автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Акустика зрелищных зданий с тентовыми ограждающими конструкциями

НАУЧНО-КССЛЕДОВАТЕЛЬСКШ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНОЙ ФИЗИКИ

На правах рукописи УДК 534.84: 624.011

ЧЕСНОКОВ АНДРЕИ НИКОЛАЕВИЧ

АКУСТИКА ЗРЕЛИЩНЫХ ЗДАНИЙ С ТЕНТОВЫМИ ОГРАДДАВДИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на'соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1993

Работа выполнена в Московском инженерно-строительном институте им.В.В.Куйбышева и Научно-исследовательском инотитуте строительной физики

Научный руководитель - кандидат технических наук, • доцент Блинов Ю.И.

Научный консультант - доктор технических наук,

профессор Макриненко Л.И.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Иванов Н.И. кандидат технических наук, . доцент Герасимов А.И.

Ведущая организация - ЦНИИЭП им. Б.С.Мезенцева

Защита состоится 1993 г. в /£__ часов

на заседают специализированного совета Д.033.10.01 при научно-исследовательском институте строительной физики по адресу: 127238, Москва, Локомотивный проезд д.21,

С диссертацией можно ознакомиться в научно-методическом фонд института. Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим направлять по адресу Совета института.

Автореферат разослан г.

Ученый секретарь специализированного

совета, д.т.н. Савин

Гог 1 - 3-

Г • »»

рк^щнй 0БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТ'®А работы

Актуальность работы. В современной практике все шире исполь->тся здания с тонкими-эластичными ограждениями - покрытиями и нами кз пленок и текстиля, среди которых теитокго, т.о.' текло, :оторых мягкая оболочка принимает проектное положение за счет :ущего каркаса - наиболее распространены. Они широко применяются ачестве передвижных цирков, концертных залов, эстрад, а также ртивных и выставочных павильонов. Однако практика проектирова-и эксплуатации таких зданий показывает, что акустические усло-в тентовых залах далеко не всегда являются удовлетворительными, утствие данных по акустическим характеристикам тентовых материв и конструкций и методам их определения приводило к проектиро-шо залов без акустических расчетов. Как следствие во многих ниях с тентовыми покрытиями акустика имеет такие недостатки, как , высокие уровни шума в зале, недостаточная или слишком продол-эльная реверберация и др. Поэтому проблема обеспечения оптималь-акустических условий в таких зданиях и разработка рекомендаций зсновным вопросам их акустического проектирования являются ьма актуальными.

Важность разработки и внедрения тентовых конструкций отраже-з отраслевой программе в области гражданского строительства на 3-1990гг. по проблеме О.Б5.04.135. "Разработать и внедрить в жтельство новые типы пространственных конструкций жилых и обменных зданий пролетами 12-ЮОм индустриального изготовления.." (адашпо 01.II.О "Провести исследования, разработать и изгото-I первые промышленные партии тентовых покрытий...". Автор при-1Л участие в выполненении работ по этому заданию. Целью работа является разработка научно-обоснованных рекомен-

даций по акустическому благоустройству тентовых зрелищных зданий при их проектировании, строительстве и реконструкции.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Проанализирован опыт проектирования залов с мягкими ог-ракдавдими конструкциями и научная литература по их акустическим свойствам.

2. Проведено комплексное натурное обследование акустических условий в тентовых зрелищных зданиях.

3. Проанализированы существующие, уточнены и разработаны новые методы определения звукоизоляции и коэффициентов звукопоглоще ния, оценена их пригодность для тентовых ограждающих конструкций.

4. Определены звукоизоляция и значения коэффициентов звукопоглощения наиболее распространенных материалов тентовых ограждений.

Б. Исследована акустика тентовых залов методами масштабного моделирования и определены средства для ее улучшения.

6. Разработаны рекомендации по акустическому благоустройству многоцелевых зрелищных зданий с тентовыми ограждениями.

Метода исследований. Для решения поставленных задач принят комплексный метод исследований, включающий: анализ научных публикаций об акустике зданий с мягкими ограждающими конструкциями, натурные и лабораторные исследования акустических характеристик тентовых зданий, сбор, анализ и статистическую обработку данных по субъективной оценке акустики залов, измерения звукоизоляции и звукопоглощения тентовых ограждений. При проведении акустических исследований применялась прецизионная измерительная аппаратура фирм "Враль и Къор" и "ЮТ". Расчеты проводились на ЭВМ типа 1ВЫ РС АТ с использованием возможностей пакетов Statgraphi.cs 2.2,

Б1ф8гса1с 4 и других.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые проведено комплексное исследование акустики залов с тентовыми ограждениями,. при этом получены новые данные по коэффициенте« звукопоглощения ограждающих конструкций и эквивалентной площади звукопоглощения слушателей. Уточнены методы определения коэффициентов звукопоглощения тентовых материалов.

