Акустический расчет театра музыкальной комедии
Курсовая
работа по теме:
Акустический
расчет театра музыкальной комедии
Содержание
Введение
.
Выбор размеров и формы помещения
.1
Выбор размеров
.2
Расчет числа зрителей и свободного объема помещения
.3
Расчет площадей всех поглощающих поверхностей
.4
Построение лучеграммы
.
Расчет реверберационных характеристик помещения
.1
Определение оптимального времени реверберации
.2
Расчет требуемого фонда поглощения
.3
Расчет основного и требуемого дополнительного фонда поглощения
.4
Выбор материала
.5
Расчет фонда поглощения в помещении при его обработке выбранным материалом
.
Расчет системы озвучения и звукоусиления
.1
Выбор и расчет требуемых параметров звукового поля
.2
Выбор системы озвучения (звукоусиления) и типа громкоговорителей
.3
Расчет звукового поля с учетом размещения излучателей
.4
Выбор типа микрофонов и звукоусилительной аппаратуры
Заключение
Список
литературы
Введение
Акустический расчет помещения является
неотъемлемой частью проектирования различных помещений так или иначе связанных
со звуком, будь то театр, кинотеатр или актовый зал. В данной работе будет
производиться расчет драматического театра исходя из его размеров. Предстоит
разместить в зале слушателей, обработать поверхности в нем различными
звукопоглощающими материалами, разместить систему звукоусиления; и все это для
того, чтобы зал был пригоден для театральных постановок. Так же следует
отметить и тот факт, что во всем зале, как в его начале, так и в его конце
должен быть равномерный (на сколько это возможно) уровень громкости, причем
такой, чтоб было все слышно, и в то же время не было слишком громко. Все это
необходимо воплотить в данном курсовом проекте.
1. Выбор размеров и формы помещения
.1 Выбор размеров
Размеры и форма помещения в зависимости от его
назначения должны удовлетворять определенному соотношению длины, ширины и
высоты с точностью до 10%. По заданию данное помещение будет использоваться в
качестве театра музыкальной комедии, следовательно, для него можно использовать
соотношение «золотого» сечения l:b:h = 2,62:1,62:1.
Для заданных размеров помещения соотношение
l:b:h=3,8:2,3:1.
Выберем размеры сцены.
Высота авансцены hсц=1 м.
Длина авансцены lсц=5 м.
1.2 Расчет числа зрителей и
свободного объема помещения
Определим количество рядов
ряд
где l - общая длина помещения,сц -
длина авансцены,
шпр1 - ширина всех поперечных
проходов в помещении,
шнорм - расстояние между спинками
кресел в соседних рядах.
С целью обеспечения большей равномерности
звукового поля, места слушателей располагают на наклонной плоскости. Поднятие
пола начинается с первого ряда. Каждый последующий ряд поднимается над
предыдущим на 8 см.
см,
где Nряд - количество рядов ,2 -
высота поднятия каждого последующего ряда над предыдущим.
Количество зрителей, исходя из
площади свободного пола, составит:
зрителей,
где b - ширина помещения,
шпр2 - ширина всех поперечных
проходов в помещении,
шкр - ширина кресла.
Количество зрителей, исходя из
свободного объема помещения, составит:
,
где Vобщ - объем абсолютно пустого
помещения,сц - объем авансцены,пола - объем поднятого пола,норма - оптимальный
объем воздуха на одного зрителя.общ=8740 м3, Vсц=90 м3, Vпола= 826 м3, Vнорма=8
м3.
зрителей.
Т.е. получается, что 
следовательно
балкон не нужен.
Чистый объем помещения
м3
1.3 Расчет площадей всех поглощающих
поверхностей
м2,
м2,
м2,
м2,
м2.
Общая площадь всех поглощающих
поверхностей составит:
м2.
1.4 Построение лучеграммы
Чтобы выявить акустические дефекты
зала построим его лучеграмму. Она приведена на рисунке 1.1. Построим луч,
отраженный от потолка над авансценой и попадающий в первый ряд слушателей. Его
время запаздывания относительно прямого луча не должно превышать 40 мс.
АВ=7,8 (м),
ВС=8,2 (м), АВС=7,8+8,2=16 (м),
АС=2,9 (м),
мс.
Рисунок 1.1 - Построение лучеграммы
для проверки эхообразования
Видно, что время запаздывания лежит
в пределах нормы и никаких изменений не требуется.
Найдем критический луч
АD=22,2 м,Е=14,8 м, =3,4
АDEF=22,2+14,8+3,4=40,4м,
АF=29м.
мс.
2. Расчет реверберационных
характеристик помещения
.1 Определение оптимального времени
реверберации
Чтобы определить необходимое
оптимальное время реверберации воспользуемся рисунком 2.6 из [1,20]. Из рисунка
видно, что для драмтеатра объемом 
м3 Топт500=1,4 с.
По выбранному значению времени
реверберации определим вид частотной характеристики, пользуясь кривыми на
рисунке 2.7 из[1,21].Все данные занесем в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 - Оптимальное время
реверберации
|
Определ.
