Электроакустика и радиовещание
Определение количества слушателей, которых можно разместить в помещении. Выбор оптимального времени реверберации и требуемого и основного фонда поглощения. Расчёт звукоизоляции помещения, системы звукоусиления. Основные параметры звукового поля.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.05.2014 |
| Размер файла | 835,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
4
Федеральное агентство связи
Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики
Межрегиональный центр переподготовки специалистов
Курсовая работа
Электроакустика и радиовещание
Выполнил: Хмельницкий Б.В.
Группа: ЗТ-02
Проверил: Ищук А.А.
Новосибирск, 2014
Содержание
- Задание на курсовое проектирование
- Введение
- 1. Планировка аудитории
- 1.1 Определение количества слушателей, которых можно разместить в помещении
- 1.2 Расположение слушателей в аудитории
- 1.3 Определение площади всех отражающих поверхностей
- 2. Выбор оптимального времени реверберации. Определение требуемого и основного фонда поглощения
- 2.1 Определение оптимального времени реверберации
- 2.2 Определение требуемого фонда поглощения
- 2.3 Определение основного фонда поглощения
- 2.4 Определение требуемого дополнительного фонда поглощения
- 2.5 Определение частотной характеристики времени реверберации с учётом обработки помещения
- 3. Расчёт звукоизоляции помещения
- 4.Расчёт системы звукоусиления
- 4.1 Выбор и расчет требуемых параметров звукового поля
- 4.2 Выбор системы звукоусиления (озвучения) и типа громкоговорителей
- 4.3 Расчет звукового поля с учетом размещения излучателей
- 4.4 Выбор типа микрофонов (для систем звукоусиления) и звукоусилительной аппаратуры
- Заключение
- Литература
Задание на курсовое проектирование
Произвести необходимую планировку (реконструкцию) помещения с целью использования его в качестве аудитории. Рассчитать требуемую акустическую обработку внутренних поверхностей проектируемого помещения, выбрать, обосновать и рассчитать систему звукоусиления.
Характеристика имеющегося помещения:
· Размеры - 33х22х10;
· Стены - штукатурка алебастровая, гладкая по деревянной обрешетке;
· Пол - паркетный по асфальту;
· Потолок - штукатурка гипсовая сухая толщиной 10 мм с воздушной прослойкой 50-150 мм;
· В помещение имеется 8 окон размером 2,0х2,0 и 3 двери, выполненных из монолитной лакированной древесины, размером 2,6х2,4.
Введение
В данном курсовом проекте требуется произвести планировку заданного помещения с целью использования его в качестве аудитории. Так же требуется произвести расчёт акустической обработки внутренних поверхностей аудитории и систему звукоусиления.
К помещениям такого типа предъявляются определённые требования, обусловленные видом проводимых мероприятий. Одним из требований является высокая разборчивость речи, т.к. основное назначение такого помещения - это проведение лекций, семинаров, т.е. присутствуют только речь.
Акустический расчет включает в себя следующие задачи:
планировка помещения;
определение оптимального времени реверберации;
расчет необходимого звукопоглощения;
составления эскиза размещения звукопоглощающих материалов;
расчет звукоизоляции помещения от шумов;
расчет системы звукоусиления.
Акустический расчёт системы звукоусиления включает:
расчёт требуемой акустической мощности громкоговорителя и уровня прямого звука;
выбор системы звукоусиления и типа громкоговорителей;
расчёт звукового поля с учётом размещения громкоговорителей;
расчёт предельного индекса усиления и выбор типа микрофонов;
выбор звукоусилительной аппаратуры.
Рассчитанная аудитория должна иметь хорошие эксплуатационные параметры, а также удовлетворять требованиям безопасности и условиям комфортного пребывания в нем.
1. Планировка аудитории
Размеры и форма помещения заметно влияют на его акустические свойства. При неправильном выборе размеров, могут возникнуть как нарушения с равномерным распределением звуковой энергии в помещении, так и множество других неудобств эксплуатационного характера. При проектировании и расчёте помещения необходимо исходить из его конкретного назначения. Кроме того, помещение проектируется на определённое количество слушателей.
В данном случае проектируется аудитория. Исходя из многолетнего опыта специалистов области проектирования, оптимальным объёмом оптимальные объемы воздуха на одного зрителя является 4 м3.
Что касается площади, приходящейся на одного слушателя, то она определяется из санитарно-гигиенических норм и для всех типов залов составляет 0,85 м2, с учётом проходов. Наиболее заметно ослабление звука у последних рядов в аудитории, в которых кресла расположены на горизонтальной плоскости пола. С целью достижения большей равномерности звукового поля обычно прибегают к следующим конструктивным решениям:
· источники звука помещаются выше уровня аудитории (для чего устраивается лекционная площадка, кафедра);
· места слушателей располагаются на наклонной плоскости.
Так в аудиториях высоту поднятия кафедры выбирают в пределах 30-60 см.
Поднятие пола осуществляют, начиная либо с первого ряда. При этом каждый последующий ряд поднимают над предыдущим в аудиториях на 20 см.
Оба эти мероприятия в сочетании не только улучшают слышимость для второй половины зала, но и улучшают видимость.
1.1 Определение количества слушателей, которых можно разместить в помещении
Для этого:
Определим общую площадь пола Sп
, (1.1)
где l - длина зала, м
b-ширина зала, м
Установим в аудитории кафедру с размерами 7х3х0.5 м. Тогда площадь кафедры будет равна
, (1.2)
где lсц - длина кафедры, м, bк - ширина кафедры, м
Тогда свободная площадь пола составит
(1.3)
Определим количество слушателей, исходя из свободной площади пола
(1.4)
Общий объём помещения будет
, (1.5)
где h - высота аудитории, м
Объём пространства над кафедрой
, (1.6)
где hсц - высота кафедры, м
Объём кафедры и пространства над ней
(1.7)
Свободный объём помещения
(1.8)
Определим количество слушателей, исходя из объёма помещения
(1.9)
Учитывая, что будем рассчитывать аудиторию на меньшее число слушателей, т.е. 830 человек.