Практическую ценность работы составляют рекомендации по акустическому благоустройству многоцелевых передвижных залов с тентовыми ограждениями, полученные значения коэффициентов звукопоглощения тентовых материалов, данные по звукоизоляции ограждений.

Внедрение результатов работы. Рекомендации по улучшению акустических условий внедрены при проектировании и эксплуатации передвижных цирков и концертных залов "Веселая арена"1986-92гг., "Спутник"-1991г,, Ялтинского цирк8-1986г•, "Летнего цирка"-1987г. в г.Набережные Челны, Общественного центра Международного молодежного лагеря "Волга"-1985-87гг., Республиканского центра искусств в г.Петрозаводске в 1992г.,'проекте акустической раковины и певческого поля в г.Минске на стадии ТЭР, 1988г. Данные измерений в передвижных цирках были использованы при подготовке ГОСТ 24126-89 "Зрительные залы. Метод измерения времени реверберации".

• Апробация работы. Результаты работы докладывались на конференции Московского инженерно-строительного института им.В.В.Куй-5ышева (г.Москва, 1986г.); на Восьмой Дальневосточной конференции ю мягким оболочкам (г. Владивосток, 1987г.); на Всесоюзной науч-ю-практической конференции "Акустическая экология-90 (г.Лонин-:рад, 1990г.) и на Всесоюзной научно-технической конференции "Про-5лемы экологии и мягкие оболочки" (г.Севастополь, 1990г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Структуре и объеи диссертации. Работа состоит из введения , пяти глав, выводов, списка использованной литературы и 2-х прило жений. Диссертация содержит 198 страниц, в том числе 81 рисунок, 20 таблиц.

На защиту выносятся:

1) Результаты объективных и субъективных исследований акустик залов с тентовыми ограждающими конструкциями.

2) Методы и результаты измерения звукоизоляции и коэффициент звукопоглощения тентовых ограждений.

3) Рекомендации по основным вопросам акустического благоустро ства многоцелевых зрелищных зданий с тентовыми ограждениям

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, поставлены цель и задачи исследования, определена научная новизна работы.

В первой главе проведен анализ литературных данных по испол зованию тентовых сооружений в качестве зрительных залов, а также по особенностям акустических условий в таких зданиях.

В развитие конструкций на основе мягких оболочек значительн вклад внесли отечественные ученые Григорьев A.C., Блинов Ю.И., Ермолов В.В., Усюкин В.И., Штолько В.Г., а также зарубежные иссл дователи Ф.Отто, К.Шлейер, Г.Минке и другие. Исследования по отдельным вопросам акустики зданий с мягкими ограждающими конструк циями были проведены Агишевой И.Н., Едуковой Л.В., Седовым М.С., Крумом Д., Моулдером Р., Берном К.

Анализ лйтературных источников показал, что проведенные исследования освещают лишь отдельные вопросы проектирования, строи тольства и оценки акустических условий £ тентовых сооружениях.

Исследования акустических характеристик тентовых ограждений! из-за разницы в методах измерений дают результаты, требующие уточнения. Необходимо определить значения звукоизоляции и коэффициентов звукопоглощения тентовых материалов и уточнить метода их измерения с учетом конкретных условий их работы в ограждении. Обзор литературных иоточ1-иков позволил сформулировать задачи исследования и пути их решения.-В качестве объекта исследования выбран передвижной цирк-шапито, во всем мире широко используемый для проведения концертов, театральных представлений, выставок, показов мод.

Во второй глава описаны объемно-планировочные и конструк-гавные показатели тентовых зданий, в которых проводились натурные акустические измерения, метода объективных и субъективных акустических исследований в тентовых зданиях, методы определения акустических характеристик тентовых материалов.

Натурные объективные и.субъективные акустические исследования

' I

юновывались на стандартных методах, на разработках, предложенных [.Бзранеком, Л.Кремером, К.Малхолландом и Г.Парбруком, Д.И. Макри-юнхо, а такт рекомендациях по акустике по программе СЭВ. Прово-ились измерения времени реверберации, уровней шумов в зале, одно-юдности звукового поля и частотных характеристик передачи (ЧХЯ), вукоизоляции ограждающих конструкций, а также импульсные измере-ия'позволившие оценить структуру звуковых отражений и получить начения индексов ясности <380 и четкости И50. Субъективные акус-ические исследования включали измерения слоговой разборчивости ечи и анкетный опрос зрителей и музыкантов по специально подго-овленной анкете. Результаты анкетного опроса и данные объективных змерений подверглись статистической оценке, в том числе методами акторного и корреляционного анализа.

