Приложение Д. Расчет реверберации в помещениях храмов

Приложение Д

Расчет реверберации в помещениях храмов

Акустическое проектирование должно быть ориентировано на оптимизацию времени реверберации, определяющего гулкость звучания храмовых помещений.

Время реверберации T, с, рассчитывают по формуле Эйринга

, (Д.1)

где V - общий воздушный объем помещения, ;

- общая площадь внутренних ограждений, ;

,

здесь - средний коэффициент звукопоглощения (КЗП) помещения, определяемый в диапазоне 125-4000 Гц,

n - коэффициент, учитывающий поглощение звука в воздухе помещения (обычно вводится в расчет только для частот 2000 и 4000 Гц).

КЗП в каждом диапазоне частот определяют по формуле

, (Д.2)

где

; (Д.3)

здесь - сумма произведений площадей отдельных поверхностей , , на их КЗП - ;

- сумма эквивалентных площадей звукопоглощения (ЭПЗ), , штучных звукопоглотителей, а также ЭПЗ, создаваемых священнослужителями и прихожанами;

- коэффициент добавочного звукопоглощения, учитывающий звукопоглощение деталями меблировки интерьеров, не охватываемыми данными табличных расчетов (принимают по результатам статистики натурных измерений);

- общий фонд звукопоглощения храма.

Данные о звукопоглощении людьми, стоящими на отражающем полу, и добавочном КЗП церковных помещений приведены в таблицах Д.1 и Д.2.

Таблица Д.1 - Звукопоглощение стоящими людьми (без верхней одежды)

В квадратных метрах

Плотность расстановки, .	Частота, Гц
	125	250	500	1000	2000	4000
6	0,15	0,23	0,61	0,97	1,10	1,10
3	0,13	0,21	0,48	0,81	0,96	1,00
1	0,11	0,20	0,32	0,66	0,81	0,89
0,5	0,10	0,18	0,28	0,59	0,65	0,72
0,25	0,07	0,16	0,26	0,45	0,54	0,60

Таблица Д.2 - Средние значения добавочного звукопоглощения в храмах

Частота, Гц	125	250	500	1000	2000	4000
	0,06	0,06	0,06	0,06	0,05	0,05
Примечание - В помещениях с обилием деревянных конструкций и гибких элементов следует увеличить на 30% в диапазоне 125-250 Гц, а при значительном числе мелких членений, отверстий и тканевых деталей интерьера - на 30% в диапазоне свыше 500 Гц.

На графике рисунка Д.1 приведена зависимость оптимумов времени реверберации от объема помещений в диапазоне 500-2000 Гц. Учитывая, что время реверберации зависит от степени заполнения храмов прихожанами, оптимальные значения времени реверберации должны укладываться в границы, верхний предел которых соответствует заполнению 6 ., а нижний - 0,25 . На частотах 125-250 Гц допускается подъем времени реверберации на 25-30%, а на частоте 4000 Гц - снижение на 15-20%.

В случае если расчет времени реверберации по формулам (Д.1) - (Д.3) покажет значения, выходящие из рекомендуемых по рисунку Д.1, то следует провести корректировку объемно-планировочного решения и материалов отделки интерьеров проектируемого храма.

При избыточных значениях времени реверберации (при недостаточности общего фонда звукопоглощения) следует, во-первых, уменьшить воздушный объем помещения при неизменности площади пола основного и бокового нефов и, во-вторых, увеличить звукопоглощающие свойства материалов отделки интерьеров.

Если проведенный контрольный расчет времени реверберации по-прежнему покажет избыточные значения времени реверберации, то следует принять дополнительные меры к увеличению фонда звукопоглощения храма. При значительном превалировании времени реверберации в диапазоне низких частот допускается использовать голосники, выполненные по современной строительной технологии.

В диапазоне средних и высоких частот для увеличения звукопоглощения рекомендуется использовать тканевые элементы убранства храма. Их общее число определяется акустическим расчетом.

При недостаточности времени реверберации храма следует принять меры к увеличению его общего воздушного объема и уменьшению фонда звукопоглощения в убранстве храма.

При выборе объемно-планировочных решений храмов кривизну куполов и сводов следует выбирать так, чтобы их центры размещались значительно выше отметки пола (не ниже уровня +3,0 м по отношению к уровню пола алтаря и солеи).

В храмах с делением на средний и боковые нефы или трапезную часть, особенно при высоком центральном куполе, статистический метод расчета времени реверберации неприменим.

Расчет процесса реверберации следует начинать с определения среднего КЗП каждого i-го объема в диапазоне частот 125-4000 Гц , на основании которого рассчитывают его фонд звукопоглощения: ( - общая площадь ограждений каждого объема). Далее рассчитывают площади воздушных проемов между соседними объемами и их коэффициенты акустической связи, равные

, (Д.4)

где - площадь проема между соседними объемами и ;

;

.

При коэффициенте акустической связи расчеты времени реверберации связанных объемов проводят как для единого акустического объема, по вышеприведенной методике.

При проводят детальный акустический анализ с рассмотрением соотношения площадей проемов к общей площади граничных ограждений, соотношения значений воздушных объемов и их фондов звукопоглощения.

При этом учитывают следующие предельные случаи:

1) при соотношении соседних объемов >> их время реверберации рассчитывают по объему с введением в расчет КЗП проема , равного 0,1-0,3, в зависимости от величины ;

2) при значениях и одного порядка, но при значительной разнице их фондов звукопоглощения (например, >> ) расчет времени реверберации в объеме проводят по вышеприведенной стандартной методике с введением КЗП проема , равного 0,3 в широком диапазоне частот;

3) стандартную методику расчета времени реверберации используют также в случае близких значений величин воздушных объемов и фондов звукопоглощения соседних помещений, но при малом значении площади проемов между ними по отношению к общей площади граничных ограждений. В этом случае расчет времени реверберации для каждого объема проводят изолированно с введением в расчет КЗП проема , равного 0,2-0,3, в зависимости от значения их фондов звукопоглощения.

В остальных случаях процесс послезвучания в каждом связанном объеме рассчитывают численно, так как его огибающая не может быть объяснена одной кривой, по формуле

, (Д.5)

где - уровень звука в процессе реверберации объема при коэффициенте акустической связи его с соседним объемом , равном ;

t - текущий объем реверберации;

и - постоянные затухания звука в и .

При возможности объяснения расчетного хода логарифмической кривой отдельными линейными участками уровнеграмм их следует, по возможности, проводить в диапазоне спадания уровня отзвука не менее 15-20 дБ, и тогда в акустический анализ могут быть введены соответствующие этим участкам значения времени реверберации по формуле

, (Д.6)

где - время реверберации, соответствующее k-му участку линейно-ломаной аппроксимации уровнеграммы ;

- величина этого участка, дБ;

- интервал времени этого участка, с.

Определяющим для процесса слухового восприятия является так называемое начальное время реверберации, рассчитываемое по ходу кривой за первые 10-20 дБ реверберации.