1.2 Расположение слушателей в аудитории
Ряды кресел расположим следующим образом:
принимаем, что одно место имеет размеры 0.6 х 1 м с учётом проходов между рядами;
посередине аудитории, начиная 1,0 м от задней стены, расположим 26 рядов по 16 мест. В результате получится 416 места;
вдоль двух стен, параллельно центральному ряду расположим 26 рядов по 8 мест. В общей сложности располагается 416 мест;
после такого расположения мест, можно разместить 832 человека;
исходя из такого расположения, между центральными рядами и рядами, расположенными вдоль стен, получается лестничные проходы шириной 1,4 м.;
между кафедрой и первым рядом получается проход 3,0 м.
1.3 Определение площади всех отражающих поверхностей
Для этого определим:
Площадь передней и задней стены считаем по формуле
(1.10)
Площадь боковых стен. Эти площади равны
(1.11)
Площадь потолка и пола равны
(1.12)
Теперь определим полную площадь отражающих поверхностей
(1.13)
звуковое поле радиовещание звукоусиление
2. Выбор оптимального времени реверберации. Определение требуемого и основного фонда поглощения
2.1 Определение оптимального времени реверберации
К помещениям типа аудитория предъявляются определенные требования, в частности обеспечение высокой разборчивости и четкости речи. Эти требования можно получить, используя систему звукоусиления, однако, это создает некоторые определённые условия при определении оптимального времени реверберации. Эти условия связаны с тем, что система звукоусиления, имея конечное время реверберации, приводит к увеличению эквивалентного времени реверберации всего помещения примерно на 20%. Поэтому при применении звукоусилительной системы расчетное время реверберации следует уменьшать на 20%, чем при её отсутствии.
Первоначально определяют оптимальное время реверберации на частоте 500 Гц в зависимости от назначения помещения и его объема. Графики зависимости представлены на рисунке 2.6 (кривая 1) [1].
Форма частотной характеристики времени реверберации в зависимости от назначения помещения приведена на рисунке 2.8 [1].
Все расчёты будем производить на частоте 500 Гц.
1. Определим оптимальное время реверберации. Т.к. проектируемое помещение является аудиторией, то время реверберации берётся близким к времени реверберации аудиторий, кинотеатров или залов заседаний.
Придерживаясь рис.2.6 из [1] для рассчитанного объёма помещения, оптимальное время реверберации будет , но из приведённых выше утверждений, уменьшим время реверберации на 20 %. В результате оптимальное время реверберации получится .
2. Исходя опять же из назначения помещения, занесём в таблицу 2.1 оптимальное время реверберации в спектре частот в соответствии с рис.2.6 и рис. 2.8 из [1].
Таблица 2.1 - Оптимальное время реверберации в спектре частот.
|
f, Гц |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
|
|
, с |
0.74 |
0.85 |
0.96 |
0.96 |
0.96 |
0.96 |
2.2 Определение требуемого фонда поглощения
1. Исходя из формулы Эйринга
, (2.1)
где V` - объём помещения, м3;
S - общая площадь звукопоглощающих поверхностей, м3;
- показатель поглощения звука в воздухе при влажности 70 % (табл.4.1 [1]), м-1;.
В данной формуле под объёмом помещения V` понимается сумма свободного объёма помещения и объёма над кафедрой, т.е.
(2.2)
, (2.3)
2. Определим коэффициент ср по таблице 4.1 из [1] или исходя из формулы
(2.4)
3. Определим требуемый фонд поглощения Атр, который должен быть создан в помещении
(2.5)
Результаты расчёта в октавных полосах частот сведём в таблицу 2.2 Поглощением звука в воздухе можно пренебречь для частот ниже 1000 Гц.
Таблица 2.2 - Результаты расчёта требуемого фонда поглощения Атр.
|
f, Гц |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
|
|
Топт, c |
0,74 |
0,85 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
|
|
0,164*Vґ/T |
1565 |
1362 |
1206 |
1206 |
1206 |
1206 |
|
|
4*µ*Vґ |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
56,48 |
84,73 |
225,94 |
|
|
бґ |
0,613 |
0,534 |
0,473 |
0,451 |
0,439 |
0,384 |
|
|
бср |
0,458 |
0,414 |
0,377 |
0,363 |
0,356 |
0,319 |
|
|
Атр, м2 |
1170 |
1056 |
961 |
926 |
907 |
814 |
2.3 Определение основного фонда поглощения
Определим основной фонд поглощения Аосн, т.е. фонд поглощения, создаваемый звукопоглощающими материалами или предметами, находящимися внутри аудитории, примем заполнение аудитории на 70 % слушателями. Расчет поглощения внутренних поверхностей помещения ведется с учетом их обработки обычными строительными материалами. Поглощение пола, занятого стульями не учитывается. Считается, что поглощение на этой площади определяется или слушателями или пустыми креслами. При этом расчет поглощения внутренних поверхностей помещения: свободный пол, проходы, стены, двери и т.п. производится или исходя из условий задания, или из условий обработки поверхностей обычными строительными материалами, которыми следует задаться. Акустические характеристики материалов и различных звукопоглотителей приведены в таблицах 6.1-6.8 из [2]. Результаты расчетов сведены в таблице 1.3.
Расчёты будем производить на частоте 500 Гц.
(2.6)
где i - коэффициент поглощения i-й поверхности;
Si - i-я площадь поверхности, м2;
2.4 Определение требуемого дополнительного фонда поглощения
Определим требуемый дополнительный фонд поглощения, который будет создан с помощью звукопоглощающих материалов [2] (если основной фонд поглощения не может обеспечить необходимое время реверберации), достаточный для обеспечения требуемого времени реверберации с точностью 10 %.