величины
|
Значения
определяемых величин на частотах, Гц
|
|
63
|
125
|
250
|
500
|
1000
|
2000
|
4000
|
8000
|
|
Т/Т500
|
0,9
|
0,95
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0,85
|
0,75
|
|
Топт,
с
|
1,359
|
1,434
|
1,51
|
1,51
|
1,51
|
1,51
|
1,283
|
1,13
|
2.2 Расчет требуемого фонда
поглощения
По оптимальному времени реверберации
определим требуемый фонд поглощения
. Средний коэффициент поглощения 
можно
определить, воспользовавшись формулой Эйринга [1,29]:
,
где 
,
откуда получаем 
,
где Vчист - чистый объем помещения,
- общая площадь звукопоглощающих
поверхностей,
- показатель поглощения звука в
воздухе.
Далее определяем требуемый фонд
поглощения:
(м2).
Результаты вычислений сведем в
таблицу.
Таблица 2.2 - Расчет Атр
|
Определяемые
величины
|
Значения
определяемых величин на частотах, Гц
|
|
63
|
125
|
250
|
500
|
1000
|
2000
|
4000
|
8000
|
|
Топт,
с
|
1,359
|
1,434
|
1,51
|
1,51
|
1,51
|
1,51
|
1,283
|
0,13
|
|
 0,2780,2640,250,250,2310,22180,21980,147
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 0,2440,230,2210,2210,2050,1970,1970,14
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,м-100000,0020,0030,0080,02
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 ,
м2748,44705,5677,9677,9628,8604,28604,28429,4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.3 Расчет основного и требуемого
дополнительного фонда поглощения
Результаты расчета сведены в таблицу 2.3.
Таблица 2.3 - Расчет фонда поглощения
|
Наимен.
погл.
|
Тип
поглотителя
|
Si,м2
Ni,шт.
|
Звукопоглощение
в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
|
|
|
|
|
63
|
125
|
250
|
500
|
1000
|
2000
|
4000
|
8000
|
|
|
|
|
|
S
|
|
S
|
|
S
|
|
S
|
|
S
|
|
S
|
|
S
|
|
S
|
|
1
|
Зрители
|
Слушатель
на мягком кресле
|
619
|
0,25
|
154,75
|
0,25
|
154,75
|
0,3
|
185,7
|
0,4
|
247,6
|
0,45
|
278,6
|
0,45
|
278,6
|
0,4
|
247,6
|
0,4
|
247,6
|
|
2
|
Кресла
|
Стул
мягкий
|
265
|
0,05
|
13,25
|
0,05
|
13,25
|
0,09
|
23,85
|
0,12
|
31,8
|
0,13
|
34,45
|
0,15
|
39,75
|
0,16
|
42,4
|
0,16
|
42,4
|
|
3
|
Стены
|
Штукатурка
гипсовая гладкая по кирпичной стене, окрашенная
|
713,3
|
0,012
|
8,56
|
0,012
|
8,56
|
0,013
|
9,27
|
0,02
|
12,12
|
0,02
|
14,27
|
0,02
|
16,4
|
0,025
|
17,8
|
0,025
|
17,8
|
|
4
|
Пол
|
Бетон
с железнением поверхности
|
366
|
0,01
|
3,66
|
0,01
|
3,66
|
0,01
|
3,66
|
0,01
|
3,66
|
0,02
|
7,32
|
0,02
|
7,3
|
0,02
|
7,32
|
0,02
|
7,32
|
|
5
|
Сцена
|
Сосновая
панель толщиной 19 мм
|
90
|
0,2
|
18
|
0,2
|
18
|
0,3
|
27
|
0,3
|
27
|
0,3
|
27
|
0,3
|
27
|
0,3
|
27
|
0,3
|
27
|
|
6
|
Занавес
|
Ткань
бархатная 650 г/м
|
162
|
0,05
|
8,1
|
0,05
|
8,1
|
0,12
|
19,44
|
0,35
|
56,7
|
0,45
|
72,9
|
0,38
|
61,6
|
0,36
|
58,32
|
0,36
|
58,32
|
|
7
|
Потолок
|
Штукатурка
гибсовая по сухая с воздушной прослойкой
|
847
|
0,03
|
25,4
|
0,03
|
25,4
|
0,025
|
21,18
|
0,01
|
8,47
|
0,08
|
67,76
|
0,05
|
42,95
|
0,04
|
33,88
|
0,04
|
33,88
|
|
8
|
Двери
|
Древесина
монолитная лакиров.
|
36
|
0,03
|
1,08
|
0,03
|
1,08
|
0,02
|
0,72
|
0,05
|
1,8
|
0,04
|
1,44
|
0,04
|
1,44
|
0,04
|
1,44
|
0,04
|
1,44
|
|
А0,м2
|
232,8
|
232,8
|
290,82
|
389,15
|
503,7
|
474,4
|
435,76
|
435,76
|
|
Атр,м2
|
748,44
|
705,5
|
677,9
|
677,9
|
628,8
|
604,28
|
604,28
|
429,4
|
|
Атр.доп,м2
|
515,6
|
472,7
|
387,08
|
288,75
|
125,11
|
129,9
|
6,36
|
|
А'тр.доп=Атр.доп/Атр.доп.макс
|
0,999999
|
0,9176
|
0,754
|
0,569
|
0,258
|
0,2696
|
0,345
|
0,0098
|
На основании данных таблицы 2.3 рассчитаем
существующее время реверберации.
