X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

^{Архитектурная акустика является одной из древнейших наук. Примером тому могут служить открытые театры Древней Греции и Рима. В современном виде этот раздел знаний начал формироваться в конце XIX в. Весьма любопытны и поучительны результаты сравнения того, что было и того, что мы имеем сегодня.}

«Колизей» «Ростов Арена»

Рим. 80ый год Нашей Эры Ростов-на-Дону. к 2018 году.

Театр в Эпидавре

Согласно исследованию, проведенному Нико Деклерком и Синди Дикейсер из Технологического института Джорджии, полукруглая чаша античного театра в Эпидавре представляет собой идеальный звуковой фильтр.

Акустика театра в Эпидавре исключительна. Если исполнитель стоит в середине сцены, то каждое его слово могут явственно расслышать все 15 тысяч зрителей. Также отчетливо со сцены доносятся слабые звуки - звон падающей монетки или шорох бумаги.

Еще видный древнеримский архитектор Витрувий восхищался акустикой театра в Эпидавре и предположил, что она основана на точном расчете.

Подобно другим римским амфитеатрам, Амфитеатр Флавиев представляет в плане эллипс, середина которого занята ареной и окружающими её концентрическими кольцами мест для зрителей. От всех сооружений такого рода Колизей отличается своей величиной. Это самый грандиозный античный амфитеатр.

В Древнем Риме были разработаны приемы строительства, используемые в наши дни. Современные стадионы по всему миру строятся по такому же принципу.

Конструкционные параметры Колизея схожи с некоторыми современными аренами.

Высота -49м,

Ширина поля- 54м,

Длина- 86м,

Вместимость- 60000 человек.

Московский стадион «Открытие Арена»

имеет похожие параметры:

Высота-53м,

Ширина поля-105м,

Длина-68м,

Вместимость-45000 человек.

^{Способы усиления звука в древних театрах.}

«Гармоники» — системы резонаторов в виде бронзовых цилиндрических сосудов и глиняных кувшинов-амфор.

Они располагались в нишах стены позади зрительских мест и под скамьями. Греки считали, что для благозвучия речи и музыки резонаторы должны быть подобраны или настроены по тонам музыкальных гамм: энгармонической, хроматической и диатонической. Первая система, по мнению их создателей, придавала звукам торжественность и строгость; вторая, благодаря «толпящимся» нотам, — создавала впечатление нежности и утонченности; третья —подчеркивала естественность музыкального исполнения.

«Шепчущие галереи»

- в них, благодаря умело расставленным и особым образом ориентированным отражающим поверхностям стен тихие звуки распространялись на большие расстояния, и люди, удаленные друг от друга на десятки метров, могли общаться, не напрягая голоса.

«Голос Ники»

Своеобразные акустические эффекты заложены в конструкцию некоторых православных храмов. Эффект отражения голосов священника и певчих от купольной части сооружений вниз к молящимся, с возникновением ощущения общения с небом известен, наверное, любому читателю. Любопытно другое. Как изменить амплитудно-частотную характеристику получаемой реверберации, чтобы гулкость не стала причиной маскирования артикуляции? Для создания желаемой акустической среды строители закладывали в стены своды храмов глиняные кувшины разных размеров, так называемые «голос Ники». Это и были своеобразные акустические резонаторы.

^{Способы усиления звука на современных аренах.}

Трансляционный усилитель

Микрофон настольный

Рупорный широкополосный громкоговоритель

Потолочный громкоговоритель

Основное оборудование устанавливают в помещении кафетерия, что позволяет избежать необходимости его постоянного отключения и переноса. Подсчитав максимальную суммарную мощность системы выбирают усилитель-микшер MA-360, оборудованный встроенным FM-тюнером и проигрывателем, который считывает файлы в форматах MP3 и WMA с USB/SD/MIMC носителей. Такое дополнение позволит транслировать сигналы различных источников без необходимости подключения к усилителю какого-либо дополнительного оборудования. Передачу речевых сообщений организуют с 2-х настольных микрофонов T-621, при этом один из них устанавливают на барной стойке кафетерия, а второй - на трибунах (для рефери или комментатора).

усилитель-микшер микрофон Т-621

MA-360

На трибунах устанавливают 6 всепогодных рупорных громкоговорителей MP-50T, при этом 4 из них направляют на стадион, а 2 - в сторону трибун. Это позволяет создать более правильное и равномерное распределение звука, а возможность выбора мощности в пределах 50/25/12.5/9/4,5/3,5 Вт позволяет выбрать необходимый уровень звучания. Кроме того, MP-50T обладают достаточно широким как для рупоров частотным диапазоном, за счет чего отлично справятся с воспроизведением как речевой, так и музыкальной информации.

