Акустический и Электроакустический расчет
Выдержка из Акустического проекта: Многофункциональный зал #5
Архитектурная акустика
Подобранны акустические материалы для оптимизации помещения с учетом противопожарных требований и дизайна
Электроакустика
Подобрана основная система СЗУ согласно ТЗ с учетом пожеланий заказчика и эксплуатационных служб на объекте
Звукоизоляция
Разработаны меры по звукоизоляции и шумоизоляции согласно СП 51.13330.2011 «Защита от шума»
Акустический и Электроакустический расчет
Выдержка из Акустического проекта: Многофункциональный зал #5
Архитектурная акустика
Подобранны акустические материалы для оптимизации помещения с учетом противопожарных требований и дизайна
Электроакустика
Подобрана основная система СЗУ согласно ТЗ с учетом пожеланий заказчика и эксплуатационных служб на объекте
Звукоизоляция
Разработаны меры по звукоизоляции и шумоизоляции согласно СП 51.13330.2011 «Защита от шума»
Исходные данные
Исходные данные
Данное помещение рассчитывалось как: Многофункциональный зал.
Его полезный воздушный объем составляет: ≈ 5390 м3
Акустический расчет произведен в программе EASE 4.4 (Enhanced Acoustic Simulator for Engineer) с применением алгоритмов AURA.
Его полезный воздушный объем составляет: ≈ 5390 м3
Акустический расчет произведен в программе EASE 4.4 (Enhanced Acoustic Simulator for Engineer) с применением алгоритмов AURA.
Зоны акустической коррекции отмечены красным цветом в концептуальной модели!
В данном зале обработке подверглись пространство сцены и зала, применены перфорированные шпонированные панели, это в прошлом камерный зал, до реконструкции, рассчитан как многофункциональный зал с применением современных акустических систем звукоусиления.
Акустические материалы
Акустические материалы
Акустические материалы только от производителя первой категории, все применяемые в расчетах конструкции и материалы прошли акустические испытания в аккредитованной лаборатории и имеют соответствующий документ, а так же сертификаты соответствия.
Согласно норма (СП 309.1325800.2017) в данном помещении применены материалы нескольких видов, с классом пожарной опасности не ниже КМ1.
Согласно норма (СП 309.1325800.2017) в данном помещении применены материалы нескольких видов, с классом пожарной опасности не ниже КМ1.
Концептуальная модель
Концептуальная модель
Цели и задачи проекта
Цели и задачи проекта
Главной целью проекта является разработка акустического оформления зала в соответствии с нормативными требованиями предъявляемым к многофункциональным залам.
Одним из важных условий хорошей акустики зала является оптимальное время реверберации, характеризующее общую гулкость помещения. Рекомендуемое время реверберации для зала определим в соответствии с СП 51.13330.2011 «Защита от шума».
Другие требования к акустике зала связаны с обеспечением рекомендуемой структуры его импульсного отклика, что обусловливается объемно-планировочным решением помещения. В этой структуре должны присутствовать ранние полезные звуковые отражения и исключены интенсивные отражения с большим запаздыванием, которые могут создать такой акустический дефект, как слышимое эхо.
Основные задачи проекта:
Одним из важных условий хорошей акустики зала является оптимальное время реверберации, характеризующее общую гулкость помещения. Рекомендуемое время реверберации для зала определим в соответствии с СП 51.13330.2011 «Защита от шума».
Другие требования к акустике зала связаны с обеспечением рекомендуемой структуры его импульсного отклика, что обусловливается объемно-планировочным решением помещения. В этой структуре должны присутствовать ранние полезные звуковые отражения и исключены интенсивные отражения с большим запаздыванием, которые могут создать такой акустический дефект, как слышимое эхо.
Основные задачи проекта:
- Подбор акустических и отделочных материалов;
- Глобальная оценка зала на соответствие акустическому оптимуму;
- Компьютерное моделирование зала;
- Расчеты локальных акустических критериев для речи и музыки;
- Подбор акустической системы согласно ТЗ
- Обеспечение оптимальных характеристик работы АС при мощности 100% (Мах) с неравномерность звукового поля ± 3 дБ.
