Министерство образования инауки Украины
Национальныйтехнический университет Украины “КПИ”
Кафедра акустики иакустоэлектроники
Расчетно-графическая работа
по курсу “Прикладнаяакустика”
на тему“Акустический проект ночного клуба «Жокей»(г.Шостка) ”
Выполнил:
студентгр.ДГ-72
ГордиенкоИгорь
Проверила:
ЛуньоваС.А.
Киев 2010
ПРЕДИСЛОВИЕ
Вданной расчетно-графической работе мы выполняем акустический проект помещения ночногоклуба «Жокей» (г.Шостка).
Практикастроительства показала, что помещение, предназначенные для прослушивания изаписи музыкальных и речевых программ, обладают высокими акустическимикачествами лишь в том случае, если при прослушивании был произведен соответствующийакустический расчет, а в ходе строительства приняты меры для улучшения качестваздания.
Помещениеночного клуба находится в жилом массиве. Требуется коррекция звукоизоляциипомещения, так как уровень шума вблизи клуба превышает нормативные значения. Схемапомещения отображена в приложении 1.
1. Акустические ТРЕБОВАНИЯ К РАСсЧИТАННОМУ ТИПУПОМЕЩЕНИЯ
Таккак ночной клуб является залом многоцелевого назначения, то значит, он долженсоответствовать параметрам для данного типа помещений.
Залы многоцелевого назначения должны обеспечитьхорошую слышимость музыки, как в натуральном звучании, так и со звукоусилением,театральных представлений без звукоусиления, лекций идокладов созвукоусилением (в залах вместимостью более 300 слушателей) или без него. Залымногоцелевого назначения средней вместимости рассчитываются обычно на100...1000 слушателей. К таким залам относятся клубы и дома культуры, актовыезалы учебных заведений, конференц-залы ит.д.
Объем зала определяется в соответствии с существующиминормами, при этом рекомендуется исходить из объема 4-6 м3 начеловека. При наличии у зала сценической коробки общий объем его назначаетсябез учета объема сцены. Площадь, приходящаяся на одного зрителя, не должнапревышать 0,85-0,9 м2. При выборе пропорции и длины зала следуетисходить из следующих рекомендаций: отношение длины зала кего среднейширине должно быть не менее 1, но не более 2. В.этих же пределахрекомендуется принимать и отношение средней ширины зала к его средней высоте.Длину залов, не имеющих сцены, следует выбирать не более 28 м, а залов сосценой – не более 26 м (от задней стены до занавеса).
Прирасчете объемов и геометрических размеров необходимо учитывать рекомендуемыеобъемы, приходящиеся на одного зрителя, которые могут быть определены изграфиков, приведенных на рис.1.
/>
Рис.1
Нарис.2 показаны зависимости Топт=Т(V) для f=500 Гц для помещений различного назначения. В нашемслучае – это кривая №2, кривая для помещений малых музыкальных форм. Этизначения оптимальной реверберации можно найти по следующим приближеннымформулам: Топт=0.4lgV-0.15.
/>
Рис.2
Ночнойклуб является помещением, в котором звучит музыка ударного характера. Поэтому Топтдолжно быть равным 1 с.(для малого объема)
2.РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИИ ПОМЕЩЕНИЯ
1)Расчет количества слушателей
Исходяиз соображений, что на одного слушателя рекомендуется 4 м3, найдеммаксимальное количество слушателей.
Размерыпомещения указаны в прилож.1.
Найдемобъем 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
Дляданного помещения найдем оптимальное время реверберации:
Топт=0.4lgV-0.15=1 (с)
ДанноеТоптсправедливо на частоте 500Гц. Найдемчастотную зависимость Топтс помощью рис.3.
/>
Рис.3Частотная 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 ИРАЗМЕЩЕНИЕ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ
Определимтребуемое количество поглощения расчетной формулой, которая получается изформулы Эйринга для стандартного времени реверберации:
/>,
гдеμ – коэффициент затухания звука в воздухе.
РассчитаемA0(Topt), а такжеграницы допустимых значений
Amin=A0(Tmax), Amax=A0(Tmin) для Tmin=0.9Topt, Tmax=1.1Topt.
