Министерство образования и науки Украины
Национальный технический университет Украины “КПИ”
Кафедра акустики и акустоэлектроники
Расчетно-графическая работа
по курсу “Прикладная акустика”
на тему“ Акустический проект ночного клуба «Жокей»(г.Шостка) ”
Выполнил:
студент гр.ДГ-72
Гордиенко Игорь
Проверила:
Луньова С.А.
Киев2010
ПРЕДИСЛОВИЕ
В данной расчетно-графической работе мы выполняем акустический проект помещения ночного клуба «Жокей» (г.Шостка).
Практика строительства показала, что помещение, предназначенные для прослушивания и записи музыкальных и речевых программ, обладают высокими акустическими качествами лишь в том случае, если при прослушивании был произведен соответствующий акустический расчет, а в ходе строительства приняты меры для улучшения качества здания.
Помещение ночного клуба находится в жилом массиве. Требуется коррекция звукоизоляции помещения, так как уровень шума вблизи клуба превышает нормативные значения. Схема помещения отображена в приложении 1.
1. Акустические ТРЕБОВАНИЯ К РАСсЧИТАННОМУ ТИПУ ПОМЕЩЕНИЯ
Так как ночной клуб является залом многоцелевого назначения, то значит, он должен соответствовать параметрам для данного типа помещений.
Залы многоцелевого назначения должны обеспечить хорошую слышимость музыки, как в натуральном звучании, так и со звукоусилением, театральных представлений без звукоусиления, лекций идокладов со звукоусилением (в залах вместимостью более 300 слушателей) или без него. Залы многоцелевого назначения средней вместимости рассчитываются обычно на 100...1000 слушателей. К таким залам относятся клубы и дома культуры, актовые залы учебных заведений, конференц-залы ит.д.
Объем зала определяется в соответствии с существующими нормами, при этом рекомендуется исходить из объема 4-6 м3
на человека. При наличии у зала сценической коробки общий объем его назначается без учета объема сцены. Площадь, приходящаяся на одного зрителя, не должна превышать 0,85-0,9 м2
. При выборе пропорции и длины зала следует исходить из следующих рекомендаций: отношение длины зала кего средней ширине должно быть не менее 1,
но не более 2. В.этих же пределах рекомендуется принимать и отношение средней ширины зала к его средней высоте. Длину залов, не имеющих сцены, следует выбирать не более 28 м, а залов со сценой – не более 26 м (от задней стены до занавеса).
При расчете объемов и геометрических размеров необходимо учитывать рекомендуемые объемы, приходящиеся на одного зрителя, которые могут быть определены из графиков, приведенных на рис.1.
Рис.1
На рис.2 показаны зависимости Топт
=Т(
V
)
для f=500 Гц для помещений различного назначения. В нашем случае – это кривая №2, кривая для помещений малых музыкальных форм. Эти значения оптимальной реверберации можно найти по следующим приближенным формулам: Топт
=0.4
lgV
-0.15
.
Рис.2
Ночной клуб является помещением, в котором звучит музыка ударного характера. Поэтому Топт
должно быть равным 1 с.(для малого объема)
2. РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИИ ПОМЕЩЕНИЯ
1) Расчет количества слушателей
Исходя из соображений, что на одного слушателя рекомендуется 4 м3
, найдем максимальное количество слушателей.
Размеры помещения указаны в прилож.1.
Найдем объем помещения:
V
=3.5*(20*5.5+3*7.5+5*7.5+9.5*5-2*0.6*0.6)-0.7*3*5=748 (м3
)
N
=
V
/4=187 (слушателей)
2) Выбор оптимального времени реверберации
Для данного помещения найдем оптимальное время реверберации:
Топт
=0.4
lgV
-0.15=1 (с)
Данное Топт
справедливо на частоте 500Гц. Найдем частотную зависимость Топт
с помощью рис.3.
Рис.3 Частотная характеристика Топт
Табл.1
| f,
Гц
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
| Topt
, с
|
1.4 |
1.25 |
1 |
1 |
1 |
1.1 |
3.
ОБЩЕЕ ПОГЛОЩЕНИЕ, ПОДБОР И РАЗМЕЩЕНИЕ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ
Определим требуемое количество поглощения расчетной формулой, которая получается из формулы Эйринга для стандартного времени реверберации:
 ,
где μ – коэффициент затухания звука в воздухе.
Рассчитаем A0
(Topt
), а также границы допустимых значений
Amin
=A0
(Tmax
), Amax
=A0
(Tmin
)для Tmin
=0.9Topt
, Tmax
=1.1Topt
.
