Расчет акустического оформления студий

Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций им.проф. М.А. Бонч-Бруевича

 

Кафедра РПВЭС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

«Расчет акустического оформления студий»

 

 

 

 

 

 

                                                           Выполнила: Сыркина.С.А

                               Группа: Р – 01

       Проверила: Свиньина .О .А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2014

Вариант 3

1. Задание на проектирование и акустический расчет помещения

 

Акустический расчет помещения заключается:

 

а) в подборе числа единиц звукопоглощения, обеспечивающих требуемую длительность реверберации (расчет на реверберацию);

 

б) в 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.

 Исходные данные

 

Наименование	l, м	b, м	h, м	Nопт	T, с	, с	Т=
Средняя телевизионная студия для литературно-драматических и музыкальных передач с декорационным оформлением	20	15	8,5	50	0,9		-20%

 

где

 

l, b, h – соответственно длина, ширина и высота помещения;

N – число исполнителей (оптимальное и максимально допустимое);

Т – стандартная реверберация;

 – допустимые пределы отклонения времени реверберации от оптимальной величины;

Т=- уменьшение реверберации на указанную величину на частоте 125 Гц.

 

2. Расчет требуемой частотной характеристики времени стандартной реверберации

 

Из известной формулы Эйринга следует, что время стандартной реверберации Т:

 

 

 

Где

- коэффициент затухания звуковой  энергии в воздухе, выраженный  в дБ/м;

V- объем помещения в ;

S- площадь всех поверхностей помещения ( стен, пола, потолка);

- средний коэффициент звукопоглощения, равный A/S, где А – общее звукопоглощение.

 

 

 

 

 

Из (1)  получим, что

 

 

 

 

 

 

 

Требуется обеспечить время стандартной реверберации T= 0,9 с с допустимыми пределами отклонения , т.е.

 

 

 

 

На частоте 125 Гц требуется уменьшить время стандартной реверберации на 20%, т.е.

 

 

 

 

Требуемая частотная зависимость времени реверберации представлена на рисунке:

 

 

 

Рис. 1. Частотная зависимость требуемого времени реверберации ( сплошная кривая) и допустимые отклонения ( пунктир)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учитывая, что 0,4 V/S = 0,84 и подставляя для каждой частоты , и соответствующее значение , произведем вычисления по формуле (2).

Результаты занесены в таблицу.

 

Таблица 1. Расчет величины

 

F,Гц
	для	для
125	0,84(0  –  0,175/0,64) =  – 0,23	0,84(0  –  0,175/0,8) =   – 0,184
250	0,84(0  –  0,174/0,8) =  – 0,184	0,84(0  –  0,175/1) =   – 0,147
500	0,84(0,001 – 0,175/0,8) =  – 0,182	0,84(0,001  –  0,175/1) =   – 0,146
1000	0,84(0,003 – 0,175/0,8) =  –  0,181	0,84(0,003  –  0,175/1) =   – 0,144
2000	0,84(0,01 – 0,175/0,8) =  – 0,175	0,84(0,01  –  0,175/1) =   – 0,139
4000	0,84(0,03 – 0,175/0,8) =  – 0,157	0,84(0,03  –  0,175/1) =   – 0,122

 

 

Затем определим величины для каждой частоты:

 

Таблица 2. Расчет единиц звукопоглощения

 

F,Гц	125		250		500		1000		2000		4000
	min	max	min	max	min	max	min	max	min	max	min	max
	-0,23	-0,184	-0,184	-0,147	-0,182	-0,146	-0,181	-0,144	-0,175	-0,139	-0,157	-0,122
	0,59	0,65	0,65	0,71	0,66	0,71	0,66	0,72	0,67	0,73	0,7	0,76
	0,41	0,35	0,35	0,29	0,34	0,29	0,34	0,28	0,33	0,27	0,3	0,24
A=S	490	418,3	418,3	346,6	406,3	346,6	406,3	334,6	394,4	322,7	358,5	286,8

 

На рис. 2 графически показано необходимое количество единиц звукопоглощения. На том же рисунке сплошной линией показана кривая, полученная в результате расчета, который приводится ниже.