Результатыпроведенных вычислений занесем в табл.2
S∑=829 (м2)
Табл.2
f, Гц 125 250 500 1000 2000 4000
μ, м-1 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
A0пт, 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
Рассчитаемобщий фонд поглощения:
Расчетбудет производиться из соображений, что 50% слушателей(94) будут сидеть в залена деревянных стульях, а остальная часть выступать в качестве публики натанцполе площадью 25 м2
Табл.3
f, Гц
Поглотитель 125 250 500 1000 2000 4000
Поглощение воздуха -
748 м3
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
РассчитаемДФП учитывая, что внесенное поглощение определяется, как />, где α1,α2 – коэффициенты поглощения соответственно вносимого материалаи 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
Вычислимрасчетное время реверберации по формуле Эйринга:
/> (3.2)
Атакже определим отклонение от оптимального Topt:
/> (3.3)
Полученныеданные занесем в таблицу 4.
Табл.4f, 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 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИРАННИХ ОТРАЖЕНИЙ
Закономерностиформирования процесса реверберации наиболее наглядны, если излучаемый сигналпредставляет собой короткий импульс. При этом в точку приема, кроме прямогосигнала, приходят импульсы, отраженные от ограждающих поверхностей. Так как этиимпульсы не перекрываются, можно рассчитать и построить на графикепоследовательность отраженных импульсов, составляющих в совокупностиреверберационный сигнал (рис.4).
Вводимсистему декартовых координат и задаем координаты источника x, y, z иприемника x0, y0, z0. Найдемдлину пути прямого сигнала
/>
Найдемдлину пути для каждого из следующих сигналов, отраженных от поверхностей. Дляэтого находим координаты xи, yи, zипервичного мнимого источника, который соединяется с приемником прямым лучом.После чего определим:
/>
Найдёмпервые отражения от потолка, левой стены и правой стены:
/>
Мывыбирали мнимые источники таким образом:
/>
Времяприхода первых отражений, находят по формуле:
/>
c=330 м/с;
Далееопределяем момент прихода отраженного сигнала и отношение его амплитуды камплитуде прямого сигнала;
влогарифмическом масштабе уровень отражения определяется формулой, дБ:
/>
/>
где />поглощение і-тойповерхности
Дляпервых отражений:
/>
Длявторых отражений:
/>
Послетого, как закончено построение временной последовательности отражений,результатом расчетов упорядочивают по времени прихода сигналов; представляют вформе табл. 5.
Таблица 5Направление сигнала
ru
tu
Iu/I0
Nu и-пр. 14.87 0.045 1 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 значение20 мс), то на слух они практически сливаются с ним, усиливая его громкость, неснижая четкости звучания музыки.
5. ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ
Какустическому расчету помещения входит разработка методов по защите помещенияот посторонних звуковых сигналов, которые называются шумами.
Шумыбывают следующего происхождения: гудение, уличный шум, сигналы автомобилей идр.
Чащевсего шум проходит в звукоизолированное помещение через перегородку, котораяотделяет его от помещения, а также через отверстия в перегородках (воздушныешумы).
Внашем случае имеем обратную задачу. Ночной клуб является источникомширокополосного сигнала высокого уровня (100-110 дБ), а так как он находится внепосредственной близости к жилым домам, то мы должны провести ряд мер по«звукоизоляции» улицы.
Согласнос санитарными нормами № 3077-84 имеем следующие уровни шума:
Табл.6Назначение 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
Проведемрасчет 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 – значениепоглощения звука вне помещения (примем равным 0).
Источникшума огражден от территории внешней кирпичной кладкой (27 мм), бетонной стяжкойна железобетонной плите (10+6). Уровень источника примем 100 дБ. Площадьограждающей поверхности 52,5 м2 (стена) 300 м2 (крыша). Окнаотсутствуют, двери не выходят на улицу. Полученные значения запишем в табл.7.
Табл.7Частота, Гц Собственная звукоизоляция
/>
Lф, дБ 125 44, 42
/>, /> 83 500 55, 56
/>, /> 69 4000 65, 68
/>,/> 58
Сравниваязначения табл.6 и табл.7 четко видно, что шум создаваемый ночным клубомпрактически не отклоняется от нормированных значений в дневное время и сильноотклоняется от значений для ночного времени (20 дБ). А если учесть тотфакт, что основное время работы заведения ночное время суток, предлагаютсяследующие меры:
1)уменьшение громкости звука до 80 дБ;
2) дляуменьшения Lф предлагаетсяустановка кирпичной стены толщиной 27 мм с развязкой с помещением на расстоянииот основной стены, а также построить чердачное помещение. Это позволитуменьшить уровень приблизительно на 10-15 дБ.