Определение времени стандартной реверберации
ПРЕДИСЛОВИЕ
В предлагаемом пособии рассматриваются методы расчета помещений аппаратно-студийного комплекса телерадиовещания, театров и концертных залов на оптимальные или требуемые акустические условия.
При составлении данного пособия преследовались следующие основные цели:
− отобразить методы акустических расчетов, связанных с обеспечением требуемого времени и частотной зависимости стандартной реверберации, а также допустимого уровня акустических помех в студиях и студийных аппаратных;
− привести наиболее обширные сведения о типах и свойствах звукопоглощающих материалов, применяемых при акустической обработке помещений;
− рассмотреть процесс компьютерного моделирования акустически обрабатываемого помещения на базе программной среды Ulysses;
− рассмотреть процесс расчета частотной зависимости стандартной реверберации базе программной среды Ulysses.
Расчет проиллюстрирован приведенным в конце числовым примером.
В конце пособия приводится перечень литературы, которая может служить вспомогательным материалом при выполнении курсового проекта.
Данное пособие содержит материалы, необходимые для выполнения следующих заданий:
1. Подбор звукопоглощающих материалов для обеспечения требуемой длительности и частотной зависимости стандартной реверберации в помещениях студийного комплекса;
2. Построение модели акустически обрабатываемого помещения и размещение в нем выбранных звукопоглощающих материалов с помощью программной среды Ulysses;
|
|
|
3. Программный расчет времени стандартной реверберации в полученном студийном помещении.
4. Проектирование планировки помещений студийного комплекса и вычисление уровня акустических помех в любом из этих помещений;
Вариант задания выбирается по двум последним цифрам номера зачетной книжки, как указано в таблице выбора вариантов заданий.
| № типа студии в таблице 1 | Две последние цифры № зачетной книжки | |||
| 1 | 01 | 30 | 59 | 88 |
| 2 | 02 | 31 | 60 | 89 |
| 3 | 03 | 32 | 61 | 90 |
| 4 | 04 | 33 | 62 | 91 |
| 5 | 05 | 34 | 63 | 92 |
| 6 | 06 | 35 | 64 | 93 |
| 7 | 07 | 36 | 65 | 94 |
| 8 | 08 | 37 | 66 | 95 |
| 9 | 09 | 38 | 67 | 96 |
| 10 | 10 | 39 | 68 | 97 |
| 11 | 11 | 40 | 69 | 98 |
| 12 | 12 | 41 | 70 | 99 |
| 13 | 13 | 42 | 71 | 00 |
| 14 | 14 | 43 | 72 | |
| 15 | 15 | 44 | 73 | |
| 16 | 16 | 45 | 74 | |
| 17 | 17 | 46 | 75 | |
| 18 | 18 | 47 | 76 | |
| 19 | 19 | 48 | 77 | |
| 20 | 20 | 49 | 78 | |
| 21 | 21 | 50 | 79 | |
| 22 | 22 | 51 | 80 | |
| 23 | 23 | 52 | 81 | |
| 24 | 24 | 53 | 82 | |
| 25 | 25 | 54 | 83 | |
| 26 | 26 | 55 | 84 | |
| 27 | 27 | 56 | 85 | |
| 28 | 28 | 57 | 86 | |
| 29 | 29 | 58 | 87 | |
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОГО ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИЯХ СТУДИЙНОГО КОМПЛЕКСА
|
|
|
Виды помещений и их основные параметры
В таблице 1 перечислены типовые телевизионные (№1...№9) и радиовещательные (№1...№17) студии и другие помещения, входящие в студийные комплексы. В таблице указаны: l, b и h – соответственно длина, ширина и высота помещений. N – число исполнителей (оптимальное и максимально допустимое), Т – стандартная реверберация, ±∆Т – допустимые пределы отклонения времени реверберации от оптимальной величины. В графе Т = φ(F) даны сведения о требуемых частотных характеристиках реверберации, причем во всех помещениях, начиная с частоты 250 Гц, время оптимальной реверберации не должно зависеть от частоты (в пределах упомянутых допусков), а на частоте 125 Гц рекомендуется уменьшение (знак «–») или увеличение (знак «+») реверберации на указанную в данной графе величину, выраженную в процентах по отношению к оптимальной на частотах от 250 Гц и выше.
