Отражения от поверхности купола

Сложные отражения и концентрация звука, обусловленные поверхностью купола двойной кривизны, изображены на рис. 60. Очевидно, что плоские и выпуклые поверхности значительно выгоднее такой вогнутой поверхности. Сравнение степени концентрации звука поверхностью купола и плоской поверхностью потолка той же высоты наглядно представлено на рис. 61. В задаче 4 предлагается подтвердить картину, изображенную на этом чертеже.

Поглощение звука

Третье весьма существенное соображение при акустическом проектировании залов касается звукопоглощающих материалов для ослабления реверберации.

Рисунок 61. Схема, показывающая концентрацию звука куполообразным потолком в сравнении с плоским потолком той же высоты.

Рисунок 60. Вредные отражения звука, вызванные куполообразным потолком. Распределение звука весьма неравномерное, с возможным образованием эхо.

Нельзя обеспечить удовлетворительную акустику помещения, не применив соответственного количества поглощающих материалов. Для выяснения потребного количества и рода материалов и наиболее эффективного их расположения необходимо исследовать специфические свойства данного помещения. Натянутые проволоки в качестве возможного средства исправления акустических свойств зала. Необходимо сказать несколько слов по поводу распространенного мнения о возможности исправления акустических недостатков залов с помощью натянутых проволок и звуковых отражателей. Опыты и наблюдения показали, что натянутые в помещении проволоки практически не оказывают на акустические условия никакого влияния, так как поверхность их слишком мала. Они воздействуют на звуковые волны не более, чем леска удочки на волны, распространяющиеся по поверхности воды. Может быть, сама эта идея развилась из наблюдения, что струны рояля резонируют на пение певца. Но слишком велика разница между струнами рояля и натянутой в зале проволокой. В рояле натянуто множество струн, настроенных на самые различные частоты колебаний и отвечающих почти на каждую ноту певца; кроме того, дека рояля является резонатором, значительно усиливающим звук струн. Наконец, певец находится обычно рядом с роялем. Натянутые же в зале проволоки отвечают только на один из тонов среди всего их возможного многообразия; они не имеют резонатора, а певец находится от них на довольно значительном расстоянии; поэтому можно ожидать лишь весьма малого эффекта. Автор посетил ряд залов, в которых были натянуты проволоки, и пока не обнаружил ни одного случая, где бы они давали заметное улучшение Сэбина сообщает о зале, в котором было натянуто восемь километров проволок, что нисколько не улучшило акустических условий помещения. Весьма удивительно, что столь ошибочное суждение, не опирающееся ни на какие экспериментальные данные, получило такое широкое распространение.

Звуковые отражатели в качестве средства исправления акустических условий. Звуковые отражатели иногда приносят некоторую пользу, но никогда не могут полностью исправить плохие акустические условия зала. Будучи соответственным образом спроектированы и расположены, они отражают звук в определенном направлении, но не обладают поглощающими свойствами,

Рисунок 62. Действие звукового отражателя.

Необходимыми для ослабления реверберации. На рис. 62 схематически изображено направляющее действие звукового отражателя. Отражатель не должен выдаваться вперед настолько, как это. показано. на рисунке: но зато желательно сделать его шире, продолжив, по крайней мере, до краев эстрады.

Звуковой отражатель, — примененный при акустических исследованиях, изображен на рис. 63. Когда оратор стоял в фокусе этого отражателя (один квадрант параболоида вращения), звук его голоса направлялся почти параллельным пучком вдоль оси отражателя.

Рисунок 63. Звуковой отражатель. Его применение не исправило акустики аудитории.

Отражатель частично устранял отражение от купола, позволяя таким образом избегнуть эхо. Однако для окончательного исправления акустических свойств помещения потребовалось установить значительное количество звукопоглощающего материала.

В помещениях с весьма высоким потолком рекомендуется наклонная установка плоского звукоотражателя над кафедрой. Такой отражатель частично устраняет отражение от потолка, дает отражение на слушателей и обеспечивает необходимый резонанс. Звукоусилительная установка дает еще большую поддержку голосу оратора. Микрофон можно поместить на кафедре, однако звукоизолировав его, чтобы избежать случайных звуков. Громкоговоритель можно установить на верхней поверхности отражателя, замаскировав его от аудитории пористой драпировкой, свободно пропускающей звук.

Постройка новых задов по образцу старых, обладающих хорошей акустикой. Нередко предлагают строить новые залы по образцу уже построенных, обладающих хорошими акустическими свойствами. Однако построенные таким образом залы вовсе не обязательно будут удачны, так как применяемые при постройке материалы из года в год меняются. Например, много лет назад здания обычно строились из дерева, и штукатурка наносилась на деревянные перегородки. Современные здания строятся из более жестких металлических конструкций и бетона, вследствие чего их поверхности совершенно иначе воздействуют на звук. Далее, по замыслу архитектора новый зал всегда имеет несколько измененную, по сравнению со старым, форму, и весьма вероятно, что это изменение может сказаться на его акустических свойствах.

Влияние вентиляционной системы. На первый взгляд кажется, что вентиляционная система помещения должна влиять на его акустические свойства. Воздух является звукопередающей средой; кроме того, известно, что ветер изменяет направление распространения звука, а на границе газов различной температуры и плотности звук испытывает отражение и преломление. Однако практика показала, что влияние обычных вентиляционных токов воздуха на акустику залов очень мало. Разность температур между нагретым потоком и воздухом помещения недостаточна для получения заметного эффекта, а движение потока слишком медленно и происходит на слишком ограниченном пространстве, чтобы заметно воздействовать на звук.

При некоторых специальных условиях отопительные и вентиляционные установки могут оказать отрицательное влияние. Нагретая печь или поток нагретого воздуха в средней части помещения существенно нарушит поведение звука. Всякая неравномерность в распределении потоков воздуха, вызывающая появление чередующихся слоев холодного и нагретого воздуха, изменит нормальное распространение звука и нарушит его четкость. Необходимо по возможности сохранять однородное и спокойное состояние воздуха в помещении. Печи и радиаторы следует размещать у стен, вдоль которых должны направляться также и потоки нагретого воздуха.

Заключение. В приведенных выше рассуждениях мы частично изложили принципы акустического проектирования залов. В дальнейшем приводится ряд примеров применения высказанных положений, а также высказываются дополнительные предположения, могущие способствовать разрешению специальных задач.