Результаты проведенных вычислений занесем в табл.2
S∑
=829 (м
2
)
Табл.2
| f,
Гц
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
| μ, м-1
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0.002 |
0.004 |
| Topt
, c
|
1.4 |
1.25 |
1 |
1 |
1 |
1.1 |
| Tmin
, c
|
1.26 |
1.13 |
0.9 |
0.9 |
0.9 |
0.99 |
| Tmax
, c
|
1.54 |
1.38 |
1.1 |
1.1 |
1.1 |
1.21 |
| A0
пт
,
Сэб
|
83.15 |
92.56 |
114.03 |
114.03 |
108.85 |
93.81 |
| Amin
,
Сэб
|
75.95 |
84.3 |
104.35 |
104.35 |
99.09 |
84.76 |
| Amax
,
Сэб
|
91.86 |
101.76 |
125.69 |
125.69 |
120.6 |
104.72 |
Рассчитаем общий фонд поглощения:
Расчет будет производиться из соображений, что 50% слушателей(94) будут сидеть в зале на деревянных стульях, а остальная часть выступать в качестве публики на танцполе площадью 25 м2
Табл.3
f, Гц
Поглотитель
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
Поглощение воздуха -
748 м3
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0.002
6
|
0.004
11.97
|
| Слушатели на деревянных стульях – 94 чел |
0.17
12.9
|
0.36
31.8
|
0.47
44.2
|
0.52
48.9
|
0.50
47
|
0.46
43.2
|
| Публика на 30 м2
|
0.25
6.1
|
0.4
12
|
0.45
13.5
|
0.49
14.7
|
0.47
14.1
|
0.45
13.5
|
| Диван оббитый кожей – 11 шт |
0.1
2.1
|
0.12
2.7
|
0.17
3.7
|
0.17
3.7
|
0.12
2.7
|
0.1
2.2
|
Паркет -
243 м2
|
0.20
47.9
|
0.15
35.5
|
0.12
30
|
0.10
25
|
0.08
20.12
|
0.07
17.5
|
| Стены оштукатурены и окрашены масляной краской - 476 м2
|
0.012
4.6
|
0.013
5.2
|
0.017
8.1
|
0.02
9.5
|
0.023
11
|
0.025
11.9
|
| Стекло зеркальное – 47м2
|
0.035
1.54
|
0.025
1.17
|
0.019
0.89
|
0.012
0.56
|
0.07
3.3
|
0.04
1.87
|
| Общее поглощение ОФП |
74.1 |
88.4 |
100.4 |
102.4 |
104.2 |
102.1 |
| Недостающее поглощение |
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рассчитаем ДФП учитывая, что внесенное поглощение определяется, как  , где α1
, α2
– коэффициенты поглощения соответственно вносимого материала и того материала из ОФ, поверх которого он будет устанавливаться на площади Si
:
| Деревянные декоративные плиты на стены – 18.5 м2
|
(0.12-0.012)
2
|
(0.11-0.013)
1.78
|
(0.1-
0.017)
1.5
|
(0.03-
0.02)
0.24
|
(0.02-
0.023)
0.6
|
(0.11-
0.025)
1.6
|
| Общее поглощение, Сэб |
76.1 |
90.18 |
101.9 |
102.6 |
104.8 |
103.7 |
Вычислим расчетное время реверберации по формуле Эйринга:
 (3.2)
А также определим отклонение от оптимального Topt
:
 (3.3)
Полученные данные занесем в таблицу 4.
Табл.4
| f, Гц |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
| Трасч
|
1.54 |
1.32 |
1.1 |
1.1 |
1.04 |
1.03 |
| ε, % |
10 |
5.3 |
10 |
10 |
4.2 |
6.3 |
4. ПОСТРОЕНИЕ ПЛОЩАДОК 1Х И 2Х ОТРАЖЕНИЙ. РАСЧЕТ ВРЕМЕННОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РАННИХ ОТРАЖЕНИЙ
Закономерности формирования процесса реверберации наиболее наглядны, если излучаемый сигнал представляет собой короткий импульс. При этом в точку приема, кроме прямого сигнала, приходят импульсы, отраженные от ограждающих поверхностей. Так как эти импульсы не перекрываются, можно рассчитать и построить на графике последовательность отраженных импульсов, составляющих в совокупности реверберационный сигнал (рис.4).