Варианты заданий
Акустический расчет перечисленных помещений заключается в:
а) подборе числа единиц звукопоглощения, обеспечивающих требуемую длительность реверберации (расчет на реверберацию) и
б) определении уровня акустических помех за счет проникновения звуковой энергии из соседних помещений, а также по вентиляционным каналам и корпусу здания (расчет на звукоизоляцию).
|
|
|
Расчет ведется при частотах звуковых колебаний 125, 250, 500, 1000, 2000 и 4000 Гц. Последнее, указанное в табл. 1 помещение (№29), принято называть «эхо-камерой», хотя технически более правильным следует считать термин «реверберационное помещение». Акустические процессы, протекающие в этом помещении, не должны создавать эффект повторения звука типа эха. Данное помещение предназначено для обеспечения возможности замедленного затухания плотности звуковой энергии, т.е. увеличения длительности реверберационного процесса. Известно, что оптимальная реверберация в значительной мере зависит от рода исполняемого музыкального произведения, а в ряде случаев способствует созданию так называемой «акустической декорации» при литературно-драматических передачах.
Увеличение длительности реверберации создает у слушателя впечатление большого помещения (танцевальный зал, заводской цех и т. п.). Такие эффекты улучшают эмоциональное восприятие передаваемой программы, обеспечивая звукорежиссеру возможность увеличения реверберации по сравнению с имеющейся в студии. Реверберационный процесс, создаваемый в данном помещении, подмешивается к сигналу вещательной передачи, воспринимаемому расположенными в студии микрофонами.
|
|
|
Заметим, что громкоговоритель устанавливается так, чтобы на микрофон действовали только звуковые волны, отраженные от стен эхо-комнаты. Система фильтров позволяет добавлять реверберационный эффект на различных частотах, т.е. изменять частотную характеристику реверберации. Смесительное устройство позволяет звукорежиссеру «подмешивать» реверберируюший сигнал в любых соотношениях с уровнем основного сигнала.
Эхо-комнаты применяются как в домах радио, так и в телевизионных центрах. Если эхо-комната имеет прямоугольную форму, то ее размеры обычно выбираются из соотношения:
, 
, 
,
где V – объем помещения.
Таблица 1
Типовые телевизионные и радиовещательные студии
| № | Наименование | l, м | b, м | h, м | N | Т, с | ∆Т, с | Т=φ(F) | Примечание | |
| опт | макс | |||||||||
| 1 | Большая телевизионная студия для литературно-драматических и музыкальных передач при сложном декорационном оформлении | 40 | 25 | 14 | – | – | 1,1 | ±0,2 | –20% | При расчете принимается N = 50 чел. |
| 2 | 30 | 20 | 12,5 | – | – | 1,0 | ±0,2 | –20% | то же | |
| 3 | Средняя телевизионная студия для литературно- драматических и музыкальных передач с декорационным оформлением | 20 | 15 | 8,5 | – | – | 0,9 | ±0,1 | –20% | то же |
| 4 | Малая телевизионная студия для литературно-драматических и научно-познавательных передач с декорационным оформлением и демонстрацией макетов, моделей и др. Наглядных пособий | 15 | 10 | 6,0 | – | – | 0,8 | ±0,1 | –20% | При расчете принимается N = 25 чел. |
| 5 | Дикторская телестудия с показом диктора | 10 | 8 | 4,5 | 2 | 4 | 0,6 | ±0,1 | –20% | |
| 6 | Кабина переводов | 4 | 2,5...2,7 | 2,6...2,8 | 1 | 1 | 0,4 | –0,1 | то же | |
| 7 | Кабина комментаторов телевизионных передач | 4 | 2,5...2,7 | 2,6...2,8 | 1 | 1 | 0,4 | –0,1 | то же | |
| 8 | Аппаратные звукорежиссеров | l×b = 35...45м2 | 3,5 | 0,4...0,5 | +0,05 | то же | ||||
| 9 | Кинопросмотровые залы | l×b = 60...80м2 | 4,0 | 0,6...0,7 | +0,05 | то же | ||||
| 10 | Большая концертная радиовещательная студия для передачи крупных симфонических произведений с возможным присутствием до 280 слушателей | 40 | 25 | 14 | 250 | 500 | 2,0 | ±0,2 | +25% | 250 исполнителей и 250 слушателей |
Продолжение табл. 1
| № | Наименование | l, м | b, м | h, м | N | Т, с | ∆Т, с | Т=φ(F) | Примечание | |
| опт | макс | |||||||||
| 11 | Средняя музыкальная студия для симфонического оркестра | 26,5 | 17 | 10 | 40 | 65 | 1,7 | ±0,2 | –10% |
|
| 12 | 24 | 14,5 | 8,5 | 40 | 65 | 1,5 | ±0,2 | |||