Требуемый дополнительный фонд может быть определен по формуле
(2.7)
Расчет основного, требуемого и дополнительно требуемого фонда поглощения, представлены в таблице 1.3.
Проанализировав полученные результаты, можно заметить, что при обработке внутренних поверхностей помещения обычными строительными материалами невозможно обеспечить оптимальное время реверберации. Для создания оптимальных акустических условий произведём обработку помещения дополнительными звукопоглощающими материалами.
Для объяснения расположения материалов, будем считать, что мы находимся лицом к кафедре. Справа и в заде находятся окна, а слева и впереди находятся двери.
1. Обработаем боковые стены (площадь 634 м2) резонансной конструкцией с неперфорированным покровным листом (резонирующей панелью) в виде древесностружечной плиты, не оклеенной пластиком, плотность которой 600 кг/м3, с воздушным зазором 100 мм, исключив при этом пять окон. Так же этим материалом и переднюю стену (площадь 208 м2). Общая обработанная площадь данным материалом составит 842 м2.
2. Обработаем часть потолка (площадь 150 м2) пористым звукопоглотителем в виде минераловатной плиты Ш-80, (СТУ462-63) толщиной 100 мм с воздушным зазором 100 мм. Средняя плотность данного материала 80 кг/м3.
3. Обработаем заднюю стенку аудитории облицовкой с перфорированным покрытием в виде композиции, состоящей из супертонкого стекловолокна (ТУ21-01-224-69), стеклоткани Э-0.1 (ГОСТ 8481-61), гипсовой плиты, (площадь 158 м2). Перфорация по рисунку 13%, диаметр 7-9 мм, толщина 7 мм. Средняя плотность заполнителя 15 кг/м3, толщина слоя 100 мм, воздушный зазор 250 мм.
Материалы и их площади подбираем таким образом, чтобы суммарное дополнительное поглощение А доп в пределах каждой октавной полосы частот отличалось бы от требуемого дополнительного Атр. доп не более, чем на 10 .
Результаты расчёта дополнительного фонда поглощения занесены в таблицу 2.3
На основании размещения дополнительных звукопоглощающих материалов на рисунке 2.1 представлено размещение материалов.
2.5 Определение частотной характеристики времени реверберации с учётом обработки помещения
На основании получившегося фонда поглощения определим частотную характеристику времени реверберации. При определении общего фонда поглощения из полученного после обработки фонда поглощения вычитают ту часть поверхностей, которая покрывается выбранными поглотителями.
1. Покрывающий необработанный фонд можно определить по формуле
, (2.8)
2. Уточненный основной фонд найдём по формуле
(2.9)
3. Тогда, уточненный общий фонд поглощения определяем как
(2.10)
Определив общий фонд поглощения необходимо рассчитать время реверберации. Порядок расчета обратный приведённому в пункте 2.2 текущей работы.
Определяем коэффициент ср по формуле
(2.11)
По таблице 4.1 из [2] или по формуле определяем '
(2.12)
Далее определим Трасч по формуле:
(2.13)
Определяем абсолютное отклонение рассчитанного времени реверберации от требуемого:
(2.14)
Определим относительное отклонение рассчитанного времени реверберации от требуемого:
(2.15)
Рисунок 2.1 Размещение звукопоглощающих материалов.
- Резонансная конструкция с неперфорированным покровным листом (резонирующая панель) в виде древесностружечной плиты, не оклеенной пластиком, плотность которой 600 кг/м3, с воздушным зазором 100 мм.
- Резонансная конструкция с неперфорированным покровным листом в виде пилообразной панели из деревоплиты, оклеенной пластиком, толщиной 100 мм. Данный материал имеет пористый заполнитель-холст СТВ. Торец открыт.
- Облицовка с перфорированным покрытием в виде композиции, состоящей из супертонкого стекловолокна (ТУ21-01-224-69), стеклоткани Э-0.1 (ГОСТ 8481-61), гипсовой плиты, (площадь 16 м2). Перфорация по рисунку 13%, диаметр 7-9 мм, толщина 7 мм. Средняя плотность заполнителя 15 кг/м3, толщина слоя 100 мм, воздушный зазор 250 мм
Таблица 2.3 - Результаты расчёта основного и требуемого дополнительного фондов поглощения
|
Наименование поглотителя |
Тип поглотителя |
N, ед S, м2 |
Звукопоглощение в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц |
||||||||||||
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
||||||||||
|
б |
бS |
б |
бS |
б |
бS |
б |
бS |
б |
бS |
б |
бS |
||||
|
Слушатели на твердых стульях |
- |
580 |
0,17 |
98,60 |
0,36 |
208,80 |
0,47 |
272,60 |
0,52 |
301,60 |
0,50 |
290,00 |
