Расчет времени реверберации зала

Процесс затухания звука в помещении при выключении действующего стационарного источника называется реверберацией. Для акустических оценок помещения используют стандартное время реверберации, которое является основной количественной характеристикой, и представляет собой время, в течение которого уровень звукового давления снижается на 60 дБ.

Рекомендуемое время реверберации проектируемого помещения принимается по графикам, предложенным в литературе, в зависимости от объема и назначения зала и обеспечивается путем соответствующей корректировки объема помещения и его внутренней отделки. В качестве примера на рис. 18 приведены рекомендуемые пределы времени реверберации для залов различного назначения для частоты 500 Гц.

Допускается отличие расчетного времени реверберации от рекомендуемого не более чем на 10 % на средних и высоких частотах, на частотах менее 500 Гц возможно некоторое увеличение времени реверберации с тем, чтобы на частоте 125 Гц расхождение не превышало 40 %.

Расчетные зависимости для определения времени реверберации справедливы для диффузного звукового поля. Следовательно, в проектируемых помещениях необходимо обеспечить достаточную степень диффузности звукового поля и сформировать правильное распределение отраженного звука, направляя большую его часть на удаленные от источника зрительные места.

Профессор Гарвардского университета В.Сэбин в начале 20 века экспериментально показал, что время реверберации прямо пропорционально воздушному объему помещения Vи обратно пропорционально среднему коэффициенту звукопоглощенияи суммарной площади ограждающих поверхностейS, и вывел формулу, удобную для вычисления времени реверберации:

, (5)

здесь k– коэффициент, зависящий от формы зала, значения которого приведены в табл. 4.

Средний коэффициент звукопоглощения для залана данной частоте определяется как:

, (6)

где S– общая площадь внутренних поверхностей, м²;A– общая эквивалентная площадь звукопоглощения зала, м², рассчитываемая по формуле

, (7)

где – сумма произведений площадей отдельных поверхностей, м²на их коэффициенты звукопоглощениядля данной частоты;– сумма эквивалентных площадей звукопоглощения, м²слушателей и кресел;– добавочное звукопоглощение осветительной арматурой и другим оборудованием и звукопоглощение, вызываемое проникновением звуковых волн в различные щели и отверстия.

Таким образом, средний коэффициент звукопоглощения соответствует единому материалу, которым могли быть обработаны все внутренние поверхности зала, при котором обеспечивается общее звукопоглощение .

Формула Себина (5) позволяет достаточно точно определять время реверберации «живых» помещений, т.е. при небольших значениях среднего коэффициента звукопоглощения . В случае «мертвых» помещений () более точной оказывается формула Эйринга (США, 1930)

, (8)

здесь обозначения соответствуют принятым в формуле (5).

На частотах выше 1000 Гц существенное значение имеет поглощение звука в воздушном объеме зала и время реверберации рекомендуется определять по формуле

, (9)

где m– коэффициент, м^–1, учитывающий поглощение звука в воздухе и зависящий от температуры и относительной влажности воздуха; остальные обозначения те же, что в формуле (5).

Расчет времени реверберации проводится для пустого зала и для зала, заполненного на 70 % зрителями.

Чтобы время реверберации менее зависело от процента заполнения мест, целесообразно оборудовать зал мягкими или полумягкими обитыми воздухопроницаемой тканью. В залах с жесткими креслами, обладающими незначительным звукопоглощением, время реверберации пустого или малозаполненного зала сильно возрастет по сравнению с заполненным.

При расчете времени реверберации в залах со сценической коробкой, оборудованной декорациями, кулисами и т.п. и отделенной от зала порталом, объем и площади внутренних поверхностей сцены не учитываются, а вводится площадь проема сцены (в плоскости портала) с соответствующими коэффициентами звукопоглощения.

Время реверберации зала, как правило, рассчитывают для частот 125, 500 и 2000 Гц, округляя до 0,05 с.

Если время реверберации оказывается меньше рекомендуемого, следует увеличить объем зала, если больше – убавить, по возможности объем и увеличить звукопоглощение.