Акустика студій

Акустика студій

Михайло Лане

Введення

Ця стаття є першою з наміченої серії публікацій, підготовлених членами російської секції міжнародного звукотехнічного суспільства (AES) на замовлення редакції журналу 625. Основне завдання цієї серії полягає в представленні сучасної інформації з професійної звукотехніці для практичних працівників радиодомов, телецентрів, студій звукозапису тощо Оскільки студія є головним ланкою тракту мовлення та звукозапису, то логічно присвятити першу статтю серії саме питань студійної акустики. Стаття не є оригінальною науковою працею. Вона також не ставить собі за мету дати підготовку в області акустичного проектування. Мета публікації полягає у тому, щоб ознайомити читача з основами студійної акустики і тими вимогами, які пред'являються до студій різного призначення.

Деякі поняття та визначення

Для опису звукових полів в акустиці широко використовується звуковий тиск p, що вимірюється в Паскалях (Па). Так само як і стосовно до електричних величин у звукотехніці, тут зазвичай виявляється зручніше користуватися логарифмічною шкалою. При цьому вводиться поняття рівня звукового тиску (УЗД) L = 20 lg (p/p0), де p0 = 2 х 10-5 Па - звуковий тиск на порозі чутності. Дуже часто УЗД вимірюють (або обчислюють) в окремих частотних смугах. Найбільшого поширення набули октавні або 1 / 3 октавні смуги з відносно постійною шириною смуги. Середньогеометричні (нижче в тексті для стислості - середні) частоти цих смуг регламентовані міжнародними та вітчизняними стандартами. Бажаний ряд середніх частот для октавних смуг: ... 125, 250, 500, ... Гц; для 1 / 3 октавних смуг: ... 125, 160,200, 250, ... Гц. Крім зазначених вузьких частотних смуг застосовується і широкосмугова корекція, форма якої позначається літерами A, B, C, ... і також строго регламентована. Найбільш часто з них застосовується крива A. При її використанні говорять про рівні звуку по кривій A і вводять позначення дБA.

Для оцінки здатності матеріалу або конструкції поглинати звукову енергію використовують, зокрема, поняття коефіцієнта звукопоглинання (КЗП). Він дорівнює відношенню поглинутої даним матеріалом звукової енергії до всієї падаючої на матеріал звукової енергії, тобто a = Епогл / Епад. Таким чином, в екстремальних випадках, a = 1 коли вся звукова енергія повністю поглинається матеріалом, і a = 0, коли вся звукова енергія повністю відбивається від матеріалу. КЗП визначають в октавних (рідше в 1 / 3 октавних) смугах, використовуючи зазвичай діапазон від 125 до 4000 Гц. Іноді в довідковій літературі можна зустріти значення КЗП великі, ніж 1. Здавалося б, це фізично некоректний результат, тому що поглинена енергія виявляється більше падаючої. Фактично, зрозуміло, принцип збереження енергії порушений бути не може, і величини> 1 пов'язані лише з особливостями виміру КЗП при розміщенні матеріалу в ревербераційній камері.

Одним з найважливіших понять акустики приміщень є час реверберації Т. Під цією величиною мається на увазі часовий інтервал, протягом якого УЗД в приміщенні падає на 60 дБ після вимкнення звукового джерела. Величини Т, так само як і КЗП, вимірюють (або обчислюють) в октавних або 1 / 3 октавних смугах.

Класифікація студій

Ведучи мову про класифікації, зазвичай використовують формулювання нормативних документів. Слід зазначити, організаціями зі стандартизації зазвичай не приділялося особливої ​​уваги акустичними показниками студій. Відомі деякі національні та галузеві стандарти, включаючи норми колишнього Держтелерадіо, а також кілька рекомендацій міжнародної організації з питань радіомовлення і телебачення (ОІРТ). Зараз Технічний Комітет ОІРТ припинив своє існування, але слід врахувати, що порівняно недавно більшість рекомендацій ОІРТ в області акустики були переглянуті і, в основному, не втратили своєї актуальності.