, (с)
где 
,
здесь Vчист - чистый объем
помещения,
- общая площадь звукопоглощающих
поверхностей,
- показатель поглощения звука в
воздухе,
- звукопоглощение в необработанном
помещении,
- коэффициент звукопоглощение в
необработанном помещении.
Результаты расчета сведем в таблицу
2.4.
Таблица 2.4 - Существующее время
реверберации на основных октавных частотах
|
Определ.
величины
|
Значения
определяемых величин на частотах, Гц
|
|
63
|
125
|
250
|
500
|
1000
|
2000
|
4000
|
8000
|
|
 0,0730,0730,090,1220,1580,1490,1360,136
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тсущ,
с
|
3,95
|
3,95
|
3,3
|
2,5
|
1,956
|
1,97
|
1,69
|
1,125
|
Построим график зависимости оптимального и
существующего времени реверберации от частоты.
Рисунок 2.1 - Частотная характеристика
существующего и оптимального времени реверберации
2.4 Выбор материала
Вид частотной характеристики требуемого
дополнительного фонда поглощения представлен на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 - Зависимость требуемого
дополнительного фонда поглощения от частоты
По определенному требуемому
дополнительному фонду поглощения Атр.доп(f) из справочника [1,62] подбираются
специальные звукопоглощающие материалы А1(f) с точностью 
от Атр,
значения приведены в таблице 2.5, с учетом площади рассчитаем фонд поглощения
материала и определим отклонения А1 от Атр.доп: 
. Это отклонение должно укладываться
в пределы от Атр.
Так как звукопоглощение
дополнительно обработанных поверхностей определяется коэффициентом поглощения и
площадью материала, которым производится обработка, то следовательно из
основного фонда поглощения необходимо вычесть ранее учтенное поглощение
необработанной поверхности, впоследствии покрытой звукопоглощающим материалом.
Таблица 2.5 - Расчет фонда
поглощения обработанных поверхностей подобранными материалами
|
Тип
поглотителя, место размещения
|
Si,м2
|
Звукопоглощение
в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
|
|
|
|
125
|
250
|
500
|
1000
|
2000
|
4000
|
|
|
|
|
S
|
|
S
|
|
S
|
|
S
|
|
S
|
|
S
|
|
|
Боковые
стены, щиты «Бекеши», обтянутые исск. кожей, 150мм
|
251,8
|
0,76
|
191,4
|
0,67
|
169
|
0,5
|
125,9
|
0,24
|
60,4
|
0,13
|
33
|
0,15
|
33,8
|
|
|
Задняя
стена, декоративный бумажно-слоистый пластик 2-3 мм
|
123
|
0,76
|
93,5
|
0,47
|
57,8
|
0,29
|
35,67
|
0,14
|
17,2
|
0,02
|
2,46
|
0,02
|
2,46
|
|
|
Потолок,
штукатурка гибсовая
|
364
|
0,56
|
203,8
|
0,42
|
153
|
0,24
|
87,36
|
0,11
|
40,1
|
0,04
|
14,56
|
0,04
|
14,56
|
|
|
Проходы,
безворсовая ковровая дорожка, 3-5мм
|
366
|
0,02
|
7,3
|
0,05
|
18,3
|
0,07
|
25,6
|
0,11
|
40,26
|
0,29
|
106,14
|
0,48
|
145,2
|
|
|
Адоп.расч.
,м2
|
496,1
|
397,7
|
274,53
|
132,92
|
137,8
|
176,02
|
|
|
А'0=А0-Аобр,
м2
|
213,75
|
273,2
|
375,48
|
459,8
|
440,25
|
404,51
|
|
|
А'0+Адоп.расч
,м2
|
709,85
|
670,0
|
650,01
|
592,72
|
578,05
|
580,53
|
|
|
ср=(А'0+
Адоп.ращ
)/S
|
0,228
|
0,215
|
0,208
|
0,19
|
0,185
|
0,213
|
|
|
S
|
804,03
|
747,9
|
719,78
|
654,4
|
635,75
|
654,4
|
|
'
S + 4 мV
|
804,03
|
747,9
|
719,78
|
712,12
|
722,33
|
885,28
|
|
Трасч,
с
|
1,46
|
1,55
|
1,6
|
1,61
|
1,57
|
1,3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Так как материалы полностью удовлетворяют
предъявляемым к ним требованиям, то им можно обрабатывать внутренние
поверхности нашего помещения.