Анализ звуковых процессов в тентовых сооружениях и литератур-

- в -

них источников показал, что измерение акустических характеристик тентовых материалов стандартными методами затруднено из-за того, что ош не позволяют обеспечить прохождение звуковых волн из реве берирувдего помещения в свободное пространство. Поэтому потребов; лаоь существенная коррекция существующих методов, проверка даннш • полученных разными методами, а также оценка их соответствия данш натурных измерений. Известна формула (I), предлагаемая Д.Крумом для расчета коэффициентов звукопоглощения мягких ограждений:

где;

и - коэффициент звукопоглощения; ю - круговая частота; /с - акустическое сопротивление воздуха. Однако данные натурных измерений имели расхождения со значениями коэффициентов звукопоглощения на высоких частотах (2000-4000ГЦ), получаемыми по этой формуле. В связи с этим определение коэффицие тов звукопоглощения (КЗП) тентовых материалов проводилось в лабораторных условиях двумя разными методами: в малогабаритной камере (МГК) и в "натурном образце", что при получении близких результатов и малом статистическом разбросе свидетельствовало о их достоверности. В первом методе (по результатам измерения времени реверберации) определяется КЗП стенок малогабаритной камеры без тентового.материала. Затем одна из стенок МГК снимается и вместо нее натягивается тентовый материал. После а?ого вновь проводятся измерения времени реверберации в камере. КЗП тентовых материалов определяются по формулам (2), (3):

4"

- <0'163 - тмгк п> V г(с<)я - , ( г )

т ч

мгк °огр

ЫБогр ~ "'огр^огр " ^.м.' "т.м. -- . < 3 )

5Т.М.

о: Тмгк - время реверберации в камере о образцом, е.;

<р(ы) - функция среднего коэффициента звукопоглощения;

5 - средний коэффициент звукопоглощения в камере с

образцом, о<=1-1/е1'^;

Эт м - площадь тентового материала, м2;

°<т м - КЗП тентового материала. Данные измерений и расчетов показывают, что звуковое поле изкое к диффузному и достоверные результаты КЗП тентовых матери-ов получаются начиная с 1/3 октавной полосы 800Гц (для камеры о ьемом У=1.54м®). Более точные значения получены для воздухоне-эницаемых тканей с двухсторонними пленочными покрытиями. ■ •

При измерениях КЗП тентовых материалов вторым методом в заглу-щой камере НШСФ был установлен "натурный образец", по форме язкий к параллелепипеду. Каркас "образца" устанавливался на зву-этражающем основании (<¿=0.02) и на его пять сторон натягивались 1товые материалы. Коэффициенты звукопоглощения тентовых матери-зв определялись по формулам (4), (б):

(0,163 - Т0 П) V

г («) ---------------------, ( 4 )

то 5огр " ^огр " °^юла5пола

"т.м.

( 5 )

8Т.О.

где:

Т0 - время реверберации измеренное в "натурном образца", с;

р(5) - функция среднего коэффициента звукопоглощения;

5 - средний коэффициент звукопоглощения в натурном

образце, «МБ- . - площадь тентового ограждения , м2;

ыт.м.~ кзп тентового ограждения .

При измерениях в "образце" поле близкое к диффузному формируется начиная с 1/3 октавной частоты 500 Гц (объем "образца" У=14.1м3).

Звукоизоляция (И) тентовых ограждений определялась стандартным методом при расположении материала в проеме между двумя ревер-берационными камерами и по методу изложенному в американском стандарте АБТЦ Е 90-501 по формуле:

Ив^-^-З, дБ (6)

где 1ц - средний уровень звукового давления в зале в 2х метрах от ограждения, дБ;

средний уровень звукового давления на наружной поверхности ограждающей конструкции, дБ.

Определение И по этому методу также проводились при измерениях в заглушённой камере НИИСФ на "натурном образце" (Ь1 определялось как средний уровень звукового давления в "натурном образце").

Уровни шума в тентовых сооружениях зависят в основном от удаленности от транспортных магистралей. Поэтому звукоизоляция ограждений (Лд) в дБА рассчитывалась на основе "эталонного" спектра шума потока автотранспорта с уровнем 75 ДВА :

16

Рд = 75 - 10 £ Ю°'1(1'ГН1), дБЛ ( 7 ) 1-1

где - изоляция воздушного шума конструкцией ограждения в 1-ой третьоктавной полосе, дБ;

Ц - корректированные уровни звукового давления "эталонного" спектра, дБ.