Оскільки в сучасних публікаціях з акустики студій посилання на ці рекомендації зустрічаються досить часто, то представляється виправданим використовувати їх і в даній статті. Отже, досить загальноприйнятою є наступна класифікація студій (цифри після букви "С" - студія вказують на площу приміщення у кв. М.). За радіомовлення: велика (С-1000), середня (С-450), мала (С-250) і камерна (С-150) музичні студії; літературно-драматична студія (С-100); заглушена студія (С-50) і мовна дикторська студія (С-24-36). По телебаченню: велика (С-450-600), середня (С-300), мала (С-150) і дикторська програмна (С-60-80) телевізійні студії.

Вимоги до рівня звукового фону в студіях наведені в таблиці, де вказані гранично допустимі УЗД в октавних смугах і в дБA (останні лише для орієнтовної оцінки). Слід зазначити, що вимірювання УЗД шуму проводяться в порожній студії при закритих дверях і включених системах кондиціонування, спецосвітлення і технологічному обладнанні. Останні вимоги характерні для ТБ студій і означають, що при вимірюванні звукового фону повинно бути включене на типовий режим спецосвітлення, а також розміщені в студії камери і монітори. Крім зазначених вимог до рівня звукового фону, регламентуються також оптимальні значення часу реверберації. Ці величини будуть розглянуті нижче, диференційовано за окремими типами студій.

Таблиця

Основні принципи акустичного проектування

Як буде ясно з подальшого викладу, основні принципи акустичного проектування студій досить прості. Тим не менш, цей розділ хотілося б почати з одного рекомендації, зверненої як до працівників радиодомов і телецентрів, так і до людей, які вирішили організувати нову студію: НЕ СЛІД НАМАГАТИСЯ САМОСТІЙНО Спроектувати СТУДІЮ або апаратний. Завжди доцільно ЗВЕРНУТИСЯ ДО фахівців-професіоналів. На підтвердження цієї рекомендації можна навести наступні аргументи.

По-перше, забезпечити в одному і тому ж приміщенні оптимум реверберації можна в принципі абсолютно різними конструктивними рішеннями. При цьому треба вибрати найбільш відповідний варіант, як з економічних та естетичних міркувань, так і з найбільш сприятливою структурі імпульсного відгуку. Для вирішення цієї проблеми треба мати достатній практичний досвід проектування і налаштування студій.

По-друге, треба врахувати, що розрахунки фонду звукопоглинання приміщень не є абсолютно точними. Це пов'язано з цілою групою факторів, в тому числі з тим, що використовуються при розрахунках довідкові дані про КЗП різних матеріалів і конструкцій є середньостатистичними. Фактична КЗП можуть деякою мірою відрізнятися від довідкових даних, що обумовлює необхідність коректування часу реверберації в збудованому приміщенні.

Подібна коригування, звана також акустичної налаштуванням, є обов'язковою процедурою перед введенням в експлуатацію будь студії. Тому досвідчений консультант завжди намагається передбачити в проекті конструктивні рішення, що дозволяють проводити акустичну налаштування досить швидко і без скільки-небудь істотних додаткових капітальних витрат. Бувають варіанти, коли знайти подібні рішення виявляється досить складно. Зрозуміло, процедура акустичної налаштування базується на проведених у студії акустичних вимірах, для чого треба мати відповідне апаратне оснащення. Зараз в цій галузі досягнуто значного прогресу, і у світовій практиці повсюдно застосовується для даної мети цифрова вимірювальна апаратура з процесорним управлінням. При проведенні акустичних вимірювань в студіях не обмежуються визначенням лише нормованих показників, тобто часом реверберації та УЗД шуму. Необхідно визначати також структуру звукових відбиттів і цілий ряд додаткових параметрів акустичного якості: індекс прозорості, індекс чіткості, час раннього затухання та ін

На підтвердження доцільності залучення до проектування студій висококваліфікованих фахівців можна привести і той факт, що виправлення акустики студії з незадовільною якістю звучання може в ряді випадків вимагати капітальних витрат, порівнянних з вартістю всіх початкових робіт. Відомі сумні приклади, коли подібні роботи настільки дороги і трудомісткі, що студії протягом усього періоду їх існування експлуатуються з явно незадовільною якістю звучання. що викликає закономірні скарги звукорежисерів. У кінці статті наведено перелік російських організацій, що мають досвід професійної роботи в області архітектурної акустики.