 

Рис. 2 Пределы возможного отклонения количества единиц звукопоглощения от требуемого

3. Расчет звукопоглощения, вносимого основным фондом

 

Определим число единиц звукопоглощения, вносимых основным фондом. Расчет ведётся исходя из оптимального числа исполнителей, которое в нашем примере равно 50. Кроме того, учитывая, что площадь пола , к основному фонду отнесем ковер площадью в 100 м2.

Также учитываются вентиляционные решетки:

 

 

 

Остальные абсорбенты, относящиеся к основному фонду студии, занесем в таблицу:

 

Таблица 3. Расчет звукопоглощения, вносимого основным фондом

 

Абсорбенты	Кол-во или площ			250		500		1000		2000		4000
			А		А		А		А		А		А
Исполнители	50	0,28	14	0,4	20	0,45	22,5	0,49	24,5	0,47	23,5	0,45	22,5
Инвентарь	100	0,23	23	0,26	26	0,26	26	0,29	29	0,32	32	0,36	36
Ковер (101)	100м2	0,05	5	0,05	5	0,15	15	0,30	30	0,50	50	0,55	55
Пол (линолеум 208)	200м2	0,02	4	0,02	4	0,03	6	0,03	6	0,04	8	0,04	8
Окно в студ. аппаратную	3м2	0,35	1,05	0,25	0,75	0,18	0,54	0,12	0,36	0,07	0,21	0,04	0,12
Вентиляционные решетки	8м2	0,3	2,4	0,4	3,2	0,5	4	0,5	4	0,5	4	0,4	3,2
Двери (2 шт. + ворота)	15м2	0,1	1,5	0,07	1,05	0,05	0,75	0,04	0,6	0,04	0,6	0,04	0,6
Декорации	50м2	0,73	36,5	0,59	29,5	0,75	37,5	0,71	35,5	0,76	38	0,7	35
Итого: S0 = 376 м2		А0 = 87,5		А0 = 89,5		А0 = 114,2		А0 = 130		А0 = 156,3		А0 = 160,4
Следует добавить А-А0		402,5...330,8		330,8…257,1		292,1…257,1		276,3…204,6		238,1…166,4		198,1…126,4

 

Оставшаяся площадь S-S0= 1195 – 376 = 819м2.

Добавочное число единиц звукопоглощения для каждой расчетной частоты должно оказаться в пределах, указанных в последней строке табл.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет звукопоглощения, вносимого  специальными материалами и конструкциями

 

На основании данных, полученных в п.3 рассчитаем звукопоглощение, вносимое специальными материалами.

Составим таблицу 4 подбора абсорбентов.

В телевизионных студиях применяются декоративные занавеси в качестве фона позади лектора, диктора или небольшого инструментального ансамбля. Используем с этой целью занавес площадью 120 м2.

Попробуем применить хотя бы два поглотителя: низкочастотный и высокочастотный. Разделим примерно пополам оставшуюся площадь: (819-120)/2= 349.5м2. Ассортимент высокочастотных поглотителей меньше, поэтому начнем подбор с них.

Если считать, что площадь высокочастотного поглотителя порядка 340-350м2, а из требуемых на частоте 4000Гц единиц звукопоглощения высокочастотный абсорбент должен внести около 90-100 единиц (с учётом того, что часть внесет занавес), то . По табл. 7 находим, что близкими данными обладает поглотитель 804.

Теперь выберем низкочастотный поглотитель. На частоте 125 Гц число единиц звукопоглощения низкочастотный абсорбент должен внести около 340-350, в то же время на частоте 250 Гц количество единиц звукопоглощения существенно ниже, следовательно, нужно выбрать абсорбент, с существенно меньшим коэффициентом звукопоглощения на частоте 250 Гц по сравнению со 125 Гц. Такими свойствами обладает абсорбент 751.

Из таблицы видим, что на частоте 1000 Гц и 2000 Гц недостаточно единиц звукопоглощения, применим занавес, который имеет довольно высокий коэффициент звукопоглощения на частоте 1000Гц, но невысокий на 4000 Гц,а именно занавес 126.

