Акустический расчет зала

метки: Акустический, Театральный, Оформление, Точка, Давление, Проход, Сцена, Расчет

Задание

Рассчитать вариант акустического оформления театрального зала, предназначенного для проведения спектаклей, вместимостью около 2000 человек. акустический реверберация частота

1. Расчет объема зала по заданной вместимости. программа зал

V=,

где — удельный объем, м3

N — количество зрителей

По таблице 1 определяем удельный объем для зала, предназначенного для проведения спектаклей.

Таблица 1

Назначение зала	Рекомендуемый удельный объем, м3
Концертный зал с органом и хором	10-12
Концертный зал без органа, филармония	8-9
Оперный театр	6-7
Зал камерной музыки, оперетты	6
Зал многоцелевого назначения	4-6
Драматический театр	5

Возьмем удельный объем н=10м3

V = 2000*10 = 20000 м3

Далее нужно рассчитать длину, ширину и высоту театрального зала, так чтобы размеры помещения удовлетворяли правилу золотого сечения.

Объем помещения

V= ,

где — высота

• ширина ;
• длинна

м2 — площадь помещения.

2. Расчет площади, отводимой под сцену и зрителей

Площадь зрительного зала на одно место в среднем принимается примерно 0,7 м2. Ширина кресел (между осями подлокотников) принимается не менее 0,52 м. Глубина кресел, стульев и скамей проектируется с обеспечением ширины проходов между рядами не менее 0,45 м.

Расстояние между спинками кресел (глубину ряда) рекомендуется принимать не менее 0,9 м.

Количество непрерывно установленных мест в ряду принимается при одностороннем выходе из ряда — не более 26, при двустороннем — не более 50.

Примем в расчет, исходя из зрительского удобства, что ширина кресла составляет 0.6 м, а глубина ряда составляет 1м

Из этого следует, что площадь, занимаемая одним слушателем:

Площадь занимаемая всеми слушателями:

20% от длинны помещения отведем под сцену, соответственно вся остальная площадь будет отводиться под зрителей и проходы между рядами

Площадь помещения:

• где — ширина ; — длинна

Глубина сцены:

Площадь отводимая под театральную сцену:

hсцены=1,2м — высота сцены

Площадь отводимая под зрительские места:

Выбор количества проходов между рядами, площади проходов и перерасчет площади отводимой под зрителей

Расстояние от сцены до спинки первого ряда зрительских мест не менее 1,5 м, для удобства выберем ~ 4 м.

В соответствии с [2] количество непрерывно установленных мест в ряду принимается при одностороннем выходе из ряда — не более 26, при двустороннем — не более 50 , мы должны обеспечить как минимум двусторонний выход.

Площадь отводимая под зрителей с учетом расстояния 4м от сцены до спинок первого ряда зрительских мест и без учета проходов между рядами

• длина части зала, отведенной под зрительские места, без учетов проходов между рядами

Площадь отводимая на проходы:

Рисунок 1.

Всего зрительских мест в зале без учета балкона 1376.

Рассчитаем площадь занимаемой зрителями в зале:

Ширина центрального прохода 1го- 21го ряда — 2 метра, 2х боковых — 1,5 метра, ширина прохода между 21 и 22 рядом составляет 1,2 метра, ширина каждого из 2 проходов между зрительскими местами 19-26го ряда составляет 1,2 метра. Партер-3м. Исходя из этого посчитаем общую площадь всех проходов:

((1.5*)+(4*(b-3))+(3*(b-3))+(1.2*(b-3))+(21*2)+((8*1.2)*2)=105.5376+96.576+72.432+28.9728+42+19.2=364.72 м2

Вывод:

Площадь для размещения 2000 человек,без учета сцены, проходов, расстояния от сцены до 1го ряда, рассчитаная по правилу золотого сечения составляет

На этой площади, при учете сцены и проходов, можно разместить 1376 человек. Оставшиеся 624 места будут расположены на балконе и ложах.

Площадь отводимая на зрителей на балконе и ложах, без учета проходов, составляет:

При проектировании в зрительном зале ярусов или балконов с количеством рядов не более трех высоту от пола зрительских мест до выступающих конструкций вышерасположенных ярусов, балконов или потолка зрительного зала рекомендуется принимать не менее 2,1 м, при большем количестве рядов — не менее 3 м. На барьерах предусматриваются устройства, предохраняющие от падения предметов с высоты.

Высота помещения, рассчитанная по методу золотого сечения равна где . В проектируемом зале планируется 2 балкона, следовательно нужно выбрать высоту одного балкона, примерно равную h/3. На каждом балконе разместятся 312 человек. На каждом балконе с обеих сторон по 5 лож, по 5 человек в каждой, одна ложа на 4 человека и одна на 10 человек. В основной части балкона 3 секции по 5 рядов, и 6 ряд на 60 человек

Рисунок 2

Высота первого яруса балкона над зрительским залом-4.84 метров, высота второго яруса 9.68 метра.