При акустичному проектуванні студій доводиться стикатися з двома основними групами завдань. Перша з них пов'язана із захистом студій від проникаючих звукових перешкод, а друга - з отриманням оптимальної структури звукового поля безпосередньо всередині студії. Оскільки перша група завдань вирішується методами будівельної акустики, а друга - архітектурної акустики, то вони будуть розглянуті окремо.

Захист студій від звукових перешкод

Можна виділити три основних механізми, що приводять до утворення звукового фону в студіях. Перший з них - це вентиляційні шуми, обумовлені роботою моторів вентиляторів і процесами поширення звуку в повітроводах. Другий - це так званий повітряний шум. Даний механізм пов'язаний з проникненням звуку через студійні огорожі. Джерелами повітряного шуму можуть бути транспортні шуми (якщо огорожу студії є зовнішньою стіною будівлі), звук працюючих в суміжній апаратної контрольних агрегатів, розмови в суміжних зі студією коридорах і приміщеннях і т.п. Нарешті, третій механізм, структурний звук, пов'язаний з розповсюдженням звукових хвиль по перекриттях і огорож будівлі при збудженні їх у формі вібраційних навантажень. Типовими прикладами джерел структурного звуку є кроки в суміжних зі студією коридорах і розташованих над студією приміщеннях, а також удари при закритті дверей. Структурні шуми можуть також виникати при роботі ліфтів та іншого технологічного обладнання.

Боротьба з усіма зазначеними джерелами шумів повинна проводитися в комплексі. Досвід показує, що принципово важливо правильно вибрати об'ємно-планувальне рішення апаратно-студійних приміщень у будівлях. Тому у випадку будівництва нового апаратно-студійного комплексу доцільно фахівця-акустика залучати до проектування на самій ранній його стадії, коли складаються поверхові плани майбутньої будівлі. Тільки в цьому випадку вдається вибрати оптимальне розміщення студій, що забезпечує їх захист від шуму при мінімальних капітальних витратах.

Методика розрахунку вентиляційних шумів в даний час досить добре розроблена. Для кожної конкретної студії з урахуванням кількості виконавців і типів виділяє тепло технологічного устаткування визначається необхідний повітрообмін. На основі цих даних вибираються параметри Вентсистеми і типи вентиляторів. Після цього з урахуванням конкретної конфігурації системи вибираються глушники шуму, що забезпечують зниження шуму вентсистем до необхідного рівня. Зазвичай для студій потрібно мінімально дві групи глушників: магістральні - на виході патрубків моторів вентиляторів та секційні - перед входами повітроводів в студію. Розрахунки за методикою хоча і досить громіздкі, але дозволяють досить точно визначити вимоги до типу і конструкції глушників, що забезпечують необхідну зниження шуму. Дуже важливо, щоб при виробництві робіт не проводилися довільні зміни параметрів системи. Відомі приклади, коли прийняте при будівництві заниження перерізу коробів Вентсистеми призводило до настільки великого рівня шуму, що студії зовсім не могли експлуатуватися при включеній вентиляції. У цілому ж при коректному проектуванні боротьба з вентиляційними шумами може проводитися цілком успішно і являє собою чисто інженерну задачу.

Завдання зниження повітряного звуку в своїй постановці досить проста. Після вибору об'ємно-планувального рішення студії стають відомі можливі джерела шуму в суміжних приміщеннях. Зазвичай серед них найбільший УЗД створюють працюють в суміжній апаратної контрольні агрегати. Знаючи цей УЗД (він визначений в Рекомендації ТК ОІРТ 86 / 3) і допустимий рівень шуму, можна визначити вимоги до звукоізоляції (ЗІ) огородження. Досить поширеною є помилка, при якій необхідну ЗИ визначають як просту різницю рівнів між галасливим і ізольованих приміщеннями. Реально ж слід при визначенні ЗИ враховувати також площа огорожі і час реверберації в ізольовану приміщенні.

