§3.7. Звуковое поле в помещении. Акустические критерии качества помещения.

Звуковая волна вида (3.18) является бегущей, что характерно для волн в открытом пространстве. В помещении (замкнутом пространстве), собственно, бегущих волн нет. Звук в помещении можно рассматривать как сложный колебательный процесс в объеме как суперпозицию бегущих волн, распространяющихся во всевозможных направлениях. Волна в замкнутом пространстве,отражаясь от стенки,складывается с падающей. Результат сложения называют стоячей волной. Колебательные процессы в замкнутом пространстве описывают как совокупность стоячих волн.

Введенное раньше понятие интенсивности звука I для звукового поля помещения утрачивает смысл. Универсальной энергетической характеристикой звукового поля остается величина w^,причем с течением времени объемная плотность энергии убывает. Причиной затухания колебаний является молекулярная вязкость воздуха и диссипация звуковой энергии в пристеночных слоях граничных поверхностей.

В акустике помещений важное значение играет понятие диффузного поля, т.е.такого поля,в произвольной точке которого равновероятны любые значения амплитуд,фаз,направлений распространения волн.Диффузное звуковое поле изотропно и однородно. Для исследования диффузности звукового поля разработаны многочисленные экспериментальные методики. Энергетической характеристикой диффузного поля является удельная мощность облучения, т.е. энергия, падающая на единичную площадку в единицу времени из всех точек полупространства в пределах т елесного угла 2тс стерадиан. В [3] показано, что

I_g=0,25 c w_Kn (³³⁵)

Звуковая волна, попадая на различные поверхности в помещении, частично поглощается. Мощность звуковых волн, поглощенных еди — ничной площадкой, называют удельной мощностью поглощения Л1_ч.

Отношение

<x' = Alg/I_g (3.36)

называют коэффициентом поглощения.

Коэффициент а' зависит от физической природы границу покрытия и частоты. Численно коэффициент а'совпадает с введен­ным ранее коэффициентом а,. В таблице 3.5 приведены значения коэффициентов а', представляющих интерес для физики в строи­тельном деле.

Поглощение звуковой энергии некоторой поверхности F может быть охарактеризовано величиной

А = аТ А = A (v)

Величину А в архитектурной акустике называют э вивалентной поверхностью поглощения.Для помещения в целом

A„=X<Mi (3.3

Таблица 3,5 Значение акустических коэффициентов поглощения. Материал	Значение коэффициента а! при частоте, Гц
	интегр	128	512	2048
1 Бетон			0,15
2 Войлок толщиной 1,5 см
на стене			0,17
3 Войлок толщиной 2.5 см
на стене			0,54-0,78
4 Войлок голщ.до 18 см			1,00
5 Войлок толщ.2,5 см на
расст.8 см от стены '	0,78
6 Деревянная панель
(фанера h=8 см)		0,18	0,24	0,10
7 Драпри из плотной
ткани у стены			0.85
8 Изве*сть на дер.обрешетке			0,034
9 Ковер			0,20
10 Линолеум			0,12
11 Отштукатуренная
кирпичная стена			0.025
12 Открытое окно	1.00
13 Слушатели.сидящие
сплошными рядами в зале
/сред.коэффициент на 1м’/	0.95
14 Стекло	0.027
15 Толстая ковровая ткань			0,30
10 Человок			0,44
17 Штукатурка по
железобетону		0,01	0,15	0,02
Плиты "Акмигран"	0.8-
/(76-80)% минер вата,	0,9
10 12% крахмал;
10-15% глина/

В архитектурной акустике в течение многих столетий велись поиски критериев, определяющих хорошую слышимость речи и музыки в помещении в зависимости от его геометрических характеристик, отделки, наполняемости слушателями и т.д. Качество помещения оценивается экспертом субъективно. Критерий такой оценки был найден профессором математики и физики университета в Гарварде К.У.Сэбином в 1895 г.[ 7 ]. В качестве такого критерия он предложил время реверберации, т.е. промежуток времени, в те юние которого интенсивность звука ( длительно звучащего в помещении) после мгновенного прерывания спадает в 10®раз (или на 60 децибел).

Позднее в развитии идей о критериях качества помещений были введены дополнительные локальные критерии: четкость реверберирующего сигнала, степень однородности звукового поля и т.д. Для лекториев, учебных аудиторий важное значение имеет разборчивость речи: слогов, слов, выражений. В настоящее время филологами совместно со специалистами по акустике разработаны соответствующие артикуляционные тестовые таблицы но оценке помещения на разборчивость речи (9],