Система звукоусиления (СЗУ)
Система звукоусиления (СЗУ)
Акустика проверенная временем и личным опытом, бренды первой категории. Система состоит:
- Основная система СЗУ состоит из двух порталов по 8 элементов линейного массива на сторону (трехполосная АС на 2х8”)
- Центральный канал - для эффектов, состоит из 4 элементов линейного массива (трехполосная АС на 2х8”)
- Системы окружения – для эффектов, состоит из 30 элементов (двухполосная АС на 8”), располагается на стенах и 14 элементов (двухполосная АС на 3,5”), располагается на стенах под балконом
- Сабвуферы, 8 элементов, располагаются в подвесе (сабвуферы на 18”)
- Прострелы сцены состоят из двух порталов с постоянной кривизной, по 3 элемента линейного массива и 2 сабвуферов на сторону в подвесе (двухполосная АС на 12” и сабвуферы на 15”)
Исследуемые параметры
Исследуемые параметры
В ходе исследования анализировались следующие параметры:
- Время реверберации RT60;
- Расчет прямого и отраженного звукового давления Total SPL;
- Индекс речевой ясности (прозрачности) С50;
- Индекс музыкальной ясности (прозрачности) С80;
- Индекс разборчивости STI;
- Индекс артикуляционной потери согласных ALcons;
- Параметр (вероятность возникновения эха при воспроизведении речевого сигнала) Echo Speech;
- Параметр (вероятность возникновения эха при воспроизведении музыки) Echo Music.
Время реверберации RT60
Время реверберации RT60
Время реверберации - основной нормируемый параметр, характеризующий акустику помещения. Именно этот фактор оказывает значительное влияние на понимание речевой и музыкальной информации в помещении, поскольку слушатели воспринимают прямой звук на фоне отраженного.
Рекомендуемые значения времени реверберации для помещений в зависимости от их объёма определяются по п.13.3 из СП 51.13330.2011:
Рекомендуемые значения времени реверберации для помещений в зависимости от их объёма определяются по п.13.3 из СП 51.13330.2011:
В соответствии с этим графиком, для зала многоцелевого назначения с объёмом ≈ 5390 м3 оптимальное значение времени реверберации составляет: RT60опт. = 1,28 с.
Рекомендуемое время реверберации на средних частотах (500-1000 Гц) для залов различного назначения в зависимости от их объема.
Расчет прямого и отраженного звукового сигнала во всем диапазоне воспроизводимых частот (Total SPL)
Расчет прямого и отраженного звукового сигнала во всем диапазоне воспроизводимых частот (Total SPL)
Звуковое давление, создаваемое системой СЗУ - данный параметр описывает распределение звукового давления по площади зон прослушивания с учетом отражений от всех поверхностей помещения.
Величина неравномерности: разница между максимальным и минимальным значением звукового давления в объеме расчетной части превышающей 5%, шаг матрицы в 1 дБ.
Величина неравномерности характеризует корректность применения акустической системы с учетом ее локализации и согласованности с другими элементами, в расчете с отражениями наиболее значимыми факторами влияния является: геометрия помещения и полезный воздушный объем, геометрия определяет структуру первых отражений и диффузность звукового поля, а воздушный объем и свойства материалов его реверберационную составляющую.
Средний уровень звукового давления составляет: 102,53 дБ
Неравномерность звукового поля составляет: ±2 дБ
Величина неравномерности: разница между максимальным и минимальным значением звукового давления в объеме расчетной части превышающей 5%, шаг матрицы в 1 дБ.
Величина неравномерности характеризует корректность применения акустической системы с учетом ее локализации и согласованности с другими элементами, в расчете с отражениями наиболее значимыми факторами влияния является: геометрия помещения и полезный воздушный объем, геометрия определяет структуру первых отражений и диффузность звукового поля, а воздушный объем и свойства материалов его реверберационную составляющую.
Средний уровень звукового давления составляет: 102,53 дБ
Неравномерность звукового поля составляет: ±2 дБ
Распределение уровней звукового давления с учетом отражений
на частотах 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц
Распределение уровней звукового давления с учетом отражений
на частотах 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц
Индекс оценки речевой ясности (прозрачности) (С50)
Индекс оценки речевой ясности (прозрачности) (С50)
Индекс С50 - используется для определения разборчивости речи. Он показывает соотношение энергии до и после 50 мс, аналогичен индексу артикуляционной потери согласных звуков - ArticulationLoss (Alcons) с временем разделения 50 мс.
Любое значение выше 0 дБ в помещении с нормальной реверберацией, от 0,8 до 2 секунд, означает хорошую разборчивость. Для помещения с большим временем реверберации, от 2 секунд, значение выше 5 дБ является хорошим.
Минимальное значение оценки разборчивости речи составляет: 0,41 дБ
Среднее значение оценки разборчивости речи составляет: 2,85 дБ
Максимальное значение оценки разборчивости речи составляет: 5,41 дБ
Любое значение выше 0 дБ в помещении с нормальной реверберацией, от 0,8 до 2 секунд, означает хорошую разборчивость. Для помещения с большим временем реверберации, от 2 секунд, значение выше 5 дБ является хорошим.