Найбільш складною є проблема боротьби зі структурним звуком. Пов'язано це з тим, що потрібно забезпечити повну акустичну розв'язку між внутрішніми огорожами студії і конструкціями будівлі. Ситуація ускладнюється і відсутністю інженерної методики розрахунку поширення структурних шумів за реальними конструкцій будинку. На практиці для ефективного ослаблення структурного звуку широке поширення одержав принцип коробка в коробці. При цьому внутрішня коробка студії (стіни, підлогу і перекриття) є незалежними і не мають жорсткого зв'язку з іншими конструкціями будівлі. Остання досягається або пристроєм внутрішньої коробки на окремому фундаменті (що, природно можливо тільки при розміщенні студії на нижньому поверсі), або обпиранням статі внутрішньої коробки на несуче перекриття не безпосередньо, а через пружний шар. Як нього можуть використовуватися пружинні амортизатори, гумові кубики чи інші пружні прокладки. При ретельному якості виконання будівельних робіт подібне рішення забезпечує цілком достатню ЗІ.

Відзначимо, що у вітчизняній практиці (за рідкісним винятком) набув поширення лише один конструктивний підхід до реалізації принципу коробка в коробці. Він полягає в тому, що подвійні огорожі студії, що утворюють внутрішню і зовнішню коробку, виконуються у вигляді цегляних стін, кожна з яких спирається на власний фундамент. Такий підхід є дуже трудомістким і дорогим. Крім того, його ефективність дуже критична до якості будівельних робіт. Наприклад, наявність забутого будівельного сміття в проміжку між огорожею зовнішньої і внутрішньої коробок або погано виконана розшивання акустичного шва у вхідному тамбурі призводять до різкого зниження ЗИ структурного звуку і зводять нанівець всі дорогі витрати на спорудження подібної конструкції.

У зарубіжній практиці для ЗИ студій майже повсюдно використовуються легкі багатошарові огороджувальні конструкції. При цьому широко застосовуються укріплюються по металевому каркасу в декілька шарів гіпсові обшивальні листи. Наявність пружних прокладок між цими листами забезпечує ефективне ослаблення структурного звуку. В останні роки став широко рекламуватися модульний принцип пристрою студій. Він виходить з застосування згаданих багатошарових огороджень, конструкція яких дуже ретельно відпрацьована. Подібна студія може бути вписана в будь-яке приміщення досить великих розмірів. Відомо кілька конструктивних підходів. Досить часто на огорожу вихідного приміщення кладуть гумові кубики, що виконують роль амортизаторів і послаблюють передачу вібрацій на огорожі майбутньої студії. На ці кубики кладуть панелі підлоги, кріплять металевий каркас, а потім обшивають його панелями, що утворюють стіни та перекриття студії. Передбачені стінові панелі з заздалегідь вбудованими оглядовим вікном і вхідними студійними дверима. Всі необхідні для спорудження такої студії матеріали досить легкі і можуть транспортуватися в звичайному вантажівці. Ряд виробників з гордістю повідомляє, що подібна студія може бути повністю змонтована і здана в експлуатацію за кілька годин.

Забезпечення оптимальних акустичних характеристик

Основним етапом проектування є підбір фонду звукопоглинання приміщення, який забезпечував би необхідні значення часу реверберації при оптимальній структурі ранніх звукових відбиттів. Подібні розрахунки зазвичай проводяться за формулою Ейрінг. Вихідними даними для їх проведення є обсяг приміщення, загальна площа його внутрішніх поверхонь і необхідний оптимум реверберації. Розрахунки проводять для окремих октавних смуг, використовуючи зазвичай частотний діапазон від 125 до 4000 Гц. У довідкових посібниках наводяться значення КЗП різних звукопоглинальних матеріалів і конструкцій, а також дані про звукопоглинання виконавців, крісел та інших предметів.