Величина Ид, а также индекс изоляции воздушного шума Л^ рас-зчитывались для результатов и натурных и лабораторных измерений.

Поиск возможностей улучшения акустических условий (прежде зсего структуры звуковых отражений) в тентовых залах архитектурно-зтроительными средствами проводился методом масштабного моделиро-зания. Выбранный нами масштаб модели (1:20) позволил провести достаточно подробное исследование структуры звуковых отражений. В ка-гастве источника звука использовался искровой разрядник, который останавливался в модели на арене и на месте расположения оркестра.

При подготовке измерений били поставлены задачи: получить годробные данные по структуре звуковых отражений на зрительских гастах и арене при различных положениях источника звука и высотах супола, что позволило удостовериться в качественном сходстве 'структур", полученных в модели и в натурных условиях; определить 1еста с неблагоприятной структурой звуковых отражений и выявить гчучшащие ее конструктивные и объемно-планировочные решения. Гроведегошй подробный анализ структуры звуковых отражений на зри-"вльских местах позволил предложить мероприятия и сродства для ее 'лишения.

В третьей главе излагаются результаты натурных объективных и ¡убъективннх исследований акустики залов с тентовыми ограздагашми инструкциями.

Данные измерений показали тесную связь времени реверберации Т(1) в зале с типом материала, использованного в ограждающих конструкциях. Т(1) в залах с ограждениями из льняных парусин оказалось значительно меньше, чем в залах с ограждениями из тканей с пленочными покрытиями и резинотканей. Кроме того, время реверберации в зале непосредственно зависит от поверхностной плотности материала ограждения. Например, цирк "Буш"(ГДР), имел ограждающие

о

конструкции, выполненные из легкого (500г/м^) материала типа "малимо". Звукопршщаемость этого материала больше чем у материал£ "Теза"(825гЛС), использованного в цирках "Веселая арэна-85", "Арена-86". Поэтому, хотя воздушный объем зала цирка "Буш" больше, время реверберации в нем меньше.

При подготовке измерений, учитывая фокусирующее действие покрытия, допускалась возможность существенного отличия значений времени реверберации. Однако значения Т(1), полученные в различных зс нах залов (в центре и на последних рядах) отличаются незначительно (лЛО%). Почти все полученные ревербэрограммы имеют равномерный спад уровня звукового давления, аппроксимирующийся прямой линией.

Проведенные измерения показали зависимость времени реверберации от погодных условий. Покрытия из брезентальных парусин меняют свои акустические характеристики в зависимости от погода. Во время дождя и при влажной погоде они адсорбируют влагу, поры между волок нами парусины заполняются водой и коэффициент звукопоглощения покрытия на частотах 500-4000ГЦ значительно уменьшается. Соответственно время реверберации в зале повышается в 1,5-2 раза.

Частотные характеристики передачи передвижных цирков на большинстве мест имеют сходную форму (с "завалои" в области низких час тот). В цирках с покрытиями из льняных парусин 4X11, снятые в одних и тех У.О точках до и после ».дождя, мало отличаются друг от друга.

юличина ЧХП по уровню (А0) после дождя увеличилась примерно на ?,дБ.

Значительные отклонения формы ЧХП от значений оптимальной кри-юй свидетельствуют об ухудшении субъективной оценки мест. Относи-'ельное снижение уровня низких частот сопровождается опущением де-мцита низких частот и уменьшенг^м пространственного впечатления, [алая пространственность звучания музыки и недостаточность низко-:астотных составляющих спектра отмечалась во всех обследованных цгрках-шапито и музыкантами и зрителями. Во всех залах с ограж-;екиями из тканей с ПВХ покрытиями, а также из резинотканей зна-ения А0 близки к значениям оптимальной области, а в залах с понятиями из льняных парусин расположены ниже оптимальных значений за исключением мест расположенных вблизи источника звука).

Исследование импульсных откликов залов показало наличие зон гаст с неблагоприятной структурой звуковых отражений, включающей хо и порхающее эхо. В залах с ограждениями из льняных парусин начения индекса ясности С80 (-2,4-^- +4,5дБ), как правило близки к ■птималышм значениям, а в залах с ограждениями из тканей с пле-ючннми покрытиями обычно не соответствуют им (С80=-6,0-г +3.9дБ). !ндекс четкости вше в залах с ограждениями из парусин (Б50=-2,6-^-5,2). Однако, слоговая разборчивость речи в целом неудовлетворительная из-за высоких уровней проникающего шума, неблагоприят-ой'структуры звуковых отражений на значительной части зрительских мест и из-за кругового их размещения вокруг арены (влияние аправленности человеческого голоса). Наибольшие сложности возни-ают у артистов разговорного жанра, работающих без звукоусиления.