Минимальное значение оценки разборчивости речи составляет: 0,41 дБ
Среднее значение оценки разборчивости речи составляет: 2,85 дБ
Максимальное значение оценки разборчивости речи составляет: 5,41 дБ
Индекс оценки музыкальной ясности (прозрачности) (С80)
Индекс оценки музыкальной ясности (прозрачности) (С80)
Оценка музыкальной ясности основана на соотношении прямого и реверберационного сигнала для частоты 1000 Гц исходя из предположения наличия диффузной структуры звукового поля в помещении.
Рассчитывается по десятикратному логарифму отношения между звуковой энергией, поступающей в точку измерения в интервале до 80 мс, после поступления прямого звука.
Данный параметр служит для прогнозирования артикуляции различных режимов музыки. Эта артикуляция зависит от музыкального темпа (скоростные критерии затухания и атаки воспроизводимых звуков), жанра, типа инструментов и реверберации в помещении.
Для «оптимальной» меры музыкальной ясности C80 пока не существует единого общепризнанного правила оценки в разрезе акустики помещения (критерии оценки западные и европейские очень сильно разнятся – единого мнения нет), поэтому - данный параметр является скорее субъективной оценкой.
В СП 415.1325800.2018 Приложение А - представлено нормирование, принятое в РФ.
Минимальное значение оценка музыкальной ясности составляет: 2,79 дБ
Среднее значение оценка музыкальной ясности составляет: 4,48 дБ
Максимальное значение оценка музыкальной ясности составляет: 6,91 дБ
Данный диапазон соответствует критериям субъективной оценки:
Данный диапазон соответствует критериям СП 415.1325800.2018 приложения А:
Рассчитывается по десятикратному логарифму отношения между звуковой энергией, поступающей в точку измерения в интервале до 80 мс, после поступления прямого звука.
Данный параметр служит для прогнозирования артикуляции различных режимов музыки. Эта артикуляция зависит от музыкального темпа (скоростные критерии затухания и атаки воспроизводимых звуков), жанра, типа инструментов и реверберации в помещении.
Для «оптимальной» меры музыкальной ясности C80 пока не существует единого общепризнанного правила оценки в разрезе акустики помещения (критерии оценки западные и европейские очень сильно разнятся – единого мнения нет), поэтому - данный параметр является скорее субъективной оценкой.
В СП 415.1325800.2018 Приложение А - представлено нормирование, принятое в РФ.
Минимальное значение оценка музыкальной ясности составляет: 2,79 дБ
Среднее значение оценка музыкальной ясности составляет: 4,48 дБ
Максимальное значение оценка музыкальной ясности составляет: 6,91 дБ
Данный диапазон соответствует критериям субъективной оценки:
- 2 ± 2 дБ - идеально подходит для смычковых инструментов и камерной симфонической музыки, хорового пения, лучше всего проявляется в помещениях предназначенных для классической или симфонической, инструментальной музыки. Темп музыки здесь более быстрый.
- 4 ± 2 дБ - идеально подходит для щипковых инструментов, подходит для залов джазовой музыки. Темп музыки более быстрый и современный.
- 6 ± 2 дБ - идеально подходит для ударных инструментов. Подходит для современной эстрадной музыки.
Данный диапазон соответствует критериям СП 415.1325800.2018 приложения А:
- от +3 до +6 Опера, камерная музыка.
- от -6 до +12 Эстрада, электронно-музыкальные инструменты.
Критериям субъективной оценки:
Критерий СП 415.1325800.2018 приложения А:
- 0 ± 2 дБ - идеально подходит для органа или духовых инструментов, играющих в медленном темпе.
- 2 ± 2 дБ - идеально подходит для смычковых инструментов и камерной симфонической музыки, хорового пения, лучше всего проявляется в помещениях предназначенных для классической или симфонической, инструментальной музыки. Темп музыки здесь более быстрый.
- 4 ± 2 дБ - идеально подходит для щипковых инструментов, подходит для залов джазовой музыки. Темп музыки более быстрый и современный.
- 6 ± 2 дБ - идеально подходит для ударных инструментов. Подходит для современной эстрадной музыки.
- > 8 дБ - идеально подходит для электронной музыки.
Критерий СП 415.1325800.2018 приложения А:
- от -3 до -9 Органно-хоральные исполнения.
- от -3 до +3 Симфоническая музыка.
- от +3 до +6 Опера, камерная музыка.
- от -6 до +12 Эстрада, электронно-музыкальные инструменты.
Индекс оценки разборчивости речи (STI)
Индекс оценки разборчивости речи (STI)
Оценка разборчивости речи STI основана на принципе измерения уменьшения модуляции сигнала между местом локализации источника звука и местом измерения полученного сигнала, в диапазоне от 125 до 8000 Гц (октавная полоса).
Данный диапазон соответствует критериям субъективной оценки:
Среднее значение оценки разборчивости речи составляет: 0,63
Показатель соответствует оценке: хорошая разборчивость речи
Данный диапазон соответствует критериям субъективной оценки:
- от 0,6% до 0,75% - хорошо.
