6.2 Формирование полезных ранних отражений

Ранние интенсивные звуковые отражения (главным образом, первые) дополняют прямой звук источника, улучшая слышимость и придавая звучанию пространственность. Если расстояние от источника до точки приема превышает 8 м, следует обеспечить, кроме прямого звука, приход в эту точку малозапаздывающих первых отражений от боковых поверхностей и потолка.

Время запаздывания отраженного звука по отношению к прямому звуку не должно превышать оптимальных значений, в противном случае отражение создает эхо. Для хорошей разборчивости речи требуется меньшее запаздывание первого отражения по сравнению с приходом прямого звука, для восприятия музыки – несколько большее. Желательно, чтобы время запаздывания первых отражений не превышало 20–30 мс. Так как скорость звука в воздухе составляет приблизительно 340 м/с, то запаздыванию на 20 мс соответствует разность длин пути отраженного и прямого звука приблизительно 7 м, на 30 мс – 10 м. Время запаздывания отражений характеризует звучание и зависит от характера воспринимаемого звука (табл. 6.1).

Таблица 6.1 – Рекомендуемое предельное запаздывание

При проектировании зала необходимо при помощи геометрических построений контролировать распределение и запаздывание звуковых отражений от потолка и стен зала согласно приведенным далее рекомендациям.

Расчет геометрических отражений является основным способом контроля правильности выбора формы зала и очертания его внутренних поверхностей, направляющих отраженный звук к слушателям, и необходим для оценки опасности возникновения концентрации звука. Расчет включает:

- проверку допустимости применения геометрических отражений и их построение;

- определение времени запаздывания.

Эффективная потолочная отражающая поверхность может быть спроектирована с помощью графического метода (рис. 6.12). Определение необходимого наклона и размера потолочных секций над источником, расположенным в точке Q, для отражения звука в пределах угла, ограниченного точками A (ухо зрителя последнего ряда балкона) и B (ухо зрителя первого ряда партера) начинают с выбора точки P. Точка P выбирается произвольно как точка пересечения скошенных поверхностей потолка c учетом требуемой высоты зала. Построение отражающих поверхностей потолка производят указанным далее образом. Точки A и Р соединяют прямой, которая продлевается до точки Q (мнимый источник звука), таким образом, чтобы РQ было равно РQ. Проводят отрезок QQ и делят его пополам точкой S. Точку S соединяют с точкой P. Линия PS определяет необходимый наклон отражающей поверхности. Затем проводят отрезок BQ, который пересекается с линией PS в точке R. Отрезок PR представляет собою потолочную секцию, которая отражает звук от источника к зрителям, размещенным между точками A и B. Секция RT строится аналогично PR. Секция NP предназначена для отражения звука на балкон к зрителям, размещенным между точками A и C.

Рисунок 6.12 – Графическое построение оптимального профиля

потолочных секций зала с балконом

Распределение звука, отраженного задней частью потолка, улучшается, если потолок имеет наклонный участок, примыкающий к задней стене, или задняя стена наклоняется в сторону слушателей (рис. 6.6). В результате этого отраженный звук с малым запаздыванием по сравнению с прямым звуком направляется на задние ряды, улучшая слышимость.

Расчленение потолка секциями при правильном их очертании дает хорошее распределение отраженного звука (рис. 6.13). Здесь следует обращать внимание на то, чтобы звуковые отражения от смежных секций перекрывали друг друга. При построении отражения от края секции точка геометрического отражения берется на расстоянии 0,5 м от края. Секции выпуклого сечения (рис. 6.13) хорошо распределяют отраженный звук при разных положениях источника и повышают диффузность звукового поля в зале.

Интенсивные первые малозапаздывающие отражения от боковых стен необходимы для достижения хорошей акустики залов. При выборе очертаний стен в плане имеют силу те же соображения, что и для потолка. Особенно важной является правильная конфигурация стен вблизи сцены или эстрады. Целесообразно устройство на боковых стенах вблизи источника звука отражателей, направляющих ранние звуковые отражения на последние ряды (рис. 6.14). Эффективно членение стен секциями (как и для потолка) при условии, что отражения от смежных секций перекрывают друг друга. Полезным оказывается наклон боковых стен в сторону слушателей, что увеличивает количество звуковой энергии первых отражений от этих стен.

На поверхностях, создающих направленные малозапаздывающие по отношению к прямому звуку отражения, членение обычно отсутствует. Если же оно имеется, то не должно создавать сильного рассеивания звука. Таковы секции потолка, показанные на рис. 6.13, б и в. Эти секции дают направленные отражения и несколько рассеивают отраженный звук.

а – неудовлетворительные очертания секций;

б, в – удовлетворительные очертания

Рисунок 6.13 - Расчленение потолка секциями

Рисунок 6.14 – Звукоотражатели в передней части боковых стен