадь оркестровой ямы, м2 (если есть)

площадь остекления, м2 (если есть)


Расчет времени реверберации

Слово «реверберация» является неправильным термином для описания того, что действительно слышно. Качество звука, которое слышится и называется реверберацией, на самом деле является результатом только первого отраженного звука. Эти звуковые эффекты, ошибочно называемые реверберацией, понимаются и обсуждаются только с точки зрения времени реверберации, но на самом деле состоят из двух других факторов: объема и времени отражения.

Более важным из этих факторов является объем. Если отраженный звук настолько мягкий, чтобы быть охваченным основным звуком, он, очевидно, не будет иметь ни малейшего различия, кроме как в паузах. Фактор времени играет определенную роль только в том случае, если объем измеренного звукового сигнала звучит достаточно громко, чтобы восприниматься слушателем как бы тонким. В концертном зале важно помнить, что объем отраженного звука не должен быть достаточно громким, чтобы его можно было сознательно услышать, даже когда напряженность тела расслабилась, и слушатель слышит очень громко. 2.

Расчет выполняется на компьютере с использованием программы ACUST. Расчет времени реверберации проводится для пустого зала и для зала, заполненного на 70 %. Время реверберации зала рассчитывается для шести частот: 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 Гц. Значения оптимального (рекомендуемого) времени реверберации для залов различного назначения и объема заложены в программу и используются для сопоставления с расчетными значениями.

Характеристики первичного звука не меняются. Поэтому первые прибывающие отражения определяют характер акустики зала, потому что они являются единственными отраженными звуками, достаточно громкими, чтобы влиять на характеристики звука. Простая математическая разница между временем прибытия первичного и отраженного звука - это соответствующий фактор времени в акустике: отражение-звук-время минус первичный-звук-время равно времени отражения. Этот интервал является чисто функцией размера и формы зала.

Отраженный звук также может быть измерен от источника, и в этом случае это просто время, необходимое для прохождения звука на отражающую поверхность и обратно к источнику. Это измерение показывает, как звучат исполнители, а не зрители. Понятие «время реверберации» как осмысленное акустическое измерение неверно. Он не представляет собой реальный опыт прослушивания. В реальном прослушивании нет единственного времени, когда отраженный звук достигает слушателя. Все звуки продолжают отражаться от всех поверхностей до тех пор, пока они не умрут до абсолютно ничего.

Материалы для отделки внутренних поверхностей зала, тип кресел, занавеса и т. п. выбираются непосредственно при расчете на компьютере. Коэффициенты звукопоглощения различных материалов заложены в программу и при вводе выбранных материалов появляются на экране компьютера.

От общей площади потолка..gif" width="85" height="25"> – площадь звукопоглощающих материалов на потолке.

Но мы можем воспринимать только реверберирующий звук, пока он еще достаточно громкий, чтобы его можно было услышать. Недоразумение проистекает из измерительной техники. Значение, указанное как время реверберации, представляет собой произвольно выбранное значение, которое должно представлять точку, в которой реверберирующий звук умер до уровня громкости, настолько слабый, что он по существу больше не присутствует. Измерительный прибор регистрирует первый поступающий звук, а затем записывает время, которое требуется для того, чтобы этот звук умер до этого нерелевантного, незначительного уровня громкости.

Вид звукопоглощающих материалов на стенах и потолке и их площади определяются подбором при расчете на компьютере. При первоначальном расчете принять = 0 и = 0.

В результате расчета на экран компьютера выводятся значения требуемой эквивалентной площади звукопоглощения и рекомендуемого времени реверберации для рассматриваемого типа зала (заполненного на 70 %) для указанных выше частот, а также расчетные значения эквивалентной площади звукопоглощения и времени реверберации, соответствующие выбранным отделочным материалам.

Отличие расчетного времени реверберации зала от рекомендуемого на всех частотах не должно превышать 10 %. Если указанное требование не выполняется, необходимо повторить расчет, изменив отделочные материалы или соотношения площадей, обрабатываемых ими. При этом следует руководствоваться следующими соображениями:

для увеличения времени реверберации на определенной частоте необходимо уменьшить звукопоглощение, т. е. заменить один или несколько отделочных материалов на другие, имеющие меньшие значения коэффициента звукопоглощения на рассматриваемой частоте;

для уменьшения времени реверберации необходимо выбрать материалы с более высокими значениями коэффициента звукопоглощения или дополнительно ввести один или несколько специальных звукопоглощающих материалов.

Расчет повторяется до тех пор, пока не будет достигнуто допустимое отклонение расчетного времени реверберации зала, заполненного на 70 %, от рекомендуемого. Желательно, чтобы различие в значениях времени реверберации пустого зала и зала, заполненного слушателями, было незначительным.

1. Архитектурная физика/Под ред. . – М.: Стройиздат, 1997. – 448 с.

2. Архитектурно-строительная акустика. – М.: Высш. шк., 1980. – 184 с.

3. Алексеев С. П . Акустика зрелищных и концертных залов. – М.: Знание, 1969. – 48 с.

4. Кнудсен В. О . Архитектурная акустика/ Под ред. , ; Пер. с англ. – М.: КомКнига, 2007. – 520 с.

5. Пособие по акустическому проектированию залов многоцелевого назначения средней вместимости. – М.: Стройиздат, 1972. – 46 с.

Введение……………………………………………………………………………

Воздушный объем и пропорции зала…………………………………………….

Оптимальная форма зала в плане………………………………………………...

Профиль пола………………………………………………………………………

Правильное распределение отраженного звука ………………………………

Оптимальное очертание ограждающих поверхностей………………………….

Предотвращение концентрации отраженного звука……………………………

Формирование диффузного звукового поля……………………………………..

Расчет времени реверберации зала ………………………………………….

Звукопоглощающая отделка зала………………………………………………...

Особенности проектирования залов различного назначения…………………..

Порядок выполнения работы……………………………………………………..

АКУСТИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАЛА

Составители:

Редактор

Корректор

Компьютерная верстка

Подписано к печати 26.01.2007. Формат 60´84 1/16. Бум. офсетная.

Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж 1000. Заказ. «С» .

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет.

190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4.

Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 5.