Суммарная площадь балкона с проходами примерно

С целью обеспечения большей равномерности звукового поля, места слушателей располагают на наклонной плоскости. Поднятие пола начинается с первого ряда. Каждый последующий ряд поднимается над предыдущим на 8 см.

Схема зала в разрезе представлена на рисунке 3

Рисунок 3.

3. Определение оптимального времени реверберации

Чтобы определить необходимое оптимальное время реверберации воспользуемся рисунком 3.

Рисунок 4.

Из рисунка 4 видно, что для театрального зала, предназначенного для проведения спектаклей, вместимостью около 2000 человек, объемом V = 2000*10 = 20000 м3 Топт500Гц=1,46 с.

По выбранному значению времени реверберации определим вид частотной характеристики, пользуясь кривыми на рисунке 4. Все данные занесем в таблицу 2.

Таблица 2 — Оптимальное время реверберации

Определ. величины	Значения определяемых величин на частотах, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Т/Т500	0,9	0,95	1	1	1	1	0,85	0,75
Топт, с	1,314	1,387	1,46	1,46	1,46	1,46	1,241	1,095

Рисунок 5.

4. Расчет площадей всех поглощающих поверхностей

1194 м2

51.1738 м2

16.829*43.974-51.1738-10.553=678.307 м2

424.234 м2

393.83м2

м2

м2 (площадь низа балкона)

м2

м2

м2

=32.4м2

Общая площадь всех поглощающих поверхностей составит:

6830.446 м2

5. Расчет коэффициентов звукопоглощения и существующего времени реверберации

Время реверберации: в диапазоне 125 — 1000 Гц

в диапазоне 2000 — 4000 Гц

средний коэффициент звукопоглощения

n — коэффициент, учитывающий поглощение звука в воздухе. В октаве 2000 Гц n = 0,009; в октаве 4000 Гц n = 0,022.

• суммарная площадь поглощающих поверхностей, м2.

А — эквивалентная площадь звукопоглощения, м2, определяемая по формуле

• коэффициент звукопоглощения i-й поверхности;
• площадь i-й поверхности, м2;
• Рассчитаем основной фонд звукопоглощения.

Таблица 3 . Расчет основного фонда поглощения

	Коэффициент звукопоглощения на октавных частотах, Гц
Наименование	Тип поглотителя	Занимаемая площадь/кол-во	125	250	500	1000	2000	4000
Стены	Бетон неокрашенный	2174.678 м2	0.01	0.012	0.016	0.019	0.023	0.035
Сцена	Сосновая панель толщиной 19мм		0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
Потолок	Бетон неокрашенный	1194	0.01	0.012	0.016	0.019	0.023	0.035
Двери	Двери лакированные	32.4	0.03	0.02	0.05	0.04	0.04	0.04
Пол и проходы	Бетон неокрашенный		0.01	0.012	0.016	0.019	0.023	0.035
Пол и проходы балкона	Бетон неокрашенный	м2*2	0.01	0.012	0.016	0.019	0.023	0.035
Борта балкона и лож	Древесина монолитная, лакированная	*2	0.02	0.05	0.04	0.04	0.04	0.04
Площадь низа балкона	Бетон неокрашенный	*2	0.01	0.012	0.016	0.019	0.023	0.035
6830.446 м2
F. кГц	125	250	500	1000	2000	4000
А	138.623	153.792	179.988	199.2	225.247	303.39
	0.02	0.023	0.026	0.029	0.033	0.044
T, c	23.624	20.512	18.117	16.218	7.967	4.362

Выберем коэффициенты звукопоглощения из таблицы 4.

