Acústica arquitectónica: estándares y métodos de diseño de acústica arquitectónica de salas
Control de ruido
Normalmente, las salas de conciertos, teatros y otras salas requieren un ruido de fondo interior muy bajo. Por ello, la ubicación de estas salas es muy importante y debe estar lo más alejada posible de fuentes de ruido y vibraciones exteriores. Además, también es necesario investigar, medir y simular el ruido y las vibraciones del entorno del lugar para proporcionar una base para el diseño de aislamiento acústico de la envolvente del edificio de naves. Asegúrese de que la sala pueda cumplir con los estándares de ruido interior predeterminados una vez finalizada. Además, otra tarea importante del diseño acústico arquitectónico es el diseño de la calidad del sonido interior.
(2) Diseño de calidad de sonido
El diseño de calidad de sonido suele incluir el siguiente trabajo:
1. Determinar la forma y el volumen de la sala.
2. Determinar los indicadores de diseño de calidad sonora y sus valores óptimos. Es una tarea importante del diseño de la calidad del sonido seleccionar indicadores de evaluación de la calidad del sonido, como el tiempo de reverberación, la claridad, el índice de intensidad, el factor de energía lateral y el coeficiente de correlación binaural de acuerdo con las funciones de uso de la sala, y determinar el valor óptimo de cada uno. indicador.
3. Diseñar acústicamente las interfaces del foso de la orquesta, quiosco, palcos, balcones y salas.
4. Calcular los parámetros de calidad del sonido de la sala. Una vez elaborados el plano de la sala, la sección transversal y los planos de diseño de palcos, palcos, fosos de orquesta y escenarios de orquesta, se pueden calcular los parámetros de calidad del sonido de la sala.
5. Diseño de estructura acústica. Además de los factores arquitectónicos mencionados anteriormente, la calidad del sonido de la sala también está estrechamente relacionada con los materiales y la estructura de la decoración interior. El diseño estructural de la decoración acústica generalmente incluye la selección de materiales de interfaz y la elaboración de dibujos de diseño estructural. Es necesario especificar en detalle la densidad de la superficie, la densidad aparente, el espesor, la tasa de perforación, la apertura, el espaciado de los orificios, el espesor de la capa de aire detrás. Espaciado entre quillas y otros parámetros técnicos del material.
6. Simulación informática del campo sonoro. El análisis detallado del campo sonoro y el cálculo de los parámetros de calidad del sonido de la arquitectura de la sala se basan en una simulación tridimensional del campo sonoro por ordenador.
7. Ensayo con modelo a escala. Para salas importantes, además de la simulación por ordenador, normalmente es necesario construir un modelo de sala de determinadas proporciones y realizar pruebas acústicas del modelo a escala.
8. Evaluación subjetiva de la audición. La tecnología de audibilidad se calcula mediante simulación. O la respuesta al impulso binaural se puede obtener a través de una medición de prueba modelo, convolucionada con la "señal seca" de la música o el lenguaje grabado en la cámara anecoica, y se puede emitir una señal de sonido con influencia hall para que los sujetos escuchen el efecto de calidad del sonido de el salón con antelación. Se trata de una tecnología de alta tecnología en el campo de la acústica arquitectónica desarrollada en los últimos años.
9. Medición de la acústica de edificios. La medición de la acústica arquitectónica incluye la medición del ruido y las vibraciones, la medición del aislamiento acústico envolvente, la medición de la absorción acústica importante de materiales y estructuras y la medición de los parámetros de calidad del sonido de la sala.
10. Proporcionar sugerencias para el diseño de sistemas electroacústicos. Para las salas que necesitan instalar sistemas electroacústicos, los expertos en acústica arquitectónica aún deben cooperar con los ingenieros de sonido para brindar sugerencias de selección, diseño e instalación de equipos para el sistema electroacústico.
11. Organizar la evaluación subjetiva. Para salas importantes, la organización de actuaciones especiales y evaluaciones subjetivas una vez finalizado el proyecto para probar la calidad del sonido de las salas terminadas es el último eslabón importante en el diseño acústico arquitectónico. Predecir con precisión la calidad del sonido de una habitación siempre ha sido un ideal perseguido por los investigadores de acústica arquitectónica. La medición del modelo de calidad del sonido de la sala es un medio importante en el diseño acústico arquitectónico. Con el desarrollo de la tecnología de software, el uso de computadoras para simular campos de sonido se ha convertido en una realidad. En los últimos años, se han utilizado métodos basados en la teoría de elementos finitos para simular las características de las ondas de orden superior del sonido, y se han logrado ciertos avances en la simulación de baja frecuencia.