Измерения уровней шума в тентовых зданиях показали, что они бычно имеют высокие значения (ЬДэкв= 43-59 дБА). При расположении ентовнх объектов вблизи транспортных магистралей, а также во ромл дождей и гроз, уровни проникающего иумз значительно ухудшают

условия восприятия как речевых, так и музыкальных сигналов. Уровни шума в залах дополнительно повышаются при ветре, при работе инженерного обрудования, а также из-за шума, проникающего из подсобных помещений.

Проведена оценка акустических условий в тентовых зданиях на основе опроса зрителей и музыкантов по специально разработанным анкетам. Данные анкетного опроса зрителей и музыкантов, в также результаты акустических измерений показывают, что звучание музыки и пения лучше в залах с ограждениями из тканей с пленочными . покрытиями. Это касается как общего акустического впечатления от игры оркестра и звучания магнитофонной фонограммы, так и оценок тембра, реверберации, баланса, пространственное™ звучания. Очевидно это связано с малыми КЗП материалов покрытий. Следствием этого является более высокое время реверберации в зале, а также наличие интенсивных отражений от покрытия. Они обогащают тембр и увеличивают пространственность звучания. Однако при этом возрастает вероятность образования эха, которое было замечено 18% зрителей. Разборчивость речи выше в залах с ограждениями из парусин.

Корреляционный анализ данных анкетного опроса зрителей позволил выделить специфичные (для передвижных цирков) и общие взаимосвязи оценок понятий, характеризующих акустические условия в залах, друг с другом и данными объективных измерений.

Факторный анализ данных анкетного опроса показал возможные варианты объединения акустических понятий в более общие, достаточно полно характеризующие акустику в цирках-шапито. Такими понятиями для данного типа залов могут, быть: общее акустическое впечатление от звучания музыки, мешающее воздействие проникающего извне шума, ясность звучания музыки и речи. Получены значения этих факторов (понятий) для каждого из обследованных зданий, что позволило

равнять их друг с другом и выявить лучшие залы. Статистическая ценка данных показала, что наиболее высоко оцениваются акусти-еские условия в цирках "Веселая арена", "Буш", "Маяк" и "Юность", ти же залы получили наиболее высокие оценки по пунктам анкетного проса характеризующим общее акустическое впечатление от звучания узыки и разборчивость речи. Среди достоинств, выделяющих данные алы среди остальных, следует отметить благоприятную (звукорас-еивагацую) форму покрытий, устройство оркестровой площадки с кустическими отражателями, удачное размещение звукопоглощающих лементов в цирках, отлаженную систему звукоусиления.

Результаты измерения звукоизоляции ограждений тентовых залов з тканей с двухсторонним пленочными покрытиями, на частотах 1250000Гц выше аналогичных значений в зданиях с ограждениями, выпол-еиными из льняных парусин. Более высокие значения звукоизоляции граждений'из тканей с пленочными покрытиями связаны с их практи-еской воздухонепроницаемостью и несколько большей поверхностной лотностыо материалов. На низких частотах 125-500ГЦ значения зву-оизоляции (TL) близки к теоретическим значениям по формуле (8):

TLp = 10 log (1 + I (u rn /2уэс)сое0]2) ( 8 )

где:

m - поверхностная масса материала ограждения; и - круговая частота, и = 2л-1; е= - угол падения звуковой волны на преграду; узе- характеристическое сопротивление воздушной среды. :а более высоких частотах TL возрастает в меньшей степени. В 'Сновном это связано с неплотностью примыкания ограждений а пестах зс соединений.

По результатам натурных измерении были рисчкташ.' индакпи изо-.

ляции воздушного шума (Р^) и. звукоизоляция ограждений в дБА (Ид) В обследованных залах они имели значения: "Веселая арена"-91 - ^ 10 дБ, Ид= 4,9 дБА; Тюменский Госцирк-87- 1^= 9дБ, Лд= 4,3 дБА; "Встреча"-87 1^=9 дБ, Ид= 5.1 дБА; "Салют"-85- ^ЭдБ, Ид= 4,8дБА

Результаты измерений натяжения тентовых оболочкек показали, что эти значения не превышают 5% от разрывных нагрузок материала ограждений. Малые значения натяжения практически не изменяют значений звукоизоляции и звукопоглощения ограждающих конструкций.