Вводим систему декартовых координат и задаем координаты источника x, y, z и приемника x0
, y0
, z0
. Найдем длину пути прямого сигнала
Найдем длину пути для каждого из следующих сигналов, отраженных от поверхностей. Для этого находим координаты xи
, yи
, zи
первичного мнимого источника, который соединяется с приемником прямым лучом. После чего определим:
Найдём первые отражения от потолка, левой стены и правой стены:
Мы выбирали мнимые источники таким образом:
Время прихода первых отражений, находят по формуле:
c=330 м/с;
Далее определяем момент прихода отраженного сигнала и отношение его амплитуды к амплитуде прямого сигнала;
в логарифмическом масштабе уровень отражения определяется формулой, дБ:
где  поглощение і-той поверхности
Для первых отражений:
Для вторых отражений:
После того, как закончено построение временной последовательности отражений, результатом расчетов упорядочивают по времени прихода сигналов; представляют в форме табл. 5.
Таблица 5
| Направление сигнала |
ru
|
tu
|
Iu
/I0
|
Nu
|
| и-пр. |
14.87 |
0.045 |
1 |
0 |
| и. - пот. – пр. |
17.46 |
0.053 |
0.712 |
-1.474 |
| и - лев.ст. - пр. |
24.17 |
0.073 |
0.372 |
-4.295 |
| и - пр.ст.-пр. |
20.59 |
0.062 |
0.512 |
-2.904 |
| и- перед.ст.-пр. |
18.44 |
0.056 |
0.538 |
-1.954 |
| и.-пот.-пр.ст.-пр. |
20.8 |
0.063 |
0.493 |
-3.07 |
| и-пот.-перед.ст.-пр. |
18.68 |
0.057 |
0.611 |
-2.142 |
Рис.4
Выводы. Так как переотраженые сигналы приходят вслед за прямым (максимальное значение 20 мс), то на слух они практически сливаются с ним, усиливая его громкость, не снижая четкости звучания музыки.
5. ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ
К акустическому расчету помещения входит разработка методов по защите помещения от посторонних звуковых сигналов, которые называются шумами.
Шумы бывают следующего происхождения: гудение, уличный шум, сигналы автомобилей и др.
Чаще всего шум проходит в звукоизолированное помещение через перегородку, которая отделяет его от помещения, а также через отверстия в перегородках (воздушные шумы).
В нашем случае имеем обратную задачу. Ночной клуб является источником широкополосного сигнала высокого уровня (100-110 дБ), а так как он находится в непосредственной близости к жилым домам, то мы должны провести ряд мер по «звукоизоляции» улицы.
Согласно с санитарными нормами № 3077-84 имеем следующие уровни шума:
Табл.6
| Назначение помещения или территории |
Время суток |
Уровни звукового давления в октавных полосах частот |
Уровни звука L, или экв. уровни звука L, дБА |
Максимальные уровни звука, дБА |
| 63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
| Территории непосредственно прилегающие к жилим домам, поликлиник, амбулаторий, домов отдыха, пансионатов, детских дошкольных учреждений, школ,библиотек |
с 7 до 23 ч. |
75 |
66 |
59 |
54 |
50 |
47 |
45 |
43 |
55 |
70 |
| с 23 до 7 ч. |
67 |
57 |
49 |
44 |
40 |
37 |
35 |
33 |
45 |
60 |
Проведем расчет фактического уровня шума, воздействующего на жилой массив на частотах 125, 500 и 4000 Гц.
где Si
– площади перегородок, отделяющих і-й источник шума от территории; τi
– значение собственной звукоизоляции соответствующих участков; А – значение поглощения звука вне помещения (примем равным 0).
Источник шума огражден от территории внешней кирпичной кладкой (27 мм), бетонной стяжкой на железобетонной плите (10+6) . Уровень источника примем 100 дБ. Площадь ограждающей поверхности 52,5 м2
(стена) 300 м2
(крыша). Окна отсутствуют, двери не выходят на улицу. Полученные значения запишем в табл.7.
Табл.7
| Частота, Гц |
Собственная звукоизоляция |
 |
L
ф
, дБ |
| 125 |
44, 42 |
 ,  |
83 |
| 500 |
55, 56 |
 ,  |
69 |
| 4000 |
65, 68 |
 , |
58 |
Сравнивая значения табл.6 и табл.7 четко видно, что шум создаваемый ночным клубом практически не отклоняется от нормированных значений в дневное время и сильно отклоняется от значений для ночного времени (20 дБ). А если учесть тот факт, что основное время работы заведения ночное время суток, предлагаются следующие меры:
1) уменьшение громкости звука до 80 дБ;
2) для уменьшения L
ф
предлагается установка кирпичной стены толщиной 27 мм с развязкой с помещением на расстоянии от основной стены, а также построить чердачное помещение. Это позволит уменьшить уровень приблизительно на 10-15 дБ.
|