Таблица 4. Звукопоглощения материалов в октавных частотах

	Коэффициент звукопоглощения
Материал,обьект\частота, Гц	125	250	500	1000	2000	4000
Бетон неокрашенный	0.01	0.012	0.016	0.019	0.023	0.035
Бетон окрашенный	0.009	0.011	0.014	0.016	0.017	0.018
Мрамор	0.01	0.01	0.01	0.013	0.015	0.017
Кирпич неокрашенный	0.024	0.025	0.031	0.042	0.049	0.07
Кирпич окрашенный	0.012	0.013	0.017	0.02	0.023	0.025
Штукатурка гибсовая	0.02	0.026	0.04	0.062	0.058	0.028
Штукатурка известковая	0.024	0.045	0.06	0.085	0.043	0.056
Панель гибсовая 10мм на 100мм от стены	0.41	0.28	0.15	0.06	0.05	0.02
Пол паркетный	0.04	0.04	0.07	0.06	0.06	0.07
Пол дощатый на лагах	0.2	0.15	0.12	0.1	0.08	0.07
Метлахская плитка	0.01	0.01	0.02	0.02	0.02	0.03
Застекленные оконные переплеты	0.35	0.25	0.18	0.12	0.07	0.04
Двери лакированные	0.03	0.02	0.05	0.04	0.04	0.04
Ковер шерстяной 9мм по бетону	0.02	0.08	0.21	0.026	0.27	0.37
Слушатель на мягком кресле	0.25	0.3	0.4	0.45	0.45	0.4
Стул мягкий	0.05	0.09	0.12	0.13	0.15	0.16
Штукатурка гипсовая, гладкая, по кирпичной стене, окрашенная	0.012	0.013	0.02	0.02	0.02	0.025
Бетон с железнением поверхности	0.01	0.01	0.01	0.02	0.02	0.02
Сосновая панель толщиной 19мм	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
Ткань бархатная	0.12	0.35	0.45	0.38	0.36	0.36
Древесина монолитная, лакированная	0.02	0.05	0.04	0.04	0.04	0.04
Безворсовая ковровая дорожка 3-5мм	0.02	0.05	0.07	0.11	0.29	0.48
Декоративный бумажно-слоистый пластик 2-3мм	0.76	0.47	0.29	0.14	0.02	0.02

Рассчитаем дополнительный фонд звукопоглощения.

Все расчетные данные сведем в таблицу 4, учитывая, по рекомендации, заполнение зрительских мест 70 %.

Таблица 5 . Расчет дополнительного фонда поглощения

	Коэффициент звукопоглощения на октавных частотах, Гц
Наименование	Тип поглотителя	Занимаемая площадь/кол-во	125	250	500	1000	2000	4000
Зрители	Слушатель на мягком кресле	0.6м2/1400чел	0.25	0.3	0.4	0.45	0.45	0.4
Стены 20% всей площади, снизу	Декоративный бумажно-слоистый пластик 2-3мм	439.16	0.76	0.47	0.29	0.14	0.02	0.02
Стены, 80% всей площади сверху.	Штукатурка АЦП	1756.624	0.27	0.31	0.31	0.31	0.33	0.25
Сцена	Сосновая панель толщиной 19мм		0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
Потолок	Штукатурка АЦП	1194	0.27	0.31	0.31	0.31	0.33	0.25
Двери(9 шт)	Двери сосновые	32.4	0.1	0.11	0.1	0.08	0.11	0.11
Пол и проходы партера	Пол паркетный	1976.58	0.04	0.04	0.07	0.06	0.06	0.07
Борта балконов и лож	Деревянные плиты	*2	0.12	0.11	0.1	0.03	0.08	0.11
Площадь низа балконов и лож	Декоративный бумажно-слоистый пластик 2-3мм	*2	0.76	0.47	0.29	0.14	0.02	0.02
Проходы и пол балкона	Безворсовая ковровая дорожка 3-5мм	м2*2	0.02	0.05	0.07	0.11	0.29	0.48
Гипсовая лепнина (плинтуса) На потолке	Панель гибсовая	14.22	0.41	0.28	0.15	0.06	0.05	0.02
6830.446 м2
	2028.64	1898.86	1864.711	1762.26	1864.711	1803.24
	0.297	0.278	0.273	0.258	0.273	0.264
T, c	1.354	1.465	1.497	1.599	1.383	1.287

Рисунок 5.

Вывод: Трасч укладывается в заданные пределы +\-10% от Топт. Материалы подобранны верно.

Сделаем полную схему зала в развороте, указывая на схеме материалы, выбранные для приближения времени реверберации к оптимальному.

6. Электроакустическое оборудование зала

При озвучке помещения используем следующие основные правила

Первое, при увеличении мощности в два раза звуковое давление увеличивается на 3 децибела. На конкретном примере это будет выглядеть следующим образом: если мы берем акустическую систему со звуковым давлением в 60 децибел, то для того чтобы громкость увеличилась на 3 децибела, нам необходимо установить в помещении еще одну такую же акустическую систему в 60 децибел. И тогда звуковое давление в точке схода звука от двух систем (зона нахождения слушателя) составит 63 децибела.

Второе правило: увеличение расстояния в два раза уменьшает звуковое давление на 6 децибел. Предположим мы установили все ту же акустическую систему в 60 децибел в начале зала. Если на расстоянии одного метра звуковое давление составляет 60 Дб, то на расстоянии двух метров от «колонки» громкость звука уменьшится на 6 Дб (т.е. составит 54 децибела).

