ПриклАкустика-1_2

Гучність прямого звуку визначається також першими відбиттями, які створюються найближчими до інструменту поверхнями. Тобто повнота звуку залежить від часу реверберації і форми навколосценічного простору (портальна частина залу).

–Виразність звучання визначається як музичними чинниками, так і акустикою приміщення. Розрізняють горизонтальну чіткість, тобто виразність звучання послідовних тонів в мелодії, і вертикальну чіткість – виразність тонів, які звучать одночасно.

Горизонтальна чіткість визначається часом реверберації і повнотою тону в зворотному відношенні (тобто більше прямого звуку по відношенню до реверберуючого). Музичні чинники – темп і майстерність виконавця.

Вертикальна чіткість визначається особливостями музики, виконанням і здібностями слухачів. Акустичні чинники – баланс між різними інструментами, ступінь змішуваності звуків різних інструментів.

–Інтимність (камерність, близькість) допомагає слухачу скласти уявлення про розміри приміщення, де виконується твір. Інтимність визначається часом запізнювання першого відбиття. Відбиваючі поверхні повинні бути влаштовані так, щоб це запізнювання було до 20 мс. Камерна музика виконується в приміщеннях малого об'єму з великою виразністю і малою повнотою звучання.

–Теплота (повнота басового тону) визначається як звучність басів в порівнянні зі звучністю середніх тонів. Забезпечується, якщо час реверберації на низьких частотах дорівнює або більше часу реверберації на середніх частотах.

–Яскравість звучання визначається наявністю високих нот. Забезпечується, якщо час реверберації на високих частотах дорівнює або більше часу реверберації на середніх частотах.

–Гучність прямого звуку зменшується з віддаленням від сцени. Оптимальна відстань від оркестру 18 м і 6-15 для солістів.

–Баланс – сумісна дія акустичних і музичних чинників. Необхідний баланс між групами інструментів, між оркестром і виконуючими соло інструментами. Залежить від особливостей навколосценічного простору, розміщення оркестрантів, здібностей диригента.

–Ансамбль залежить від того, наскільки музиканти добре чують один одного. Залежить від конструкції сцени, наявності відбиваючих поверхонь поблизу оркестру.

21

Аналітичні формули розрахунку оптимального часу реверберації залежно від об'єму:

опера - Tопт 0, 4 lgV 0,15 ;

симфонічна музика - Tопт 0,5 lgV 0,3 ; студії:

малі музичні - Tопт 0, 45 lgV 0,3; концертні - Tопт 0,5 lgV 0,1.

Залежність оптимального часу реверберації від частоти

Виявляється, що час реверберації, який є оптимальним на певній частоті, на ряді інших частот може не зберегти це значення. Час реверберації змінюється, по-перше, за рахунок неоднакової звукопоглинальної здатності внутрішніх поверхонь приміщення на різних частотах і, по-друге, за рахунок того, що рівні відчуття різних частотних складових натуральних звучань не однакові.

Очевидно, частотна характеристика оптимального часу реверберації повинна бути такою, щоб окремі складові складного звучання не могли за рахунок реверберації підкреслюватися або підійматися одна щодо іншої.

Кнудсен зажадав, щоб всі частотні компоненти одночасно досягали порогу чутності, тобто одночасно затухали.

Крива порогу чутності

L,дБ

60

40

20

0

Тоді пропонується частотна залежність оптимального часу реверберації.

22

TОПТ

TОПТ 500

1,5

1,3

1,1

1

23

Рис. 2.14

Для музичних студій на НЧ Tопт підвищують в 1,5-1,6 рази.

Зниження у бік низьких частот не допускається, оскільки ми гірше чуємо низькі частоти.

На ВЧ підйом до 40% на частотах 2-4 кГц, оскільки високі частоти швидко затухають і їх необхідно підтримати тривалішим звучанням.

Для великих студій з врахуванням згасання в повітрі на частоті

8 кГц Tопт не повинно бути менше 1 с.

Для мовних студій рекомендують незалежний оптимальний час реверберації. Допускається також спад у бік низьких і високих частот до 30%, оскільки ці частотні компоненти менше представлені в спектрі мови(максимум середнього рівня спектру мови лежить в районі 500 Гц).

TОПТ

TОПТ 500

1,6

1,4

музика

1,1

1

0,9

мова

0,7

125 250 5001000 20004000 f , Гц

Рис. 2.15

24

В універсальних залах застосовують різні конструктивні рішення для зміни часу реверберації (щити, жалюзі, колони, що обертаються).

Звукорежисери використовують ще один метод: наближаючи і віддаляючи мікрофони, змінюють час еквівалентної реверберації.

ЛЕКЦІЯ 13 2.4. Геометричний метод

Фактично архітектурна акустика пройшла два етапи розвитку. До початку XX століття (до досліджень Себіна) головна увага

приділялася формі приміщення і співвідношенню розмірів. Вивчали розповсюдження звукових потоків – прямого і відбитого у вигляді променевої картини. При цьому хід звукових променів наноситься на плані або розрізі приміщення виходячи із закону відбиття. Така картина дозволяє бачити рівномірність розподілу звукової енергії і обчислити запізнювання одного відбиття щодо іншого. Такий підхід одержав назву геометричної акустики.

Дослідження Себіна поклали початок новому етапу розвитку архітектурної акустики. Замість окремих відбиттів стали вивчати процеси післязвучання, що одержало назву теорії реверберації.

Але дослідження реверберації не виключили геометричного підходу. На певних етапах проектування цей метод має ряд переваг перед іншими методами.

Практично, метод демонструє, що розташуванням поверхонь відбиття навколо оратора можна збільшити гучність в зоні слухачів на 5-6 дБ, що корисне для аудиторій, де немає електроакустичного посилення мови. Особливо цим користувалися в XIX - початку XX століть. У 1861 році була описана установка в одному з храмів Лондона, що складається з параболічної відбиваючої конструкції, розміщеної навколо оратора. Діаметр конструкції – 3,6 м, глибина – 1,2 м. В результаті в галереях мова була чутна виразніше, ніж поблизу кафедри.

Практичне значення методу полягає в аналізі форми приміщення і її впливі на звукове поле. Правда, променеві картини не дають повної інформації для оптимізації акустичних умов, але дозволяють виявити серйозні акустичні недоліки, зумовлені невдалою формою.

До таких недоліків відноситься фокусування звуку і відсутність відбиттів.

Найбільш небезпечна форма приміщення – криволінійна.

25

Відбиття від куполоподібної стелі. Концентрація звукової енергії в зоні балкона.

Рис. 2.16

Невдала площа у формі круга і еліпса. Відбувається фокусування уздовж стін. Відсутність відбиттів в центрі.

Концентрація енергії відбувається залежно від радіусу кривизни r і розташування джерела.

( r – радіус кривизни стелі)

Рис. 2.18

26

ï åð³î ä

Площадкою перших відбиттів називається площадка на відповідній поверхні приміщення, відбившись від якої, звукові промені надходять до глядацьких місць, зазнавши одного відбиття.

2.4.1.1. Площадки перших відбиттів на стелі

u

площині стелі т. A' як точку перетинів однойменних променів, що йдуть з джерела u' і його проекції u1 : променів u' A і u1 A1 .

Аналогічно знаходимо точки B' , C ' , D' .

30