Акустическое проектирование конференц-зала на 400 человек

Акустическое проектирование конференц-зала на 400 человек

Акустическое проектирование конференц-зала на 400 человек

1.     
Проверим предложенную архитектурную форму плана и продольного разреза конференц-зала с учетом акустических требований.

а) Определим пропорции зала и сравним их с рекомендуемыми пропорциями:

,

где Н-высота зала

В-ширина зала

L-длинна зала

B =

14, 142*12+2*12+ *(12+11, 5)*1+ *(11, 5+10)*3

169, 704+24+11, 75+32, 25

237, 704 ()

L=20 м

B=; В=11, 9 м

=; =1,7

Соотношение длинны к ширине зала соответствует рекомендуемой пропорции.

V_общ=V₁+ V₂+ V₃+ V₄

V₁=S_{трапеции}*B

S_трап=

V₁=

V₁=840 (м²)

V₂=

V₂=11,5*12 (м²)

V₂=138 (м²)V₃=S_{трап. раз.}*h_{ср. пола}

h_{ср. пола}

h_{ср. пола}=11,75 (м)

V₃=

V₃=63,16 (м³)V₄=S_{трап. раз.}*h_{ср. пола}

h_{ср. пола}

h_{ср. пола}=10,75 (м)

V₄=

V_общ=840+138+63,16+124,97

V_общ=1166,13 (м³)

Н=; Н=4,91 (м)

=; =2,4

Соотношение ширины к высоте зала не соответствует рекомендуемой пропорции. Необходимо уменьшить объем зала, не уменьшая площадь пола. Этого можно добиться устройством отражающего козырька на потолке у задней стены зала.

б) Определим объем на одного человека и сравним его с рекомендуемым объемом:

Рекомендуемый объем для конференц-залов является 4-5 м³/чел.

V_уд - рекомендуемый акустикой объем

V_уд,

где N-количество слушателей; N=400 человек

V_уд

V_уд=2,92 (м³/чел.)

Объем на одного человека меньше рекомендуемого. Необходимо его увеличить за счет величин его геометрических размеров, при этом учитывая, что max L=20 м, max Н=7,5 м (в передней части зала), max В=15 м (в передней части зала).

2.      Выполним проверку формы зала методами геометрической акустики

а) Проверка обеспеченности всех мест отраженным звуком:

Все места обеспечены звуком. Диффузность звукового поля хорошая.

б) Расчет структуры ранних отражений и проверка зала на образование эхо:

В речевых помещениях для хорошей разборчивости речи желательно, чтобы запаздывание первого отражения по сравнению с первым звуком не превышало 20 мс. С таким же запаздыванием должны приходить все последующие отражения.

Так как скорость звука в воздухе составляет 340 м/с, то запаздыванию 20 мс соответствует разность ходов отраженного и прямого звука 6,8 м. (r=)

Длину векторов прямого и отраженного звука измеряем геометрическим способом (по линейке).

Расчет ранних отражений для точки А:

r₀=3, 27 м

r_{потолка}=4,722+2,594=7,31 (м) - r₁

r_стен=6,255+5,51=11,765 (м) - r₂

r₁ - r₀=7,31-3,27=4,04≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈12 мс

r₂ - r₁=11,756-7,31=4,455≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈13 мс

Расчет ранних отражений для точки В:

r₀=10,258 м

r_{козырька}=8,592+3,927=12,519 (м) - r₁

r_{потолка}=6,671+5,975=12,646 (м) - r₂

r_стен=7,891+7,891=15,782 (м) - r₃

r₁ - r₀=12,519-10,258=2,261≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈7 мс

r₃ - r₂=15,782-12,646=3,136≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈9 мс

Расчет ранних отражений для точки С:

r₀=17,511 м

r_{потолка}=8,394+10,23=18,624 (м) - r₁

r_стен=10,610+10,610=21,22 (м) - r₂

r₁ - r₀=18,624-17,511=1,113≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈3 мс

r₂ - r₁=21,22-18,624=2,596≤6,8-удовлетворяет условию, запаздывание звука ≈8 мс.