Рисунок 6.

7. Озвучка партера

Так как зал симметричный, можно рассчитать уровень звукового давления только одной половины. Красной линией на рисунке изображена ось симметрии.

Рассчитаем уровень звукового давления в 5ти точках (А,Б,В,Г,Д).

Для полноты звукового восприятия зрителем театрального спектакля , уровень акустического давления в этих точках должен составлять порядка 70-80 дБ.

Рисунок 7.

Высота подвеса всех громкоговорителей 3 метра над уровнем пола партера.

Пользуясь 2-м правилом расчета акустического давления, давление уменьшается в зависимости от расстояния на 6*n, где n- количество отрезков, для которых расстояние от акустической системы до заданных точек увеличилось в 2 раза

2n=x , где х- расстояние от акустической системы до заданных точек увеличилось

lg(2n)=lg(x)

n*lg(2)=lg(x)

n=lg(x)/lg(2)

Акустическое давление от одного громкоговорителя в заданной точке

P=N-6*n,

где N-уровень акустического давления на расстоянии 1м

Акустическое давление от J громкоговорителей в заданной точке

Первая точка А -слушатель, сидящий на 4ом ряду, 3 месте. Расстояние от боковой стены до точки А равно 4. 172м, от сцены до точки А равно 8м. высота подъема пандуса 0.24 м.

Вторая точка Б -слушатель, сидящий на 4ом ряду, 16ом месте. Расстояние от боковой стены до точки Б равно 4. 172м, от сцены до точки Б равно 11.972м. высота подъема пандуса 0.24 м.

Третья точка В -слушатель, сидящий на 20 ом ряду, 14ом месте. Расстояние от боковой стены до точки В равно 4. 772м, от сцены до точки В равно 24. высота подъема пандуса 1.6 м.

Четвертая точка Г -слушатель, сидящий на 28ом ряду, 3ом месте. Расстояние от боковой стены до точки Г равно 3, от сцены до точки Г равно 32м. высота подъема пандуса 2.24 м.

Пятая точка Д -слушатель, сидящий на 28ом ряду, 19ом месте. Расстояние от боковой стены до точки Д равно 13.092, от сцены до точки Д равно 32м. высота подъема пандуса 2.24 м.

8. Озвучка балконов и лож

В рассчитываемом зале имеется 2 одинаковых балкона. Рассчитаем уровни звукового давления на одном из них, учитывая что балкон симметричен. Ось симметрии на рисунке показана красной линией.

Высота подвеса всех громкоговорителей 3 метра над уровнем пола партера.

Рисунок 8.

Первая точка А находится на 3ем ряду балкона, на 6ом месте.

Точка Б находится на 3ем ряду,14 месте.

Точка В-слушатель, сидящий в ложе на 10 человек, на первом ее ряду, посередине (место 3)

Точка Г — слушатель, сидящий в первой ложе на 5 человек, на 3м месте.

Вывод: уровень акустического давления составляет примерно 75-80 дБ, что позволяет обеспечить хорошую слышимость и в партере и на балконе и ложах.

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://liarte.ru/kursovaya/na-temu-akusticheskoe-oformlenie-teatralnogo-zala/

1) СНиП 2.08.02-89 Проектирование театров, Пособие , Помещения большого демонстрационного комплекса (с большим залом) п.3.28

2) СНиП 2.08.02-89 Проектирование театров, Пособие , Помещения большого демонстрационного комплекса (с большим залом) п.3.30

3) СНиП 2.08.02-89 Проектирование театров, Пособие , Помещения большого демонстрационного комплекса (с большим залом) п.3.31

4) Ч. Пэдхем, Дж. Сондерс. Восприятие света и цвета. — М.: «Мир», 1978. — С. 19.)

5) CНиП 2.08.02-89 Проектирование театров, Пособие , Помещения большого демонстрационного комплекса (с большим залом) п.3.32

6) СНИП 23.03.2003 Акустика залов п.13.3

7) СНИП 23.03.2003 Защита от шума

8) Акустика: Справочник / М.А Сапожков, А.П. Ефимов, А.В. Никонов, В.И.Шоров ; под ред. М.А. Сапожкова. — 2-е изд. , перераб. и доп. — М.: Радио и связь, — 1989.- 336 с.: ил.

8) Звукофикация помещений: Проектирование и расчет / М.А Сапожков. -М.: Связь, -1979. -144 с.: ил.

9) Радиовещание и электроакустика: Учебник для вузов/ А.В. Выходец, М.В. Гитлиц, Ю.А. Ковалгин и др.; Под ред. М.В. Гитлица. — М.: Радио и Связь, 1989.-432с.;ил.