Перш за все, необхідно відібрати ті звукопоглинальні матеріали та конструкції, які будуть намічені до використання в проектованої студії. Це завдання є найбільш складною і відповідальною, тому що при цьому доводиться враховувати одночасно цілий ряд чинників: вартість матеріалів, їх зовнішній вигляд, можливість поставки, вимоги пожежної безпеки і т.п. На цій же попередньої стадії слід вирішити питання і про спосіб монтажу матеріалів на поверхнях студії. Справа в тому, що значення КЗП матеріалів залежать від способу їх кріплення. Наприклад, наявність повітряного відступу між задньою поверхнею звуковбирною плитки і площиною стіни (при кріпленні плитки по несучого каркасу) призводить до збільшення КЗП в низькочастотній області. Ігнорування цього факту при акустичному проектуванні може призвести до істотного "переглушенію" студії на низьких частотах, причому виправлення цього дефекту в побудованій студії зазвичай дуже складно і вимагає великих додаткових витрат. Крім цього, слід брати до уваги і ряд додаткових чисто акустичних вимог. Зокрема, для музичних студій виявляється корисним розміщувати на стелі досить велика кількість звукорассеівающіх конструкцій, в дикторських студіях слід уникати надходження перших інтенсивних відбиттів в область розміщення дикторського столу. Деякі ці питання нижче розглянуті докладніше.

Після розв'язання зазначених проблем приступають до безпосередніх розрахунками. Суть їх зводиться до того, щоб шляхом варіювання площ займаних обраними матеріалами підібрати такий загальний фонд звукопоглинання студії, при якому в ній буде забезпечений оптимум реверберації. В даний час подібні розрахунки повсюдно виробляються на ЕОМ за спеціально розробленими програмами, що дозволяє знайти оптимальне рішення. При розрахунку, як показує досвід, зазвичай необхідно враховувати деякі поправочні параметри, до яких відноситься так званий коефіцієнт додаткового звукопоглинання. Цей коефіцієнт враховує додатковий поглинання, обумовлене наявністю освітлювальної арматури, щілин і ряду інших чинників. Його значення були визначені на підставі дослідження великої кількості студій різного призначення. Після завершення розрахунків приступають до завершального етапу, на якому готуються необхідні креслення для проведення будівельних робіт.

Типові акустичні рішення студій різного призначення

Зазначені вище основні принципи захисту приміщень від проникаючих звукових перешкод в цілому є загальними для всіх типів студій та апаратних. По іншому йде справа з проектуванням акустичних облицювань на внутрішніх поверхнях, вимоги до яких для різних типів студій істотно відрізняються. Нижче коротко будуть розглянуті ці вимоги диференційовано за окремими типами приміщень.

Телевізійні студії

Для зазначених вище ТБ студій встановлюються наступні значення оптимуму реверберації: студії С-450-600 - Т = 0,8-1,1 с; С-300 - Т = 0,75-0,85 с; С-150 - Т = 0.6-0,7 с і С-60-80 Т = 0,3-0,4 с. Форма частотної характеристики часу реверберації повинна бути строго горизонтальною. При цьому у ТВ студіях площею 150 кв. м і більше є допустимим (але не обов'язковим) спад часу реверберації в області низьких частот (в октавной смузі 125Гц) до 20-25% щодо зазначених вище середніх значень.

З усіх типів студійних приміщень проектування ТБ студій є найбільш простим. Це пов'язано з тим, що в них достатньо розмістити на стінах і стелі плоскі звукопоглинальні облицювання, що забезпечують оптимум реверберації. Проте їх розміщення має бути вибрано обгрунтовано і розумно. Часто зустрічається помилка, при якій всі поверхні стін і стелі облицьовуються однаковим звукопоглинаючим матеріалом. При такому підході якість звучання в студії виявляється незадовільним. Пов'язано це з тим, що при цьому неможливо забезпечити у всьому частотному діапазоні оптимум реверберації. При використанні пористого звукопоглинального матеріалу (наприклад, плит Акмигран) студія виявляється переглушенной в області високих частот, а при виборі резонансного звукопоглотітеля (наприклад, плит ППГХ) - переглушенной в області середніх частот. Крім того, при розміщенні на всіх поверхнях однакового звукопоглотітеля ступінь рівномірності звукового поля (так звана диффузность поля) виявляється явно незадовільною. Треба відзначити, що в студійній акустиці в більшості випадків слід уникати розміщення однакових звукопоглинальних матеріалів значними фрагментами на великій площі стін або стелі.