| 13 | Малая музыкальная студия для небольших оркестров | 20 | 15 | 8,3 | 30 | 35 | 1,2 | ±0,2 | –10% |
|
| 14 | 20 | 12,5 | 8 | 30 | 35 | 1,2 | ±0,2 | |||
| 15 | Камерная студия для солистов и оркестра малого состава | 14 | 8,5 | 5,0 | 10 | 15 | 1,0 | ±0,15 | 0 | |
| 16 | 15 | 10 | 6,0 | 10 | 15 | 1,0 | ±0,15 | 0 | ||
| 17 | Студия эстрадной музыки | 24 | 14,5 | 10...8.5 | 35 | 60 | 1,0 | ±0,2 | 0 | |
| 18 | Большая студия для литературно-драматических передач | 18 | 11 | 6,0 | 20 | 30 | 0,8 | ±0,1 | –30% | |
| 19 | 15 | 10 | 5,4 | 20 | 30 | 0,8 | ±0,1 | –30% | ||
| 20 | Средняя студия для литературно-драматических передач | 12,5 | 8 | 5,0 | 10 | 15 | 0,6 | ±0,1 | –30% | |
| 21 | Речевая студия | 6 | 5 | 4,0 | 2 | 4 | 0,4 | +0,1 | –25% | |
| 22 | 5,8 | 4,5 | 3,45 | 2 | 4 | 0,4 | +0,1 | –25% | ||
| 23 | Заглушённая студия | 8 | 6,25 | 4,0 | 6 | 10 | 0,2 | – | – | |
| 24 | Разглушенная студия | 10 | 7,5 | 4,0 | 6 | 10 | – | – | – | |
| 25 | Радиовещательные (студийные) аппаратные, аппаратные магнитофонные, помещения техконтроля, аппаратные монтажа фонограмм | l×b = 35м2 | 3,5 | – | – | 0,4...0,5 | ±0,05 | 0 | ||
| 26 | Аппаратные многоканальных систем пространственного звучания (непрямоугольной формы) | l×b = 70...130м2 | 4,0...6,0 | – | – | 0,3 | ±0,1 | –25% |
| |
| l×b×h ≥ 120...200м3 h : b : l = = 1 : 1,59(±0,7) : 2,52(±0,28) | ||||||||||
| 27 | Кабины радиокомментаторов | l×b = 10...12м2 | 2,8...3,0 | 1 | 1 | 0,4 | ±0,1 | 0 | ||
| 28 | Репетиционные | l×b = 60...120м2 | 4...5 | – | – | 0,6...0,8 | ±0,05 | 0 | ||
| 29 | Эхо-камеры (реверберационные) | l×b×h = 120...200м3 | – | – | до 5,0 | 0 | ||||
При этом на стенах и потолке делаются жесткие, хорошо отражающие, клинообразные и пирамидальные выступы, способствующие рассеянию отраженной звуковой энергии. Высота клиньев берется примерно 0,5м, что увеличивает стоимость строительства. Без клиньев эхо-комнате придают неправильную форму. Поверхности комнаты обрабатываются наиболее отражающими материалами (например, бетон). Метод и формулы для акустического расчета эхо-комнаты и любых других помещений, перечисленных в табл. 1, аналогичны.
В данном пособии рассматриваются только методы акустических расчетов помещений студийного комплекса, поэтому сведения об электрических способах создания искусственной реверберации (пластинчатые, магнитные, цифровые ревербераторы) здесь не приводятся.
Определение времени стандартной реверберации
Из известной формулы Эйринга следует, что время стандартной реверберации Т:
(1)
где δ = μ/0,23 – коэффициент затухания звуковой энергии в воздухе, выраженный в дБ на метр; V – объем помещения в м3; S – площадь всех поверхностей помещения (стен, пола и потолка); αср – средний коэффициент звукопоглощения равный A/S , где А – общее звукопоглощение. Из (1) получим, что
(2)
где: V = l×b×h, S = 2×(l×b + l×h + b×h) – при прямоугольной форме помещения.
Величина δ зависит от частоты звуковых колебаний и относительной влажности воздуха. Наиболее приятной для человека является относительная влажность от 40 до 60%. Величины δ в зависимости от относительной влажности (отложенной по оси абсцисс) и частоты графически показаны на рис. 1. Те же величины при основных расчетных частотах и относительной влажности приблизительно равной 50%, даны в табл. 2.
Таблица 2
Значения коэффициентов звукопоглощения в воздухе от частоты
| F, Гц | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| δ, дБ/м | – | – | 0,001 | 0,003 | 0,01 | 0,03 |
Рис. 1. Зависимость поглощения звуковой энергии в воздухе (δ) от относительной влажности воздуха (%) и частоты.
Произведя расчет на реверберацию любого помещения, указанного в табл. 1, можно по данным, приведенным в этой таблице, определить объем помещения, общую площадь поверхностей S и допустимые максимальную Т max и минимальную T min реверберации на разных частотах. Находя по данным табл. 2 величины δ и используя формулу (2), можно определить требуемое значение lg(l – αср), а затем αcp и общее число единиц звукопоглощения А = αсрS.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 419; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!