Проверка зала на образование эхо:

Запаздывание последнего отраженного звука по отношению к прямому не должно превышать 50 мс, т.е. 17 м

(^.) А: 11,765-3,27=8,495<17 - эхо не будет

(^.) В: 15,782-10,258=5,524<17 - эхо не будет

(^.) С: 21,22-17,511=3,709<17 - эхо не будет

3.      Выполним расчет времени реверберации на трех частотах 125, 500 и 2000 Гц при 70% заполнении зала слушателями

_Т= где

V - объем зала

S_общ - общая площадь внутренних поверхностей зала

 - функция среднего коэффициента звукопоглощения (табличное данное)

V_общ=1166, 13 м³

S_общ= S_пола+ S_{потолка} +S_стен

S_пола=237,704 м²

S_{потолка}=14*12+2,062*12+*(12+10)*4

S_{потолка}=168+24,744+44

S_{потолка}=236,744 (м²)

S_стен= S₁+ S₂+ S₃+ S₄+ S₅+ S₆+ S₇

₁=*(4+6)*14*2=140₂=*(6+5,5)*2*2=23₃=*(5,5+5,25)*1,031*2=11,08₄=*(4,25+3,5)*3,092*2=23,96₅=10*3,5=35₆=12*4=48₇=1*11,5=11,5_стен=140+23+11,08+23,96+35+48+11,5_стен=292,54

S_общ=237,704+236,744+292,54

S_общ=767 (м²)

ü    По объему и назначению зала находим оптимальное время реверберации (по таблице). V_общ=1166, 13 м³, конференц-зал

≈0,93 с

≈1,2*≈1,2*0,93с ≈1,116 с

≈1,116 с

=

≈0,93 с

ü    Определяем средний коэффициент звукопоглощения, исходя из оптимального времени реверберации.

=

;  →

;  →

;  →

ü    Подсчитываем требуемую общую эквивалентную площадь звукопоглощения

ЭПЗ - .

0,2*767=153,4 (м²)

0,24*767=184,08 (м²)

184,08 (м²)

ü  Намечаем предварительно материалы для отделки зала и тип кресел. Вычисляем общую ЭПЗ зала - . Расчет производим в табличной форме.

ü  Сравним значения  со значением  на всех частотах.

=234,3 м² > 153,4 м²

=218,15 м² > 184,08 м²

=207,68 м² > 184,08 м²

ü  Определим значение среднего коэффициента звукопоглощения  на частотах 125, 500 и 2000 Гц. Найдем значение функции среднего коэффициента звукопоглощения.

 =

=;

=;

=;

ü    Определим время реверберации для частот 125, 500 и 2000 Гц.

_Т=

=

=

ü    Сравним расчетную величину времени реверберации с оптимальным значением.

Расчетное время реверберации может отличаться от оптимального не более чем на ±10%.

=0,67 с < ≈1,116 с, разница на 60%

 < ≈0,93 с, разница на 124%

=0,77 с < ≈0,93 с, разница на 121%

Расчетные значения времени реверберации имеют отклонения от оптимальных значений более 10%, поэтому их нельзя считать удовлетворительными. Зал очень «сухой», звук в зал не идет. Нужно менять объем и планировочные размеры.

Из проверки предложенной архитектурной формы плана и продольного размера конференц-зала на 400 человек следует:

ü    Удельный объем на одного человека меньше требуемого-его нужно увеличить;

ü  Соотношение ширины к высоте зала не соответствует рекомендуемой пропорции, но соотношение длинны к ширине соответствует. При увеличении геометрических размеров зала это необходимо учесть, предусмотрев отражающий козырек на потолке у задней стены зала. Увеличивая величины геометрических размеров зала нужно помнить, что max L=20 м, max H=7,5 м и max B=15 м в передней части зала для речевых залов.

ü  Из проверки зала методами геометрической акустики следует, что зал обеспечен отраженным звуком, «мертвых» зон нет, т.е. диффузность звукового поля хорошая;

ü  Структура ранних отражений отвечает требованиям, эхо нет. Учитывая это геометрические размеры формы плана и продольного разреза, можно с небольшими вышеуказанными изменениями пропорционально увеличить.

ü  Расчет времени реверберации еще раз доказывает, что нужно менять объем и размеры зала в сторону увеличения, т. к. расчетное время реверберации на много меньше оптимального: зал «сухой», звук в зал не идет.

Откорректировав данный конференц-зал, выше указанными способами, следует рассчитать коэффициент разборчивости речи, который является очень важным критерием оценки качества акустики в помещении, предназначенном для передачи речи.

акустический эхо диффузность зал