0,46 |
266,80 |
|
|
Свободные твердые стулья |
- |
250 |
0,05 |
12,50 |
0,09 |
22,50 |
0,12 |
30,00 |
0,13 |
32,50 |
0,15 |
37,50 |
0,16 |
40,00 |
|
|
Окна |
Оконный переплёт |
32 |
0,03 |
0,96 |
0,02 |
0,64 |
0,15 |
4,80 |
0,10 |
3, 20 |
0,06 |
1,92 |
0,04 |
1,28 |
|
|
Двери |
Древесина монолитная лакированная |
18,72 |
0,03 |
0,56 |
0,02 |
0,37 |
0,05 |
0,94 |
0,04 |
0,75 |
0,04 |
0,75 |
0,04 |
0,75 |
|
|
Свободный пол |
Пол паркетный по асфальту |
133 |
0,04 |
5,32 |
0,04 |
5,32 |
0,07 |
9,31 |
0,06 |
7,98 |
0,06 |
7,98 |
0,07 |
9,31 |
|
|
Стены |
Штукатурка алебастровая, гладкая по деревянной обрешетке |
1049,3 |
0,02 |
20,99 |
0,02 |
23,08 |
0,03 |
33,58 |
0,04 |
40,92 |
0,04 |
40,92 |
0,03 |
29,38 |
|
|
Потолок |
Штукатурка гипсовая сухая толщиной 10 мм с воздушной прослойкой 50-150 мм |
726 |
0,03 |
21,78 |
0,03 |
18,15 |
0,01 |
7,26 |
0,08 |
58,08 |
0,05 |
36,30 |
0,04 |
29,04 |
|
|
Кафедра |
Пол паркетный на шпонках |
21 |
0,02 |
0,42 |
0,15 |
3,15 |
0,12 |
2,52 |
0,10 |
2,10 |
0,08 |
1,68 |
0,07 |
1,47 |
|
|
Лектор |
- |
1 |
0,28 |
0,28 |
0,40 |
0,40 |
0,45 |
0,45 |
0,49 |
0.49 |
0,47 |
0,47 |
0,45 |
0,45 |
|
|
Основной фонд поглощения Аосн |
161,41 |
282,42 |
361,45 |
447,13 |
417,52 |
378,48 |
|||||||||
|
Требуемый фонд поглощения Атр |
1181,29 |
1094,51 |
961, 19 |
925,59 |
907,49 |
813,93 |
|||||||||
|
Требуемый дополнительный фонд поглощения Атр. доп. |
1019,88 |
812,09 |
599,74 |
478,46 |
489,97 |
435,45 |
Таблица 2.4 - Результаты расчёта дополнительного фонда поглощения Адоп м времени реверберации Тр.
|
Место размещения поглотителя |
Тип поглотителя |
N, ед S, м2 |
Звукопоглощение в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц |
||||||||||||
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
||||||||||
|
б |
бS |
б |
бS |
б |
бS |
б |
бS |
б |
бS |
б |
бS |
||||
|
Боковые стены, передняя стена. |
Материал 1 |
824 |
0,96 |
791,04 |
0,55 |
453, 20 |
0,36 |
296,64 |
0,25 |
206,00 |
0,17 |
140,08 |
0,17 |
140,08 |
|
|
Часть потолка |
Материал 2 |
150 |
0,62 |
93,00 |
0,97 |
145,50 |
0,98 |
147,00 |
0,97 |
145,50 |
0,94 |
141,00 |
0,81 |
121,50 |
|
|
Задняя стена |
Материал 3 |
208 |
0,73 |
151,84 |
1,00 |
208,00 |
1,00 |
208,00 |
1,00 |
208,00 |
1,00 |
208,00 |
0,92 |
191,36 |
|
|
УАдоп, м2 |
1035,88 |
806,70 |
651,64 |
559,50 |
489,08 |
452,94 |
|||||||||
|
Аґосн, м2 |
135,92 |
272,60 |
350,64 |
427,15 |
402,04 |
363,17 |
|||||||||
|
Аґосн + Адоп, м2 |
1171,80 |
1079,30 |
1002,28 |
986,65 |
891,12 |
816,11 |
|||||||||
|
бср |
0,46 |
0,42 |
0,39 |
0,39 |
0,35 |
0,32 |
|||||||||
|
бґ |
0,61 |
0,55 |
0,50 |
0,49 |
0,43 |
0,39 |
|||||||||
|
Тр, с |
0,738 |
0,825 |
0,910 |
0,888 |
0,981 |
0,957 |
|||||||||
|
ДТ*100/Тр, % |
1,11 |
-6,63 |
-5,54 |
-8,10 |
2,10 |
-0,27 |
Примечания:
Материал 1 - Резонансная конструкция с неперфорированным покровным листом в виде пилообразной панели из деревоплиты, оклеенной пластиком, толщиной 100 мм. Данный материал имеет пористый заполнитель-холст СТВ. Торец открыт.
Материал 2 - Пористый звукопоглотитель в виде минераловатной плиты Ш-80, (СТУ462-63) толщиной 100 мм с воздушным зазором 100 мм. Средняя плотность данного материала 80 кг/м3.
Материал 3 - Облицовка с перфорированным покрытием в виде композиции, состоящей из супертонкого стекловолокна (ТУ21-01-224-69), стеклоткани Э-0.1 (ГОСТ 8481-61), гипсовой плиты, (площадь 16 м2). Перфорация по рисунку 13%, диаметр 7-9 мм, толщина 7 мм. Средняя плотность заполнителя 15 кг/м3, толщина слоя 100 мм, воздушный зазор 250 мм. График частотных характеристик Ттр и Трасч приведен на рисунке 2.2.
Таблица 2.5
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
||
|
Тр, с |
0,74 |
0,83 |
0,91 |
0,89 |
0,98 |
0,96 |
|
|
Ттр, с |
0,74 |
0,85 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
|
|
Ттр+10% |
0,81 |
0,94 |
1,06 |
1,06 |
1,06 |
1,06 |
|
|
Ттр-10% |
0,67 |
0,77 |
0,86 |
0,86 |
0,86 |
0,86 |
Рисунок 2.2 График частотных характеристик расчётного Трасч и требуемого оптимального времени реверберации Ттр.
Полученный результат показал, что отклонение расчетного времени реверберации от требуемого времени реверберации во всем диапазоне частот не превышает допустимые нормы ( 10 ). Следовательно, расчетное время реверберации удовлетворяет выбранному оптимальному времени реверберации, т.е. звукопоглощающие материалы выбраны правильно.