 

Таблица 4.  Расчет специальных звукопоглощающих материалов

 

S,м2		F	125 Гц			250 Гц			500 Гц		1000 Гц		2000 Гц			4000 Гц
		Aдоб.ср	367			294			262		240		202			162
		№ Погл.		А				А		А		А		А			А
349		804	0,06	20,9		0,15		52,4	0,28	97,7	0,3	104,7	0,33	115,2		0,31	108,2
350		751	0,8	280		0,58		203	0,27	94,5	0,14	49	0,12	42		0,1	35
120		126	0,05	6		0,12		14,4	0,35	42	0,45	54	0,38	45,6		0,36	43,2
1-ый итог			306,9			269,8			234,2		207,7		202,8			186,4
811м2	Ас
Адоб. ср. -Ас			60,1			24,2			28,8		32,3		-0,8			-24,4
-70	804		0,06		4,2	0,15	10,5		0,28	19,6	0,3	21	0,33		23,1	0,31		21,7
+70	751		0,8		56	0,58	40,6		0,27	18,9	0,14	9,8	0,12		8,4	0,1		7
2-ой итог			358,7			299,4			233,7		196,5		188,1			171,7
811м2	Ас
Адоб. ср. -Ас			8,3			-5,4			28,3		43,5		13,9			-9,7
-50	804		0,06		3	0,15	7,5		0,28	14	0,3	15	0,33		16,5	0,31		19,5
+50	811		0,03		1,5	0,2	10		0,56	28	0,78	39	0,66		33	0,39		19,5
3-ий итог			357,2			301,9			247,7		220,5		204,6			175,7
811м2	Ас
Адоб. ср. -Ас			9,8			-7,9			14,3		19,5		-2,6			-13,7
Допуск:			402,5… 330,8			330,8… 257,1			292,1… 232,4		276,3… 204,6		238,1… 166,4			198,1… 126,4
Аобщ=А0+Ас			444,7			391,4			361,9		350,5		360,9			336,1

 

 

1-ый итог: сравнивая полученные результаты с максимально допустимыми пределами (табл. 3), замечаем, что наблюдается значительный перебор единиц звукопоглощения на частоте 4000 Гц и их недобор на частотах 125 Гц, 250 Гц, 1000Гц и 2000 Гц, поэтому целесообразно уменьшить площадь, занимаемую поглотителем 804 и увеличить площадь, занимаемую поглотителем 751.

2-ой итог: из таблицы видим, что на частотах 125,  250 и 4000 Гц удалось получить количество единиц звукопоглощения, близкое к требуемому, однако на частотах 500, 1000 и 2000 Гц по- прежнему наблюдается недобор. Следовательно, необходимо применить материал, имеющий на частоте 1000 Гц, а также относительно высокий коэффициент на частотах 500 и 2000 Гц, при малых на частотах 125,250 и 4000 Гц. Наиболее подходящим является абсорбент 811. Уменьшим площадь, занимаемую поглотителем 804 в пользу поглотителя 811.

3-ий итог: на всех частотах получились величины единиц звукопоглощения, удовлетворяющие допустимым.

 

5. Расчет времени стандартной реверберации

 

Полученные результаты позволяют вычислить частотную зависимость стандартной реверберации, используя формулу (1), которую целесообразно написать в виде:

 

 

где А – общее число единиц звукопоглощения, вносимых основным, специальным и дополнительным фондами абсорбентов; S- суммарная площадь всех поверхностей помещения.

 

Для данного помещения результаты вычислений сведены в табл.5

V= 2550 м3 ; S = 1195 м2 ; 0,07 V = 178,5 м3.

 

Таблица 5. Расчет времени стандартной реверберации

 

F, Гц	125	250	500	1000	2000	4000
А	444,7	391,4	361,9	350,5	360,9	336,1
	0,37	0,33	0,30	0,29	0,30	0,28
	0,63	0,67	0,7	0,71	0,7	0,72
	-0,2	-0,172	-0,157	-0,151	-0,155	-0,143
	239,8	205,5	187,2	180	185,1	170,5
0,4	0	0	1,02	3,06	10,2	30,6
T,c	0,74	0,87	0,95	0,97	0,91	0,89