В четвертой главе отражены результаты лабораторных исследований.

Первоначально звукоизоляция тентовых ограждающих конструкций определялась стандартным методом с использованием двух ревербе-рационных камер. Данные измерений показали значительное превышение измеренных значений звукоизоляции на низких частотах над расчетными, полученными по формуле 8. В однослойных воздухонепроницаемых материалах на частотах Ю0-260ГЦ превышение достигает 3-8дБ. Повышенные значения звукоизоляции наблюдаются до частот 500-800Гц и далее измеренные значения близки к значениям, получаемым по "закону масс" для диффузного падения звука. Измерения звукоизоляции тентовых огра-щений в натурных условиях не обнаружили (на частота? 100-500Гц) отклонений значительно выходящих за пределы точности измерений. Тем самым подтверждаются данные К.Мялхолланда и Г.Пар-брука объясняющие завышенные значения звукоизоляции на низких частотах легких материалов особенностями протекания акустических процессов в связанных объемах реверберационных камер. Они обосновали предложение по расчету значений звукоизоляции (измеренных стандартным методом), пршгомая поправку на звукопоглощение по первым 5дБ криг.ой спада времени реверберации. Однако серьезная практическая г:рс.;:ррка донного предложения не была проведена. Нами по-

казано, что при введении поправки на звукопоглощение по первым 5дБ значения Л (1) ограждений на низких и средних частотах приближается к значениям закона массы, хотя и несколько (1-4дБ) превышают и. Значения звукоизоляции воздухонецродуваемих материалов близки 5 расчетным (по формуле 8) при угле падения звука на ограждение о - 55°. В однослойных ограждениях воздухопродуваемость материала триводит к пониженным звукоизолирующим свойствам конструкции на зысоких частотах.

Результаты измерения звукоизоляции однослойных ограждений, выполненные с использованием "натурного образца", расположенного п тглушегаюй камере, дали результаты близкие к данным натурных нэпе рения.

На звукоизоляцию двухслойного тентового ограждения окаанвш.-т ишяние резонансная частота всей конструкции. На резонансной (астоте звукоизоляция двустенной конструкции хуже, чем у однослой-юй той же массы. При увеличении расстояния между слоями резо-1ансная частота сдвигается в сторону низких частот. Для того чтобы :вести к минимуму влияние основной резонансной частоты, необходимо величить расстояние между слоями ограждения". Звукоизоляция тон-■овых ограждений на низких частотах (125Гц) не превышает 13 дЬ, :оэтому влияние резонанса на Ш1зких частотах будет незначительно ¡лиять на величины индекса изоляции от воздушного шума и значения вукоизоляции в дБА. Для того, чтобн понизить частоту осноыюго езонанса до 125 Гц в двухслойных конструкциях из распростршшшшх ентовых материалов, необходимо увеличить расстояние мивду слоями ограждении примерно до 1м. Такие расстояния между материалами оптовых ограждений могут бить обесшчонц при помогли их крипл-типл верхнему и нижнему поясу несущи конструкций (а стационарны/, алах) или путем подпаски внутреннего слоя (в мосилы-лх ,.,лгл'..:лх ,.

Воздухопродуваемость материалов в двухслойных ограждениях п] небольших расстояниях между слоями уменьшает влияние резонанса и тем самым увеличивает звукоизоляцию. Увеличение звукоизоляции происходит и при введении в воздушный промежуток звукопоглощающе! материала. При этом звукоизоляция в наибольшей степени повышаете; на средних и высоких частотах. •

На основе полученных данных были проведены расчеты индексов изоляции воздушного шума и звукоизоляции ограждений в дБА и вычислена линейная регрессия между значениями и Ид однослойных воздухонепроницаемых ограждений.

= - 0.65 + 0.61 К»,,-ДВА ( 9 )

Для частотной характеристики КЗП наиболее часто используемых материалов (поверхностная плотность материалов ш=0.7-1.Окг/м; характерны повышенные значения на низких частотах («<=^0.5-0.7), На частотах 1000-4000ГЦ коэффициенты звукопоглощения материалов снижаются более плавно. КЗП воздухонепроницаемых материалов на частотах 2000-4000Гц существенно выше значений получаемых по формуле (I). Значения КЗП тентовых ограждений на низких ч&стотах по данным натургых измерений соответствуют значениям получаемым по формуле (I). Полученные результаты косвенно подтверждаются данные измерений звукоизоляции тентовых материалов, показавших повышеша значения на частотах 125-250 Гц.