3. Расчёт звукоизоляции помещения
При акустическом расчете помещения возникает задача определения пригодности имеющегося помещения для использования его в заданных целях, в соответствии с требованиями санитарных норм по уровню проникающих шумов. На основании акустического расчета в этом случае, прежде всего, выявляется необходимость мероприятий по снижению шума, а затем после определения требуемого снижения шума выбираются способы его уменьшения до нормативных величин.
Нормативные уровни проникающих шумов заданы в приложении 1 [1]. Шумовые характеристики источников звука задаются либо в виде уровней звукового давления, либо уровней звуковой мощности действующей на ограждение. В помещениях типа аудитория необходимо обеспечить полную разборчивость речи, т.е. достаточный уровень громкости и минимум проникающих и собственных шумов, при этом важную роль играет звукоизоляция помещения. Для этого необходимо выбрать конструкции стен, окон, дверей, междуэтажных перекрытий с максимальной звукоизолирующей способностью. Т.к. мы используем три двери, то необходимо, чтобы они открывались в разные стороны, т.е. в нашем случае дверь со стороны помещения будет открываться вовнутрь другого помещения, а дверь со стороны коридора будет открываться в коридор.
Шумовые характеристики источников шума обычно задаются в техническом задании на проектируемое помещение.
Источники шума в данном курсовом проекте заданны уровнем звукового давления и обозначены на плане (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 План источников шума.
Характеристики источников шумов приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 Характеристики источников шума.
|
Наименование источника шума |
Уровни звукового давления LдБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц. |
||||||
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
||
|
Тихая улица, дБ |
61 |
66 |
65 |
60 |
58 |
53 |
|
|
Коридор, дБ |
80 |
86 |
83 |
80 |
75 |
72 |
|
|
Административное помещение, дБ |
53 |
58 |
57 |
55 |
59 |
54 |
Нормативный уровень звукового давления проникающего шума приведён в таблице 3.2.
Таблица 3.2 Нормативный уровень звукового давления проникающего шума.
|
Помещение |
Уровни звукового давления LдБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц. |
||||||
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
||
|
Аудитория, дБ |
52 |
45 |
39 |
35 |
32 |
30 |
При расчете ожидаемых уровней шума первоначально определяют уровни шума, проникающие через отдельные элементы ограждения. При наличии источников, шумовые характеристики которых заданы в виде уровней звукового давления, уровни проникающих шумов определяются по формуле 3.1 и для дверей на частоте 500 Гц составит
, (3.1)
где L - уровень звукового давления источника шума, дБ;
Si - площадь i-го ограждения, через которое шум проникает в изолируемое помещение, м2
Ri - звукоизолирующая способность i-го ограждения, дБ;
Ai - общий фонд поглощения на i-й частоте;
ср - средний коэффициент поглощения;
ВИ - постоянная изолируемого помещения, м2;
(3.2)
Требуемое снижение шума для каждого типа ограждения (или элемента ограждения) определяется по формуле:
где n - общее количество ограждений, через которые шум из данного шумного помещения попадает в изолируемое.
Если расчет покажет, что ДLтреб ? 0, то снижать шум не надо.
Если ДLТРЕБ >3дБ хотя бы в одной частотной полосе, то необходимо принять меры для обеспечения требуемого снижения уровня шума.
Результаты расчёта в октавных полосах частот сведём в таблицу 3.3.
Таблица 3.3 Расчёт уровня проникающих шумов.
|
Наименование ограждения и определяемые величины |
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц. |
|||||||
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
|||
|
LДОП, мІ |
52 |
45 |
39 |
35 |
32 |
30 |
||
|
ВИ, мІ |
2166 |
1870 |
1650 |
1608 |
1369 |
1199 |
||
|
10lg (ВИ), дБ |
33,36 |
32,72 |
32,18 |
32,06 |
31,36 |
30,79 |
||
|
Стена 1 и 2, смежные с тихой улицей, S=550 мІ, 10lg (S) =27,4дБ |
R, дБ |
45 |
52 |
59 |
65 |
70 |
70 |
|
|
L?, дБ |
61 |
66 |
65 |
60 |
58 |
53 |
||
|
LШ, дБ |
16,04 |
14,68 |
7,22 |
-3,66 |
-9,96 |
-14,39 |
||
|
ДL, дБ |
-35,96 |
-30,32 |
-31,78 |
-38,66 |
-41,96 |
-44,39 |
||
|
Стена, смежная с административным помещением, S=330 мІ, 10lg (S) =25,18 дБ |
R, дБ |
45 |
52 |
59 |
65 |
70 |
70 |
|
|
L?, дБ |
53 |
58 |
57 |
55 |
59 |
54 |
||
|
LШ, дБ |
5,82 |
4,46 |
-3,00 |
-10,88 |
-11,18 |
-15,61 |
||
|
ДL, дБ |
-46,18 |
-40,54 |
-42,00 |
-45,88 |
-43,18 |
-45,61 |
||
|
Стена, смежная с коридором, S=220 мІ, 10lg (S) =23,4 дБ |
R, дБ |
47 |
55 |
60 |
67 |
70 |
70 |
|
|
L?, дБ |
80 |
86 |
83 |
80 |
75 |
72 |
||
|
LШ, дБ |
29,04 |
27,68 |
20,22 |
10,34 |
3,04 |
0,61 |
||
|
ДL, дБ |
-22,96 |
-17,32 |
-18,78 |
-24,66 |
-28,96 |
-29,39 |
||
|
Окна, S=32 мІ, 10lg (S) =15.05дБ |
R, дБ |
37 |
40 |
42 |
45 |
48 |
50 |
|
|
L?, дБ |
61 |
66 |
65 |
60 |
58 |
53 |
||
|
LШ, дБ |
11,69 |
14,33 |
11,87 |
3,99 |
-0,31 |
-6,74 |
||
|
ДL, дБ |
-40,31 |
-30,67 |
-27,13 |
-31,01 |
-32,31 |
-36,74 |
||
|
Двери, S=18,78 мІ, 10lg (S) =12,72дБ |
R, дБ |
27 |
27 |
32 |
35 |
34 |
35 |
|
|
L?, дБ |
80 |
86 |
83 |
80 |
75 |
72 |
||
|
LШ, дБ |
38,36 |
45,00 |
37,54 |
31,66 |
28,36 |
24,93 |
||
|
ДL, дБ |
-13,64 |
0,00 |
-1,46 |
-3,34 |
-3,64 |
-5,07 |
||
|
Междуэтажное перекрытие, S=726 мІ, 10lg (S) =28,6 дБ |
R, дБ |
35 |
38 |
47 |
55 |
65 |
62 |
|
|
L?, дБ |
53 |
58 |
57 |
55 |
59 |
54 |
||
|
LШ, дБ |
19,24 |
21,88 |
12,42 |
2,54 |
-2,76 |
-4, 19 |
||
|
ДL, дБ |
-32,76 |
-23,12 |
-26,58 |
-32,46 |
-34,76 |
-34, 19 |
Из результатов расчёта видно, что превышение допустимого уровня проникающего шума не наблюдается, т.е. ограждения обеспечивают требуемую звукоизоляцию.