La distribución del sonido reflejado con retardo corto en la sala es un factor importante a la hora de determinar la calidad del sonido. En el modelo a escala, la distribución del sonido reflejado con un retardo corto medida usando chispas eléctricas como fuente de sonido pulsado tiene una buena correspondencia con la distribución del sonido reflejado con un retardo corto en la sala real, lo que es útil para determinar el tamaño y la forma de la sala. durante la etapa de diseño. Tiene un importante significado de referencia. El tiempo de reverberación es un parámetro cuantitativo reconocido de la calidad del sonido, y el tiempo de reverberación de la sala que se va a construir se puede predecir mediante pruebas de modelos. La falta de uniformidad del campo sonoro también es un parámetro de calidad importante.
El sistema de medición, el método y los resultados de la prueba del modelo son los mismos que los del Hall real, pero la frecuencia de medición debe cambiarse de acuerdo con la relación de escala S del modelo Hall.
Las ondas sonoras de diferentes frecuencias, especialmente las ondas sonoras de alta frecuencia, se propagan en el medio aéreo en diferentes condiciones de temperatura y humedad, y su atenuación causada por la absorción del aire varía mucho. Por lo tanto, las mediciones del tiempo de reverberación deben corregirse según el efecto de la absorción de aire y tener suficiente precisión.
Para medir la distribución del sonido reflejado con retardo corto, la relación de escala S del modelo de calidad del sonido de la sala es generalmente 1/5 o 1/10, y algunas son 1/20. Sin embargo, debido a las limitaciones del equipo de prueba y la alta frecuencia, la precisión se ve afectada hasta cierto punto. Al medir el tiempo de reverberación, la relación de escala S es 1/20, lo que sólo puede corresponder a frecuencias inferiores a 1000 Hz o 2000 Hz en la sala real. La relación de escala recomendada S no es inferior a 1/10, y la medición del tiempo de reverberación y la irregularidad del campo sonoro se puede ampliar a 4000 Hz en salas reales. La precisión de la medición de la distribución del sonido reflejado con retardo corto también es muy alta.
La forma de la superficie interior del modelo tiene algunas ondulaciones relativamente pequeñas, que tienen poco efecto en la reflexión y difusión de las ondas sonoras. Se puede simplificar adecuadamente a la hora de realizar el modelo. Sin embargo, las fluctuaciones en la sala real que sean iguales o superiores a una longitud de onda de 2000 Hz deben conservarse y no pueden omitirse. Porque estas partes tendrán un gran impacto en la irregularidad del campo sonoro. De hecho, es muy difícil hacer coincidir completamente el coeficiente de absorción acústica de cada parte de la superficie interior del modelo de calidad de sonido de la sala, incluida la audiencia, con el coeficiente de absorción acústica correspondiente de cada parte de la superficie interior de la sala y el audiencia dentro del rango de frecuencia real medido, por lo que se permite un error del 10%.
Para evitar que el ruido de fondo en el modelo sea demasiado alto, provocando que el rango dinámico no cumpla con los requisitos y afecte la precisión, la carcasa del modelo de calidad de sonido de sala debe tener suficiente aislamiento acústico. . El tamaño, la forma y la absorción acústica del espacio escénico tienen una gran influencia en la distribución, el tiempo de reverberación y el nivel de presión sonora del sonido reflejado de corto retardo en el auditorio. Esta parte debe incluirse en la prueba del modelo. En consecuencia, también se debe simular la absorción acústica del espacio escénico.
La señal de la fuente de sonido utilizada para medir la distribución del sonido reflejado con retardo corto es el sonido de pulso generado cuando el capacitor se descarga y es adecuada para su uso como señal de fuente de sonido de pulso en pruebas de modelos. La posición central de la fuente sonora se define como el centro del área general de actuación, con una altura equivalente a la altura de la multitud. La posición y la altura de la fuente de sonido para medir la falta de uniformidad del campo sonoro son las mismas que la posición y la altura para medir el tiempo de reverberación. Un método común para medir la distribución del sonido reflejado con retardo corto es amplificar el sonido directo recibido y las señales de sonido reflejadas y mostrarlas en un osciloscopio con el tiempo como eje horizontal, es decir, un espectrograma de respuesta al impulso (ecograma).
El micrófono receptor puede ser un micrófono de condensador o un micrófono de cristal piezoeléctrico esférico de alta sensibilidad. El diámetro del micrófono no debe ser demasiado grande para evitar que la forma cilíndrica del micrófono afecte el campo sonoro en el lugar de recepción. Al medir, es necesario registrar la temperatura y la humedad relativa del aire en el modelo para corregir la desviación que es menor que el tiempo de reverberación real de la sala debido a la absorción excesiva de aire de los sonidos de alta frecuencia en el modelo.