Данные лабораторных и натурных измерений позволяют определят КЗП воздухонепроницаемых однослойных тентовых материалов с двухсторонним пленочным покрытием основы по номограмме (рис.1). Коэффициенты звукопоглощения материалов определяются в результате интерполяции в зависимости от их поверхностной массы.

1,0

0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

125 250 500 1000 2000 4000 ^ ,Гц

Рио. I. Номограмма для определения коэффициентов звукопоглощения однослойных тентовых материалов с двухсторонним

пленочным покрытием основы Поверхностная плотность материалов: I- 0,4кг/м"\ 2- О.бкг/м2, 3- О.вкг/м2, 4- ЬОкг/м2', 5- 1.2КГ/М2. Для исследования акустики залов в модели была выбрана форма

а, характерная для передвижных цирков и театров. Покрытие ели имело форму прямого конуса, верительное стеновое огражде-(барабан) - цилиндра. Обследование показало, что для устрани фокусирующего воздействия барабана необходимо или обрабаты-ь его звукопоглощающими материалами или придать ему звукорас-зающие свойства членением его поверхности. Оба способа показали иерно одинаковую эффективность. Фокусирующее влияние купола ¡бляется при помощи концентрических кулис, подвешиваемых к >лу в местах прохоэдэния силовых поясов. Кулисы могут быть вы-ганы из воздухонепроницаемых материалов с двухсторонними пло-нми покрытиями, выполняя звукорассеиващие функции, и из зьу-глощаювдх материалов типа льняных парусин (или других мягких

эффективных поглотителей), что позволит кроме того регулировать время реверберации в зале. Для обеспечения ранних интенсивных отражений вблизи места расположения оркестра целесообразно установить отражатели в виде акустической раковины. Недостаток ранних интенсивных отражений на зрительских местах может быть устранен электроакустическими средствами.

В пятой главе на основе проведенных исследований приводятся рекомендации по основным вопросам акустического благоустройства зданий с тентовыми ограздавдими конструкциями. Они включают предложения по выбору расположения и архитектурно-строительных параметров залов, материалов для ограждающих конструкций, значения эквивалентного звукопоглощения слушателей в передвижных залах цирков, а также указания по расчету времени реверберации. Показано, что оптимальное время реверберации в цирках близко к значениям Т(1) принятым при расчете многоцелевых залов с допустимыми отклонения ±16%.

Сопоставление данных анкетного опроса зрителей и музыкантов о результатами измерений позволяет предложить для передвижных цирков значения П0-40 (Ьд= 45 дБА) в качестве допустимых уровней проника-юдего в зал шума. Уровни шума не превышающие 45 дБА не замечаются во время представления ни музыкантами ни зрителями.

Для установки тентовых залов в черте города рекомендуется выбирать площадки, эквивалентные уровни звука ЬАэкв (измеренные или расчитанные для часа пик) на которых не превышают значений, расчитанных по формуле (10):

5 25-500 >

ЬАЭКВ < КА0ГР + ЬАД0П - 6 - 101«--® < 10 »

А125-500

где:

лАогр ~ звукоизоляция ограждения в дБА;

1>Адоп - допустимый уровень звука в зале в дБА;

0<125-500 ~ сРе®П1й коэффициент звукопоглощения в зале на частотах 125-500Гц;

А125-500 " СРЕДНЯЯ эквивалентная площадь звукопоглощения в зале на частотах 125-500ГЦ, м2;

Б - площадь тентового ограждения через которую проходит звук, м2.

Для обеспечения нормативных уровней шума в тентовых залах з однослойными ограадениями они должны размещаться на значительном удалении (до 400м) от интенсивных источников городского, шума [автомагистралей, железнодорожных путей и.т.п.). Для стационарных !алов, располагаемых в местах с повышенными уровнями шума рекомендуется использовать двух- и многослойные тентовые ограждения, что юзволит улучшить и теплотехнические характеристики ограждений.

При разработке внутренней планировки тентовых зданий, необходимо отделять зрительный зал от подсобных помещений.

Производство тентовых зрелищных объектов и улучшение в них «устических условий является экономически и'социально оправдании. Так, эксплуатация цирка "Веселая арена", спроектированного и встроенного с участием автора, только в 1986-1987гг. позволила шучить чистую прибыль, полностью окупившую стоимость проек-ирования, изготовления и строительства объекта. Цирк успешно ункционирует до настоящего времени.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

I. Дяшше комплексного натурного обследования позволили ьип ить'ряд характерных для акустики тентовых залов особенностей, ь

частности, потаенные значения времени реверберации и ЧХП на низких частотах, высокие уровни проникающего в зал щума. В циркЕ шапито обнаружены зоны эхообразных отражений от криволинейных ог раждающих поверхностей. Субъективная оценка акустшм показала, ч звучание музыки и пения лучше в залах с ограждениями из тканей с пленочными покрытиями, а разборчивость речи выше в залах с ограя дениями из льняных парусин. Факторный анализ данных субъективной оценки выделил три фактора достаточно полно характеризующее акус тику передвижных цирков: I) общее акустическое впечатление от звучания музыки, 2) мешающее воздействие проникающего извне шума 3) ясность звучания музыки и речи.