В останні роки у вітчизняній практиці найбільше поширення отримало практично єдине акустичне рішення ТБ студій. Частково така уніфікація є вимушеним і пов'язане з вкрай бідним асортиментом звукопоглинальних матеріалів, що випускаються вітчизняною промисловістю. Зараз він ще більше звузився, і типи придатних для використання звукопоглинаючих плиток можна буквально перелічити на пальцях однієї руки. Крім того, у ТВ студіях вимоги пожежної безпеки є досить жорсткими, що ще більше звужує можливість вибору матеріалів для акустичних облицювань.

Отже, дане акустичне рішення полягає в наступному. На стінах і стелі студії монтується несучий каркас (зазвичай з дерев'яного бруса, просоченого антіпренамі з метою пожежної безпеки). Глибина каркаса визначається акустичним розрахунком і становить від 50 до 100 мм. З економічних міркувань з метою зниження витрати матеріалу стараються, при можливості, обмежитися глибиною каркасу в 50мм. У нижній частині стін на висоту приблизно 1-1,5 м до каркаса прикріплюється так звана технологічна панель. Вона може бути виконана з будь-якого міцного гладкого і негорючого панельного матеріалу товщиною до 20 мм, наприклад, азбоцементних листів. Проміжок за панеллю часто використовується для прокладання кабелів (від цього і походить її назва). Вище цієї панелі на всій площі стін, а також на стелі до каркаса прикріплюються гладкі листи сухої гіпсової штукатурки (СГШ) і плити марки ППГХ (плити перфоровані гіпсокартонні звукопоглинальні). Плити ППГХ представляють собою перфоровану гіпсову панель, підклеєних з тильного боку шаром тканини. Раніше ці плити випускалися в двох типорозмірах 500х500 мм і 600х600 мм. Зараз у виробництві залишилися тільки плити другого виду. Плити ППГХ і вирізаються за місцем листи СГШ кріпляться до каркаса в чергується порядку (в шаховому або у вигляді суміжних смуг шириною 600-1200 мм). Останнє необхідне для забезпечення досить високою дифузності звукового поля. Згідно з вимогами розрахунку в окремих місцях в осередки каркаса за плитами ППГХ або листами СГШ може попередньо закладатися пористий заповнювач з мінерало-ватних плит з об'ємною вагою до 125 кг/м3. Технологічна панель, плити ППГХ і листи СГШ при необхідності можуть бути пофарбовані в будь-який колір.

Така в загальному вигляді суть найбільш поширеного рішення ТБ студій. У лабораторії акустики ВНІІТР розроблені відповідні йому типові рішення для ТБ студій всіх типів. Багаторічний досвід показує, що при його реалізації вдається досить просто забезпечити оптимум реверберації. Скарг на якість звучання з боку звукорежисерів при проведенні мовних передач не виникає. Слід зазначити, що при подібному рішенні єдиним спеціальним акустичним матеріалом є плити ППГХ, а це в даний час самий дешевий звукопоглинальний матеріал (1000 руб. +20% ПДВ за 1 кв. М за даними на вересень 1993р.).

Насправді все не так однозначно, коли мова йде про розміщення ТБ студії у вже існуючому приміщенні, яке спочатку будувалося для зовсім інших цілей. Тут часто бувають виправданими відступу від зазначеного типового підходу, і конкретне рішення вибирається з урахуванням індивідуальних особливостей відведеного під студію приміщення.

