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.

Киев 2010

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 и докладов 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 и т.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 к его 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=0.4lgV-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=0.4lgV-0.15=1 (с)

Данное Топт справедливо на частоте 500 Гц. 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 (м2)

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
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

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		Lф, 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 Lф 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.