2. По данным натурного обследования определена область оптимальных значений времени реверберации на средних частотах для ци] ков-шапито; установлены допустимые уровни проникающего в зал шум; (ПС-40, ЬА= 45 ДБА).

3. Разработаны мероприятия улучшающие структуру звуковых отражений в тентовых залах, в том числе, ослабляющие эффект эха. К ним относятся звукорассеивающие устройства в виде кулис или расчлененного внутреннего подвесного слоя покрытия, звукоотракато ли и электроакустические средства.

4. Внесено уточнение в стандартный метод измерения звукоизоляции. Для тентовых ограждений поправка на звукопоглощение на час тотах 100-500Г'ц берется по первым 5 дБ реверберационного спада.

5. Определены значения звукоизоляции Ид (дБА) и индексы изоляции воздушного шума Г^ (дБ) для наиболее распространенных тентовых материалов. Получено уравнение линейной регрессии, связывающее и

6. Уточнены методики определения коэффициентов звукопоглощения тентовых материалов на средних и высоких частотах. Получены

значения КЗП наиболее распространенных тентовых материалов. Для определения коэффициентов звукопоглощения однослойных воздухонепроницаемых тентовых материалов с двухсторонним пленочным покрытием предложена номограмма. .

.7. Разработай! рекомендации по основным вопросам акустического благоустройства зрелищных зданий с тентовыми ограждающими конструкциями. Oim включают предложения по выбору архитектурно-строительных параметров залов, материалов для ограждающих конструкций, значения эквивалентного звукопоглощения слушателей, в передвижных залах, а также указания по расчету времени реверберации и выбору площадок для размещения тентовых залов в черте города по фактору проникающего в зал шума.. ■ '

8. Результаты диссертационной работы внедрены на семи объектах и использовались при разработка ГОСТ 24126-89 "Зрительные залы. Метод измерения времени реверберации".

Основное содержание диссертации изложено в следующих печатных работах:

' I.Чесноков А.Н. К вопросу измерения коэффициентов звукопоглощения тентовых материалов//Тезисы докладов первой городской научно-практической конференции.- Яощкар-Ола: НТО, 1986.- с.106-107.

2.Блинов Ю.И., Муреев П.Н., Горностаев Н.Л., Чесноков А.Н., Тентовые сооружения - анализ природах форм, материалов, воздействий// Бионика и бисмедкибернетика-85. Бионика: Тез. докл. Всесоюзной конф. - 4.1. - Л., 198.6, с.121-123.

3.Блинов Ю.И., Ковалев А.О., Муреев П.Н., Рожков A.A., Чесноков А.Н., Хшкашш А.П. Сборно-раоборные сооруконня о тквне-пленочшми ограждениями. Экспресс-информация. Серия:

■ "Проектирование, реконструкция и строительство предприятия"

Т 24 -

М., ЦБТЭИ, 1986, N 3, 22с. 4.Блинов Ю.И., Григорян О.Г., Корнев В.П., Муреев П.Н., Чэсноков А.Н. Сборно-разборный, передвижной цирк с тентов покрытием. Проспект ВДЮС, 1987, 4с. 6.Блинов Ю.И., Макриненко Л.И., Чеснсков А.Н. Особенности акустических условий в тейтовых сооружениях (на призере цирков-шапито)//Восьмая Дальневосточная конференция по мя ким оболочкам., 1987, с.137-140. б.Чесноков А.Н. Акустика залов под тентовыми оболочками// Проблемы экологии и мягкие оболочки. Тез. докл.Всесоюз. научн. конф. - Симферополь, 1950, с.89. 7.Чбсноков А.Н. Щумовой режим тентовых сооружений и реномеь дации по его улучшению//Ноуч. тр. НИИСФ "Строительно-аку тические средства и методы защиты от шума,"1989, с.121-1 в.Чесноков А.Н. Влияние городской и природной среды на акустику тентовых сооружений//Науч. тр. НИИСФ "Вопросы архитектурной акустики, защиты от шума в акустической экологии", 1989, с.61-67.