Принцип построения и расчет помещения для домашнего кинотеатра

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Национальный технический университет

Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского

Кафедра акустики и акустоэлектроники

Принцип построения и расчет помещения для домашнего кинотеатра

Богданова Н.В., к.т.н., доцент

Гайдаенко В.Г., студент

Пономаренко В.А., студент

Фурсенко В.В., студент

Аннотация

В данной статье проанализированы основные принципы звукоизоляции помещений, а именно: межэтажные перекрытия, звукоизоляция стен, оконных блоков и дверей. Это было рассмотрено для того, чтобы показать как можно рассчитать и спроектировать выбранное помещение под домашний кинотеатр. В результате подбора нужных материалов помещение стало пригодным для такого использования.

Ключевые слова: звукоизоляционные покрытия и материалы, частотные характеристики изоляции воздушного шума, фон поглощения, акустическая обработка помещения, время реверберации.

Summary

Principles of construction and calculation of premises for a home cinema

Bogdanova.N.V., Haidaienko. V.G., Ponomarenko. V.A., Fursenko. V.V., Departament of Acoustics&Acoustoelectronics, National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”

This article analyzes the basic principles of soundproofing of premises, namely: underfloor overlapping's, soundproofing of walls, window blocks and doors. This was considered in order to show how you can calculate and design the selected room for home theater. As a result of the selection of the necessary materials, the room became suitable for use in the form of a home theater.

Key words: sound-proofing coatings and materials, frequency characteristics of airborne sound insulation, absorption background, acoustic treatment of a room, reverberation time.

Актуальность темы исследования

Проблемы акустики больших закрытых помещений, связанные с определением условий хорошей слышимости, принадлежат к числу задач, поставленных ещё во времена классической древности. Первые успехи архитектурной акустики датируются только началом текущего столетия, когда Уоллес Сэбин, экспериментально установил один из важнейших факторов, определяющих акустическое качество аудиторий. Когда в закрытой аудитории звучит речь, то каждый её слог, представляющий собой короткий звуковой импульс, доходит до слушателя не только по прямой линии, но и по путям, многократно изломанным благодаря отражениям звука от стен, потолка и пола помещения. При каждом отражении импульса от ограничивающих помещение поверхностей некоторая часть звуковой энергии поглощается, поэтому при каждом произнесённом слоге ухо слушателя воспринимает последовательный ряд импульсов с постепенно убывающей интенсивностью [1]. Интервалы времени, отделяющие друг от друга, достаточно малы по сравнению с длительностью импульса, в связи с чем такое явление не носит характера эхо, не различая отдельных членов серии затихающих импульсов. Слушатель воспринимает каждый новый слог речи на слитном фоне ряда предшествующих слогов, ещё не успевших отзвучать к моменту произнесения очередного слога. Нетрудно понять, что, если поглощение звука невелико, то отзвук происходит очень медленно, причём наличие ещё не отзвучавших импульсов сильно мешает разборчивости очередных слогов связной речи. В этом случае помещение оказывается чрезмерно гулким, иногда в такой степени, что речь становится совершенно неразборчивой.

Вышеизложенное сохраняет своё значение и в применении к помещениям, предназначенным для слушания музыки. Каждый такт музыкального произведения, каждая музыкальная фраза представляют собой последовательности звуковых импульсов, подвергающихся в аудитории процессу постепенного отзвука. Понятно, что при затянутом отзвуке фон, получающийся при суперпозиции ряда медленно затихающих импульсов, нарушает нормальное восприятие музыки тем сильнее, чем быстрее темп музыкального произведения. На примере музыки легко уяснить себе и другую сторону дела: акустическим дефектом помещения может явиться не только чрезмерная длительность отзвука, но также и недостаточная его продолжительность. Действительно, при очень быстром отзвуке (т. е. при значительном поглощении звука) музыка звучит сухо, утрачивая ту связность звучания, к которой мы привыкли при слушании концертной музыки в качестве одного из факторов её эстетического воздействия. В известной мере это относится и к слушанию речи, хотя при коротком отзвуке разборчивость речи вполне удовлетворительна, зато своеобразная безжизненность её звучания в заглушённом помещении ощущается особенно при восприятии художественного слова как некоторый, безусловно, неприятный дефект.