Музичні студії

Наведену вище класифікацію музичних студій потрібно розглядати з урахуванням реальної ситуації в даний час в Росії ситуації. Зараз капітальне будівництво нових апаратно-студійних комплексів практично повністю припинено. Будівельні роботи ведуться лише на тих об'єктах, які були розпочаті кілька років тому (Курган, Новгород, Архангельськ). Крім того, в цілому ряді міст ведуться або плануються роботи з розміщення апаратно-студійних комплексів у пристосованих приміщеннях (колишні будинки політичної освіти, адміністративні будівлі і т.п.). Приватні студії звукозапису також у переважній більшості орієнтуються на розміщення студій в пристосованих приміщеннях. У всіх цих випадках в даний час не йде мова про будівництво або проектування великих музичних студій площею більше 150 кв. м. Тому в даному розділі ми зупинимося лише на питаннях акустики музичних студій меншої площі.

Потрапляє під дію сучасної класифікації камерна студія З-150 повинна мати Т = 0,9-1,1 с при строго горизонтальній формі частотної характеристики часу реверберації. Відзначимо, що остання вимога справедливо для всіх музичних студій. Досить часто споруджуються музичні студії меншої площі З-120, С-100 і т.п. У всіх випадках спорудження музичних студій площею менше 60-70 кв. м є небажаним. В одному зі старих типових проектів радиодомов були передбачені "камерні" студії площею 46 кв. м. Однак, реально для запису камерних музичних програм вони ніколи не використовувалися і застосовувалися, в основному, для мовних передач. Зі зменшенням розміру студії її оптимум реверберації повинен мати тенденцію до зниження. Так для студій С-100 зазвичай рекомендують Т = 0,8-0,9 c, а для С-70 Т = 0,6-0,7 с.

Всі зазначені вимоги ставляться до традиційним музичним студіям, орієнтованим на режим так званої "природної акустики". У той же час досить давно намітилася тенденція створення сильно заглушених студій з "мертвої акустикою". Такі студії незалежно від їх розмірів (вони рідко споруджуються із площею більше 100 кв. М) звичайно проектуються на час реверберації від 0,35 до 0,55 с. Частотна характеристика часу реверберації тут також повинна бути строго горизонтальною.

При проектуванні музичних студій небажано використовувати типові для ТБ студій плоскі облицювання. Тут необхідно застосовувати достатню кількість звукорассеівающіх конструкцій, чергуючи їх зі звукопоглинальними матеріалами. Проведені дослідження показують, що більша кількість звукорассеівающіх конструкцій повинна розміщуватися на стелі студії. Добре зарекомендували себе на практиці конструкції у формі призм і пірамід, які виготовляються у вигляді окремих об'ємних модулів, що кріпляться потім до стелі. При виборі даних конструкцій слід враховувати їх діаграми розсіювання звуку на різних ділянках звукового діапазону. Розрахунок подібних діаграм зустрічає серйозні математичні складності. Доводиться орієнтуватися на експериментальні дані, отримані, в основному, методом масштабного моделювання. Зазвичай звукорассеівающіх конструкції виготовляються у вигляді дерев'яного каркасу, який обшивається фанерними листами. Відомі також приклади, коли їх вдавалося робити з гіпсу при використанні армування і спеціальних відливальних форм.

У вітчизняній практиці при проектуванні музичних студій часто зовсім відмовляються від застосування промислових звукопоглинальних плит. Це пов'язано як з їх обмеженим асортиментом, так і з недостатньо гарним зовнішнім виглядом, що дуже важливо для музичних студій. При цьому на стінах в осередки несучого дерев'яного каркаса закладаються обгорнуті склотканиною мінерало-ватні плити, а потім звернена до студії їх поверхню закривається декоративним акустично прозорим покриттям. В якості останнього часто використовуються дерев'яні рейки. Такі досить ефективно поглинають звук конструкції виконуються у вигляді чергуються фрагментів, а в проміжках між ними встановлюють звукорассеівающіх елементи у вигляді членувань різного профілю (пилкоподібної, трикутного і т.п.). Конструктивно ці елементи часто виготовляють з деревоплити. За наявності відповідних вимог щодо технології звукозапису кути студії скошують, розміщуючи в них звукоізольовані кабіни для ударної установки і окремих виконавців.