4.Расчёт системы звукоусиления
Из практики известно, что если помещение имеет объем свыше 2000 м3 или длину более 20 м, то голоса человека, как правило, уже недостаточно для того, чтобы создать уровень громкости, необходимый для полной понятности передаваемой речи в удаленных точках этого помещения. Для помещений типа аудитория, необходимо соблюдение ряда условий для обеспечения хорошей разборчивости речи, при этом желательно обеспечить совмещение слухового и зрительного образов. Важную роль в этом играет система звукоусиления.
При речи, определяющим является обеспечение требуемой разборчивости речи во всех точках помещения, даже самых удаленных от источника звука. Иначе разрабатываемая система не будет выполнять своего основного назначения. Так при нормальных условиях речь хорошо слышна и понятна на расстоянии 0,5.1,0 м. При этом перед слушателем создается уровень звукового давления Lсл = 80.86 дБ. Следовательно, система звукоусиления речи должна создавать такие же уровни на всех местах слушателей в зале (Lтр = 80.86 дБ). Наиболее целесообразно применить распределённую систему звукоусиления в виде цепочек маломощных громкоговорителей, размещённых на боковых стенах аудитории. Такая система обеспечивает достаточно малую неравномерность полей уровней и удобно вписывается в интерьер аудитории.
4.1 Выбор и расчет требуемых параметров звукового поля
Для лучшего восприятия музыки и сольных выступлений необходимо у слушателя создать уровень звукового давления Lтр=85 дБ (таблица 4.1 из [4]).
Плотность энергии в помещении состоит из двух составляющих: плотности энергии прямого пр и отраженного отр звуков. Поле отраженного звука называется диффузным. Отношение же диффузное составляющей поля к составляющей прямого поля называют акустическим отношением:
; (4.1)
Если акустическое отношение велико, то речь становится неразборчива. Если же акустическое отношение несколько больше 0,5, то речь становится более разборчивой. Поэтому стремятся для речевых передач обеспечить акустическое отношение в пределах 1.4 Возьмем акустическое отношение Rср=3.
Величина неравномерности уровня звукового поля ДL должна быть не больше 8 дБ (таблица 4.1 [4]), возьмем равной 6 дБ. Определяется неравномерность как:
L=Lmax-Lmin; (4.2)
где Lmax, Lmin - максимальный и минимальный уровни прямого звука.
Большая неравномерность может привести к тому, что если в одних точках обеспечить минимальный уровень прямого звука, то в других точках этот уровень может оказаться большим, что приведет к перегрузке слуха, лишним расходам мощности и другим неприятностям.
Индекс усиления Qмс. треб=-10.14 дБ (таблица 4.2 [4]) характеризует установку звукоусиления и равен разности уровня прямого звука, приходящего к микрофону от лектора Lм и уровня звука, приходящего к слушателю Lc:
Qмс=Lм-Lс; (4.3)
Для системы звукоусиления применим сосредоточенную, портальную систему звукоусиления с боковым размещением громкоговорителей (рисунок 4.1 в графической части).
Рисунок 4.1 Звуковые лучи от колонок к нескольким точкам в зале
Расчет системы звукоусиления начнем с определения параметров звукового поля.
Определим максимальное и минимальное акустическое отношение:
R'min=Rcp10-0.05L; (4.4)
R'min=3 10-0.056=1,5;
R'max=Rcp10 0.05L;
R'max=310 0.056=5,98; (4.5)
Значения R'max и R'min не превышают пределов указанных в таблице 4.1 [4].
Теперь рассчитываем средний и минимально допустимый уровень прямого звука:
Lпр. ср=Lтр-10 lg (1+Rcp); (4.6)
Lпр. ср=85-10 lg (1+3) =78,98 дБ;
Lпр. min=Lпр. ср-0,5L; (4.7)
Lпр. min=78,98-0,56=75,98 дБ;
Найдем уровень диффузного звука:
(4.8)
Найдем акустическую мощность излучателей, необходимую для создания диффузного поля в помещении:
(4.9)
мВт;
где А0 (500) - основной фонд поглощения помещения на частоте 500 Гц (табл. 1.4).
Теперь найдем полную акустическую мощность излучателей:
(мВт) (4.10), мВт;
где ср (500) - средний коэффициент поглощения на частоте 500Гц (табл. 1.4).
4.2 Выбор системы звукоусиления (озвучения) и типа громкоговорителей
Определяем теперь номинальное звуковое давление развиваемое излучателем, для чего сначала располагаем излучатели так, чтобы их акустические оси были направлены в последний ряд зрителей (рисунок 4.1) и находим максимальное расстояние до дальнего слушателя по акустической оси (т. 3 рис. 4.1) rmax=39,66 м.
