Основные положения геометрической теории

Распространение звука в зрительном зале. Звуковое поле и его формирование

Геометрическая теория акустики

Зрительный зал, по существу, является областью воздушной среды, в которой распространяются звуковые воздушные волны от источника звука, а его пространство в целом – звуковым полем.

Источниками музыкальных звуков являются струны и деки (корпус) музыкальных инструментов, органные трубы, металлические планки язычковых инструментов (баяны, аккордеоны, гармони), языковой аппарат человека (певческий голос).

Извлечение звука сопровождается соответствующими колебаниями источников звука, который одновременно передается в воздушную среду. От источника звука звуковые волны распространяются одинаково по всем направлениям. К слушателю приходят звуковые волны двух видов: непосредственно от источника-прямой звук, и отраженный.

Отраженные звуковые волны различают направленные и рассеянные. Направленные звуковые отражения образуется от относительно крупных по площади плоских или криволинейных поверхностей стен и потолка; рассеянные - при отражении от мелких архитектурных деталей интерьера (лепнина, орнамент, скульптурные формы и другое).

Звуковое поле формируется в результате многократных отражений звуковых волн и суммирования энергии прямых и отраженных волн. Потеря энергии звука происходит в моменты отражений от ограждающих поверхностей и при поглощении звука воздухом. Наиболее общей характеристикой звукового поля является «диффузность».

Понятие - «диффузность»звукового поляимеет значение звукового поля с равномерно рассеянным звуком, одинаковой громкости и плотности на каждом месте зрительного зала. Достаточно высокая степень диффузности звукового поля считается показателем хорошей акустики зала, особенно музыкального.

1. Геометрическая теория акустики основана на построение прямых отраженных от плоскости стен и потолка звуков, и определении разности времени запаздывания первых (ранних) отражений по сравнению с прямым звуком. К ранним относятся только первые однократные отражения. Необходимо учитывать, что достаточно интенсивные ранние звуковые отражения дополняют прямой звук, улучшая слышимость музыки и разборчивость речи.

2. Особенно важно учитывать главные положения геометрической теории акустики в предпроектных разработках, а именно для хорошей акустики зала весьма важно выбрать его объем, геометрическую форму и очертания внутренних поверхностей. Этим достигается надлежащее распределение отраженного звука и достаточная диффузность звукового поля.

3. Очертания стен и потолка зала должны способствовать хорошему распределению отраженного от них звука, направляя большую долю его на удаление от источника, слушательские места. Расчленение потолка секциями при правильном их очертании дает хорошее в них распределение отраженного звука.

4. При выборе очертания стен в плане имеют силу те же соображения, что и при выборе очертания потолка.

5. Установлено требование: каждое место зрительного зала расположенное от источника звука на расстоянии от 8 м и далее должно быть обеспеченно отраженным звуком.

6. Установлено, что хорошая слышимость обеспечивается при условии, если отраженные звуки запаздывают по сравнению с прямым, не более чем на 0,02-0,03 с (20-30мс). Расчет расстояния в (м), принимая скорость звука 340м/с, а также, что одна секунда равна 1000мс.

7. Запаздыванию отраженного звука 0,02 с (20мс) соответствует расстояние 7м; на 0,03(30 мс)-10м.

8. Установлен также критический интервал запаздывания отраженного звука для концертных залов-100мс(0,1с). За это время звук проходит расстояние 3,4•10=34м. Для аудиторий критический интервал равен 50 мс(0,05с). Разность ходов отраженного звука по сравнению с прямым будет равна L=3,4•5=17м. Таким образом, разность хода не должна приближаться к критическим значениям.

9. При построении геометрических отражений, исходят из предложений, что законы отражения звука, аналогичны законам оптики:

· угол падения равен углу отражения;

· падающий и отраженный звуковые лучи лежат в одной плоскости, перпендикулярной к отражающей поверхности.

10. Построение геометрических отражений удобно вести, применяя прием «мнимого источника звука». «Мнимый источник»-симметрично расположенный по отношению к действительному точечному источнику, и находящийся на равном расстоянии от отражающей плоскости, только по другую ее сторону. Прямые, проведенные из «мнимого» источника, после пересечения ими отражающей плоскости удовлетворяют условию равенства углов падения и отражения, то есть являются искомыми отражающими лучами, созданными действительным источником.

Дата добавления: 2014-01-07