Цель работы. Исследование условий, определяющих слышимость речи и музыки в помещениях, и разработка архитектурно-планировочных и конструктивных решений, обеспечивающих оптимальные условия слухового восприятия.

Основные принципы звукоизоляции помещений

Акустические материалы - строительные изделия (чаще всего в виде листов, плит, матов и панелей), предназначенные для изменения характера распространения звуковых волн в помещении, способствуют комфортному воспроизведению звуков, в соответствии с особенностями человеческого слуха, и подразделяются на звукопоглощающие и звукоизолирующие. Звукопоглощающие материалы могут предназначаться для изоляции либо от воздушного, либо от структурного шума.

Эффективность ограждающей конструкции оценивают индексом изоляции воздушного шума (R_w) (усредненным в диапазоне наиболее характерных для жилья частот - от 100 до 3000 Гц), а перекрытий - индексом приведенного ударного шума под перекрытием (L_nw). Чем больше R_w и меньше L_nw, тем лучше звукоизоляция. Обе величины измеряются в дБ.

Звукопоглощение оценивают по среднему показателю в диапазоне частот 250-4000 Гц и обозначают с помощью коэффициента звукопоглощения (&_w). Этот коэффициент может принимать значение от 0 до 1 (чем ближе к 1, тем соответственно выше звукопоглощение).

Организм человека неодинаково реагирует на шум уровня и частотного состава. В диапазоне 3560 дБА реакция индивидуальна. Шумы уровня 7090 дБА при длительном воздействии приводят к заболеванию нервной системы, а при L более 100 дБА - к снижению остроты слуха разной степени тяжести, вплоть до полной глухоты. Эффективная шумозащита в значительной мере способствует повышению степени благоустройства населенных мест, оздоровлению условий быта, труда и отдыха населения [2-4].

Согласно источникам, шум внутри здания можно разделить на несколько категорий: воздушный шум; ударный шум; структурный шум (звуки от строительных систем, системы вентиляции, отопления и т.п.).

Изоляция воздушного шума зависит не только от звукоизоляционных свойств конструкции ограждения, но и от площади этой конструкции, а также от звукопоглощения поверхности стен, пола, потолка и предметов в тихом помещении. Поскольку показатели в каждом конкретном случае меняются, введено понятие звукоизолирующей способности (R_n) (собственной звукоизоляции), которая измеряется в децибелах. Эта величина не зависит ни от площади, ни от звукопоглощения, она присуща только самой ограждающей конструкции.

Для удобства измерений пользуются индексом изоляции воздушного шума. Он позволяет выводить усредненные величины. Так в нормативах для межквартирных стен и междуэтажных перекрытий установлены минимальные значения R_n равные:

- 54 дБ для домов категории А (высоко комфортные условия);

- 52 дБ для домов категории Б (комфортные условия);

- 50 дБ для домов категории В (предельно-допустимые условия).

Изоляция ударного шума определяется с помощью которая устанавливается на полу верхнего помещения, вычисляя уровни звукового давления

L_n, дБ под перекрытием. При этом, чем выше значение L_n, тем хуже изоляция перекрытием ударного шума. Усредненные значения L_n позволяют определить индекс ударного шума под перекрытием, которые равны [3-8]:

- 55 дБ для домов категории А;

- 58 дБ для домов категории Б;

- 60 дБ для домов категории В.

Структурный шум возникает при контакте строительных конструкции с различным вибрирующим оборудованием. Структурный шум распространяется по строительным конструкциям и излучается в помещения на всех путях своего распространения.

Звукоизоляция помещений включает в себя звукоизоляцию пола от ударного шума и звукоизоляцию стен и потолка от воздушного шума.

Для конструкций межэтажных перекрытий жилых зданий согласно нормам МГСН 2.04-97 в качестве нормативных значений приняты следующие величины. Для многопустотных железобетонных плит толщиной 220 мм и вибропрессованных железобетонных плит толщиной 160 мм индекс изоляции находится примерно на грани R_w = 52 дБ. Для плит перекрытия толщиной 140 мм индекс изоляции воздушного шума редко превышает R_w = 51 дБ. Монолитное железобетонное перекрытие толщиной 250 мм имеет уровень приведенного ударного шума около Lnw = 74 дБ [7].

Таблица 1