Номер 7, страница 32, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 7. Звук. Параграф 69. Исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 7, страница 32.

Условие.

• Архитектурная акустика.

Решение.

Архитектурная акустика

Архитектурная акустика — это раздел акустики, который занимается изучением распространения звука в помещениях, а также разработкой методов и средств для создания оптимальной акустической среды в зданиях и сооружениях в соответствии с их назначением. Основная цель архитектурной акустики — обеспечить хорошее качество звука, будь то разборчивость речи, чистота музыкального звучания или защита от шума.

Ключевыми задачами, которые решает архитектурная акустика, являются:

• Обеспечение оптимального времени реверберации для данного типа помещения.

• Достижение равномерного распределения звуковой энергии по всему объему помещения.

• Предотвращение акустических дефектов, таких как эхо, флаттер-эхо (порхающее эхо), концентрация звука или звуковые тени.

• Обеспечение необходимой звукоизоляции от внешних и внутренних источников шума.

• Обеспечение высокой разборчивости речи или желаемого музыкального восприятия.

Для управления акустикой помещения используются различные физические принципы и явления:

• Поглощение звука: Преобразование звуковой энергии в тепловую при взаимодействии с поверхностями. Для этого применяются звукопоглощающие материалы, такие как акустический поролон, минеральная вата, специальные панели.

• Отражение звука: Отражение звуковых волн от твердых, гладких поверхностей. Форма и расположение отражающих поверхностей (стен, потолка) определяют, как звук будет распределяться по помещению.

• Рассеивание (диффузия) звука: Равномерное рассеивание звуковых волн в разных направлениях с помощью специальных конструкций — диффузоров. Это помогает избежать стоячих волн и эха, делая звуковое поле более однородным.

Одним из важнейших параметров акустического качества помещения является время реверберации ($T_{60}$) — время, за которое уровень звука в помещении спадает на 60 дБ после выключения его источника. Оптимальное время реверберации зависит от назначения и объема помещения. Например, для лекционных залов оно должно быть коротким (около 1 с) для обеспечения разборчивости речи, а для концертных залов, предназначенных для симфонической музыки, — более длинным (2–2.5 с) для придания звуку полноты и насыщенности.

Приближенно время реверберации можно рассчитать по формуле Сэбина:

$T_{60} = \frac{0.161 \cdot V}{A}$

где:

• $\text{V}$ — объём помещения, м³.

• $\text{A}$ — общая эквивалентная площадь звукопоглощения в помещении, м² (сэбин).

Величина $\text{A}$ рассчитывается как сумма произведений площадей всех поверхностей в помещении на их коэффициенты звукопоглощения: $A = \sum_{i=1}^{n} S_i \alpha_i$, где $S_i$ — площадь i-й поверхности, а $\alpha_i$ — её коэффициент звукопоглощения.

Архитектурная акустика находит применение при проектировании:

• Концертных залов, театров и оперных домов.

• Студий звукозаписи и вещания.

• Кинотеатров и домашних кинозалов.

• Лекционных аудиторий, конференц-залов и учебных классов.

• Офисов открытого типа (open space) для снижения уровня шума.

• Спортивных арен и многоцелевых залов.

Для достижения требуемых акустических характеристик архитекторы и инженеры-акустики используют компьютерное моделирование, а также применяют специальные акустические материалы и конструкции: стеновые и потолочные панели, акустические перегородки, диффузоры, басовые ловушки и т.д., а также тщательно продумывают геометрию (форму и пропорции) самого помещения.

Ответ: Архитектурная акустика — это наука о проектировании помещений и зданий с целью достижения оптимальных акустических условий. Она изучает распространение, поглощение и отражение звука внутри замкнутых пространств и использует эти знания для управления звуком, обеспечивая разборчивость речи, качество музыки и защиту от шума. Основными инструментами являются контроль времени реверберации, правильное распределение звука с помощью отражающих и рассеивающих поверхностей, а также использование звукопоглощающих материалов для устранения нежелательных акустических эффектов.