(4.11)
Па;
Определим требуемый коэффициент осевой концентрации для звуковых колонок:
(4.12)
где
n - количество излучателей в колоне.
По таблице 1 и 2 в [2] определяем тип звуковой колонки, которая подходит по параметрам для системы звукоусиления, это 8К3-4, имеющая следующие характеристики:
· Номинальную мощность - 8 Вт,
· Частотный диапазон - 2506000 Гц,
· Номинальное звуковое давление - 7,6 Па,
· Коэффициент осевой концентрации 4,3ч11,
Эксцентриситеты:
- в горизонтальной плоскости - 0.7;
- в вертикальной плоскости - 0.973.
4.3 Расчет звукового поля с учетом размещения излучателей
На плане аудитории согласно централизованной системе озвучения размещаем звуковые колонки и указываем их акустические оси (рисунок 4.1). Затем намечаем расчетные точки, в которых ожидаются минимальные и максимальные уровни звукового давления, а также промежуточные. Расчетные точки намечаются только в одной половине зала, т.к. вторая половина будет зеркальным отражением. В каждую расчетную точку на плане зала из центров громкоговорителей, облучающих ее, проводим прямые линии (рисунок 4.1). По этим линиям определяется расстояние ri от центра излучателя до i-ой точки. По ним же определяется углы между акустическими осями и направлением на i-тую точку в горизонтальной (г) и вертикальной (в) плоскостях. Диаграмму направленности звуковых колонок можно рассчитать самостоятельно, аппроксимируя звуковое поле колонки в виде полуэллипса. Зная эксцентриситеты ег и ев эллипсов можно определить радиус-векторы Rг и Rв:
(4.13),
(4.14)
Рассчитаем для точки 4 (рис. 4.1) для первого громкоговорителя.
Максимальное расстояние от громкоговорителя до точки упора его акустической оси:
где
h - высота установки громкоговорителя;
l - расстояние между точкой упора и точкой установки громкоговорителя.
Звуковое давление в i-той точке, развиваемое данным громкоговорителем определяется по формуле:
Аналогично делаем расчеты для второго громкоговорителя.
Звуковое давление в 4-ой точке, развиваемое двумя громкоговорителями определяется по формуле:
(4.16)
где Р1, Р2 - давления, создаваемые в 4-ой точке первым и вторым громкоговорителями. Полученное суммарное давление в 4-ой точке пересчитывается в уровни по формуле:
Li =20 lgPI + 94= 20 lg0,23 + 94 = 81,38 дБ; (4.17)
Расчет уровней звукового давления в каждой расчетной точке приведен в таблице 4.1.
Таблица 4.1 Расчет звукового поля излучателей
|
Номер излучателя |
Определяемая величина |
Значения величин по точкам |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||
|
1 |
r, м |
33,46 |
34,79 |
33,00 |
7,81 |
18,17 |
13,49 |
|
|
?г 0 |
15 |
0 |
30 |
30 |
30 |
40 |
||
|
Rг |
0,84 |
1,00 |
0,72 |
0,72 |
0,72 |
0,81 |
||
|
?в, 0 |
0 |
0 |
0 |
40 |
10 |
40 |
||
|
Rв |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,30 |
0,40 |
0,30 |
||
|
Р, Па |
0, 19 |
0,22 |
0,17 |
0,21 |
0,12 |
0,14 |
||
|
2 |
r, м |
36,90 |
34,79 |
39,66 |
22,56 |
28,11 |
15,62 |
|
|
?г 0 |
15 |
0 |
30 |
50 |
25 |
40 |
||
|
Rг |
0,84 |
1,00 |
0,72 |
0,97 |
0,99 |
0,81 |
||
|
?в, 0 |
0 |
0 |
0 |
40 |
10 |
40 |
||
|
Rв |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,30 |
0,40 |
0,30 |
||
|
Р, Па |
0,17 |
0,22 |
0,14 |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
||
|
Р?, Па |
0,26 |
0,31 |
0,22 |
0,23 |
0,16 |
0,18 |
||
|
L, дБ |
82,25 |
83,80 |
80,66 |
81,38 |
78,13 |
79,22 |
||
|
?L, дБ |
3,25 |
Величина звукового поля во всех расчетных точках больше допустимого минимального уровня LПР. MIN=75,98 дБ. Сравнивая полученные уровни, в расчетных точках, неравномерность звукового поля в аудитории ДL не превышает допустимых 6 дБ.
4.4 Выбор типа микрофонов (для систем звукоусиления) и звукоусилительной аппаратуры
Выбор типа микрофона производится исходя из требуемой частотной характеристики и устойчивости системы звукоусиления. Последнее характеризуется видом диаграммы направленности микрофона, условиями его размещения и определяется индексом выигрыша q по диффузному полю (разность уровней чувствительности микрофона к звуку от первичного источника и к диффузному звуку).
В слабо заглушенных помещениях, особенно при использовании направленных излучателей в точке размещения микрофонов преобладает диффузный звук. Поэтому порог самовозбуждения определяется акустической обратной связью по диффузному звуку. Ею и определяется, в конечном счете, предельный индекс усиления системы Qмс пр. В начале расчете в табл. 2 [4] выбиралось значение требуемого индекса усиления Qмс. тр. Необходимо, чтобы Qмс. пр системы было бы не меньше, чем Qмс. тр.
Для звуковых колонок предельный индекс усиления при акустической обратной связи по диффузному звуку определяется по формуле (4.27а) [4]:
(4.18)
Требуемое значение лежит в пределах (-10 - 14) дБ (Таблица 4.2) [4], поэтому ненаправленный микрофон (q=0) применять нельзя. Необходимо получить q > 8дБ. Для обеспечения требуемого значения q применен микрофон с кардиоидной характеристикой и заглушением стены зала позади сцены. При этом значение может быть доведено до 13.8 дБ.