Среднее значение оценки разборчивости речи составляет: 0,63
Показатель соответствует оценке: хорошая разборчивость речи
Оценка разборчивости, в большинстве случаев, проводится по критерию RASTI, регламентированному международным стандартом IEC 60268-19 (1998-03). Критерий STI (SpeechTransmissionIndex - быстрый индекс передачи речи) представляет собой безразмерный коэффициент, который может изменяться от 0 до 1. При этом его значения соотносятся с субъективной оценкой разборчивости речи следующей стандартизованной зависимостью:
Критерии оценки:
- от 0,76% до 0,9% - Студия звукозаписи (Наилучшая передача всех звуковых сигналов речи и музыкальных нот, в широком диапазоне частот).
- от 0,7% до 0,75% - Театры, залы заседания в т.ч. Судебные, где требуется чёткость передачи речи (Высокая передача речи).
- от 0,6% до 0,7% - Концертные залы, аудитории для конференций, лекционные залы (Высокая передача речи и музыкальных сигналов).
- от 0,5% до 0,6% - Храмы, системы речевого оповещения и фоновой озвучивания музыкальным сигналом, спортивные комплексы, офисные здания, торговые центры (Стандартная передачи речи и музыкального сигнала).
- от 0,4% до 0,49% - Системы оповещения без воспроизведения речевого сигнала (значение STI ниже среднего).
- от 0,1% до 0,3% - Работа АС исключительно за счет прямого направленного звука на удалении до 4,5 метров со звуковым давлением выше среднего (Не рекомендуемое значение для СЗУ).
Критерии оценки:
- от 0,75% до 1% - отлично.
- от 0,6% до 0,75% - хорошо.
- от 0,45% до 0,6% - удовлетворительно.
- от 0,3% до 0,45% - плохо.
- от 0% до 0,3% - неудовлетворительно.
Индекс оценки артикуляционной потери согласных - Articulation Loss (ALcons)
Индекс оценки артикуляционной потери согласных - Articulation Loss (ALcons)
Индекс описывает процесс потери артикуляции произносимых согласных при речи в помещениях. Длительное время реверберации приводит к увеличению потери артикуляции, действует как шум на последующие сигналы и тем самым снижает разборчивость.
Критерии оценки:
Среднее значение артикуляционной потери согласных составляет: 6 %
Показатель соответствует оценке: хорошая разборчивость речи
Критерии оценки:
- от 3% до 7% - хорошо.
Среднее значение артикуляционной потери согласных составляет: 6 %
Показатель соответствует оценке: хорошая разборчивость речи
Оценка вероятности образования эха при воспроизведении речевого сигнала
(Echo Speech)
Оценка вероятности образования эха при воспроизведении речевого сигнала
(Echo Speech)
Превышение желтой границы:
Превышение красной границы:
- Брак при записи (микрофон слышит иначе чем человеческое ухо, он не умеет концентрироваться и расставлять акценты. Человек, напротив, имеет возможность расставлять акценты и фокусировать внимание на звуках привлекающие внимание в конкретный промежуток времени);
- Превышение данной границы у не искушенного слушателя не вызывает явного осознания проблемы, а носит сугубо субъективною оценку в виде проявления не комфортности, не хватки четкости, гулковатости помещения.
Превышение красной границы:
- Превышения красной границы являются недопустимыми, характеризуются проявлениями ярко выраженных дефектов.
Параметр Echo Speech оценивает вероятность образования эха при воспроизведении речевого сигнала.
Требования: Нормативные значения параметра Echo Speech < 1,0;
Требования: Нормативные значения параметра Echo Speech < 1,0;
Оценка вероятности образования эха при воспроизведении музыкального сигнала
(Echo Music)
Оценка вероятности образования эха при воспроизведении музыкального сигнала
(Echo Music)
Превышение желтой границы:
Превышение красной границы:
- Брак при записи (микрофон слышит иначе чем человеческое ухо, он не умеет концентрироваться и расставлять акценты. Человек, напротив, имеет возможность расставлять акценты и фокусировать внимание на звуках привлекающие внимание в конкретный промежуток времени);
- Превышение данной границы у не искушенного слушателя не вызывает явного осознания проблемы, а носит сугубо субъективною оценку в виде проявления не комфортности, не хватки четкости, гулковатости помещения.
Превышение красной границы:
- Превышения красной границы являются недопустимыми, характеризуются проявлениями ярко выраженных дефектов.
Параметр Echo Music оценивает вероятность образования эха при воспроизведении музыкального сигнала.
Требования: Нормативные значения параметра Echo Music < 1,5.
Требования: Нормативные значения параметра Echo Music < 1,5.