двухполосный громкоговоритель

PA-20T

рупорных громкоговоритель

MP-50T

Также предусмотрим озвучивание помещения кафетерия, в котором установим потолочные (врезные) двухполосные громкоговорители PA-20T, которые за счет наличия отдельных НЧ и ВЧ драйверов обеспечивают высококачественное звучание высоких и низких частот. Компактный дизайн и классический внешний вид позволят с легкостью вписать такие приборы практически в любой современный интерьер. Однако не стоит забывать, что для установки таких громкоговорителей обязательным условием является наличие в помещении подвесных потолков.

Озвучивание стадиона "Открытие Арена"

В новых стадионах используют современные методы озвучивания. Звуки рекламы, речь комментатора необходимо донести до каждого зрителя так, чтобы у него, с одной стороны, не лопнули барабанные перепонки, а с другой — он слышал всё нормально и отчётливо.

Когда мы говорим о звуке, нужно понимать, что звук — это не свет. Это 10 октав, это волны, которые себя по-разному ведут – одни быстро затухают в атмосфере, другие огибают все и вся. Дистанции в 30-40 метров –не предел для стадионов.

Важно учитывать при расчетах:

Максимальную равномерность по покрытию прямого звука.

Энергию прямого звука акустических систем должна всегда быть больше реверберационного хвоста (по крайней мере в первые 50-80 м/с, очень упрощенно). Т.е. смотреть на значение коэффициента C50 и C80.

Чем сильнее направлены системы, тем больше шансов попасть в ТЗ.

Кабель

Просторы стадиона – это длинные кабельные трассы из огнеупорного кабеля.

Длинную линию с большой мощностью не нагружают. Нужна высокоомная нагрузка, либо 100 В, либо 16 или 8 Ом. Разбивают систему на хорошо направленные сателлиты и низкочастотную секцию, которую можно направить EndFire или кардиоидой, чтобы бас не был направлен в крышу.

Для работы использовались колонки Bose LT и усилители Bose PowerMatch 8500N. Стоимость этого оборудования — половина сметы, остальное — монтажные работы, подвесы, кабель, лотки, ПО и прочая периферия.

Основа проекта — распределённая рупорная система, созданная производителем специально для стадионов и подобных объектов – два ряда для верхнего и нижнего яруса трибун, 72 сабвуфера, собранные в сборки по 3 для EndFire.

Она высокоомная (8–16 Ом), её можно успешно нагружать на длинную линию. Bose LT всего 560 Ватт в пике, давление 134 дБ (в среднем, зависит от модели), то есть сечение кабеля не самое большое (что экономит бюджет, потому что требования к кабелю на этом объекте чуть ли не как в космосе). Самая длинная линия от усилителя получилась 90 метров — всё сечение считали по уровню затухания с учётом погодной индуктивности, демпинг факторов и прочего.

Фрагмент схемы расчёта звукового давления, разная схема озвучки верхнего и нижнего ярусов

Монтаж

Требования к монтажу кабеля и самому кабелю одни из самых жёстких: система оповещения и управления эвакуацией должны быть на высшем уровне (кабель использовали самый негорючий из всех кабелей этого диаметра на российском рынке – немецкий KLOTZ и Sommer).

Если Klotz LSE440 под прямым пламенем горелки, в лабораторных условиях, не загорался, значит он подходит.

Сначала смонтировали подвесы для всех систем. Системы собирались в кластеры, нужно было чётко позиционировать модуль относительно другого для точного покрытия трибун.

Колонки-184 штуки положили на склад, который был в 300 метрах от стадиона. С утра машина с гидробортом возила колонки на площадку, если монтажная бригада не успевала их разместить — то тащила их обратно.

Кластер массой до 350 килограмм нужно было поднимать электролебёдкой.

Третьей частью был монтаж кабеля — от стоек усилительного оборудования до колонок. Стойки собирали в офисе и тестировали (6 усилительных стоек, 48 усилителей). Эти стойки имели датчики температуры, влажности, пожара, информацию об открытии стойки.

Вывод

Организация уникальной акустики античных театров нашла отклик в современном проектирование открытых арен. Конструктивные приемы, которые использовались для ее создания, широко применяются в строительстве новых стадионов и открытых театров. Если проектирование современных театров может воздержаться от дополнительной звуковой поддержки, то без современных звуковых установок не обходится ни один вновь возведенный стадион.

Код для цитирования: Скопировать