Согласно расчётам выбираем микрофон типа МД-54 со следующими характеристиками:
Номинальный диапазон частот, Гц: 140 10000;
Неравномерность АЧХ, дБ: 12;
Номинальное сопротивление нагрузки, Ом: 250;
Чувствительность ХХ, мВ / Па: 0.63;
Направленные свойства: Однонаправленный.
Вид преобразования: Динамический.
По величине общей электрической мощности, потребляемой двумя громкоговорителями, и исходя из назначения системы, по справочнику выбираем тип усилительной аппаратуры.
При этом необходимо, чтобы усилительная аппаратура имела бы некоторый запас по выходной мощности.
Пользуясь данными [4] приложений 7, 8, 9, выбираем звукоусилительную станцию типа ЗС-25 2. Эта аппаратура имеет номинальную мощность 50 Вт при использовании двух каналов. Мощность каждого оконечного усилителя 25 Вт. Будем использовать только один канал, второй останется в резерве.
Заключение
В данном курсовом проекте была произведена реконструкция заданного помещения с целью использования его в качестве аудитории. В процессе расчёта была установлена кафедра.
Также был произведен акустический расчет помещения, в результате которого было произведено:
расчёт требуемой акустической обработки внутренних поверхностей помещения с целью обеспечения требуемого времени реверберации. В процессе расчета выяснилось, что для обеспечения требуемого времени реверберации необходимо использовать четыре дополнительных звукопоглощающих материала;
расчет звукоизоляции помещения, в результате которого получили, что все ограждения удовлетворяют требованиям к звукоизоляции;
рассчитана система звукоусиления, при котором определённым образом были размещены громкоговорители и микрофон.
произведён выбор типа микрофона, громкоговорителей и звукоусилительной аппаратуры.
Т.к. данный курсовой проект носит учебный характер, то в нём возможны неточности. Наличие неточностей, не говоря уже об ошибках, при профессиональном проектировании приводит к очень большим финансовым, материальным и временным затратам. Что не допустимо.
Литература
1. Катунин Г.П., Лапаев О.А. Акустический расчет помещений. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию. Часть I. - Новосибирск: НЭИС, 1978.
2. Катунин Г.П., Лапаев О.А. Акустический расчет помещений. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию. Часть II. - Новосибирск: НЭИС, 1979.
3. Катунин Г.П., Лапаев О.А. Акустический расчет помещений. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию. Часть III. - Новосибирск: НЭИС, 1980.
4. Папернов Л.З., Молодая Н.Т., Метер Ч.М. Расчет и проектирование систем озвучения и звукоусиления в закрытых помещениях. - М.: Связь, 1970
5. Сапожков М.А. Электроакустика. - М: Связь, 1978.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Нахождение оптимального времени реверберации, общей площади ограничивающих поверхностей, дополнительного и основного фонда звукопоглощения. Определение требуемых параметров помещения. Выбор системы озвучения. Описание расположения громкоговорителей.
контрольная работа [270,5 K], добавлен 25.05.2014Анализ геометрических размеров помещения. Построение лучеграммы, выявление акустических дефектов зала. Расчет реверберационных характеристик помещения. Выбор и расчёт требуемых параметров звукового поля. Значение индекса усиления для различных установок.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 14.12.2013Расчёт необходимого числа каналов. Выбор системы передачи и определение требуемого числа оптических волокон в оптическом кабеле. Характеристики системы передачи. Параметры кабеля, передаточные характеристики. Расчёт длины регенерационного участка.
курсовая работа [45,9 K], добавлен 15.11.2013Акустический расчет помещения. Расчет общей площади ограничивающих поверхностей. Выбор системы озвучивания и звукоусиления. Оптимальная частотная характеристика для речевых студий. Коэффициенты звукопоглощения основных поглотителей, фонд поглощения.
контрольная работа [827,3 K], добавлен 12.09.2014Особенности аттестации объекта информатизации по требованиям безопасности информации. Разработка проекта организации защиты информации в выделенном помещении и подготовка её к аттестационным мероприятиям. Расчет звукоизоляции ограждающих конструкций.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 27.01.2014Выбор функции амплитудного распределения поля в раскрыве зеркала. Расчёт размеров раскрыва, ДН и размеров облучателя. Расчёт реального распределения поля и ДН зеркала. Выбор фидерного тракта. Коэффициент направленного действия зеркальной антенны.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 05.12.2013Ситуационная схема трассы и расчет необходимого числа каналов. Выбор системы передачи и определение требуемого числа оптических волокон в кабеле. Выбор марки кабеля и его технические параметры, расчет длины участка. Составление сметы на строительство.
курсовая работа [363,2 K], добавлен 17.09.2014Технический паспорт объекта "Брянский Открытый Институт Управления и Бизнеса". Обоснование целесообразности разработки проекта. Выбор средств защиты объекта. Безинструментальная оценка звукоизоляции помещения. Инженерно-техническая защита информации.
курсовая работа [721,3 K], добавлен 21.08.2014Измерительные приборы, при помощи которых можно измерить напряжение, ток, частоту и разность фаз. Метрологические характеристики приборов. Выбор ваттметра для измерения активной мощности, потребляемой нагрузкой. Относительные погрешности измерения.
задача [26,9 K], добавлен 07.06.2014Обоснование, выбор типа модуляции. Кодирование информации. Определение необходимой полосы частот. Расчет основных параметров системы передачи информации с космического аппарата на сеть наземных станций. Выбор оптимального варианта построения радиосистемы.
курсовая работа [522,8 K], добавлен 21.02.2016