Завершуючи короткий розгляд акустичного рішення музичних студій, відзначимо, що в зарубіжній практиці знаходять широке поширення високоефективні звукорассеівающіх конструкції типу так званих дифузорів Шредера. У своєму класичному вигляді вони являють собою набір паралельних канавок (щілин), розділених ребрами. Канавки мають різну глибину, причому при переході від однієї канавки до іншої вона змінюється за законом числової послідовності з хорошими кореляційними властивостями. Подібні конструкції різного типу випускаються американською фірмою RPG Diffusor Systems Inc., Що відзначила цього року 10-річчя своєї діяльності.

Мовні студії

До мовним приміщень належать літературно-драматичні і дикторські студії. Перші з них, часто об'єднуються у літературно-драматичні блоки, є в складі радиодомов Москви, Ст-Петербурга, низки великих регіональних центрів (наприклад, Хабаровськ) і в більшості столиць республік колишнього СРСР. Будівництво нових подібних студій в даний час не планується і з цієї причини питання їх акустики тут розглядатися не будуть. Зазначимо тільки, що акустичні рішення приміщень літературно-драматичних блоків досить добре відпрацьовані і є типові, добре зарекомендували себе на практиці рішення.

Більш актуальною є проблема споруди дикторських студій, які є найпоширенішими з студійних приміщень. Для дикторських студій С-24-36 встановлено оптимум реверберації Т = 0,3-0,4 с. Форма частотної характеристики часу реверберації також повинна бути горизонтальною. При проектуванні подібних студій слід ретельно підходити до вибору їх габаритних розмірів, тому що співвідношення довжина / висота: ширина / висота: 1 впливає на розподіл спектру власних частот приміщення. У порівняно невеликих приміщеннях, до яких відносяться і дикторські студії, даний спектр на низьких частотах є істотно дискретним і в області до 150-200 Гц інтервали між суміжними власними частотами можуть досягати декількох герц.

При згаданому співвідношенні 1:1:1 (кубічне приміщення) спектр власних частот є найбільш нерівномірним, що призводить до специфічних тембральним спотворень, часто характеризується звукорежисерами як бубонить звучання. Також явно невдалим є квадратна в плані приміщення. У нормативних документах на основі старої публікації Лауда рекомендується співвідношення 1,9:1,6:1. Проте далеко не у всіх випадках воно може бути застосоване. Тому перед початком проектування дикторської студії слід уточнити її габарити. Це можна зробити, обчисливши спектр власних частот по достатньо елементарної програмі, або звернувшись до довідкових даних. Зокрема, у роботі "Про оптимальному виборі розмірів мовних студій" наведено численні таблиці, на підставі яких можна підібрати найкраще співвідношення розмірів для всіх реально зустрічаються на практиці дикторських студій. Після уточнення розмірів майбутньої студії приступають до вибору її акустичного рішення. У вітчизняній практиці найбільш широко застосовуються два підходи.

Перший з них часто називається варіант "в дереві". Суть його зводиться до наступного. На стінах і стелі монтується каркас з дерев'яного бруса перерізом 50 х 50 мм. У нижній частині стін на висоту близько 800 мм до каркаса кріпиться технологічна панель з деревоплити. В інші осередки каркаса на стінах і стелі закладаються мінерало-ватні плити і поверх них робиться прошарок з склотканини. Потім на стелі до осередків каркаса прикріплюються у шаховому порядку листи гладкою і перфорованою фанери. Як правило, застосовують аркуші розміром 500 х 500 мм або 600 х 600 мм. Часто прийнятною тут виявляється перфорація діаметром 10 мм при кроці в осях між отворами в 20 мм. На стінах (вище технологічної панелі) до каркаса в шаховому порядку або частіше у вигляді смуг, що чергуються шириною 500-600 мм прикріплюють листи гладкою фанери і декоративне покриття з дерев'яних рейок. Зазвичай використовують рейки перетином 20 х 20 мм при відстані між суміжними рейками в 20-30 мм. Для задоволення вимог пожежної безпеки рейки і деревоплити треба просочити антіпренамі, а фанеру забарвити (з тильного боку) вогнезахисною фарбою.

Другий варіант, званий "у гіпсі" досить схожий з першим. Відмінність полягає в тому, що замість фанери використовуються листи СГШ, а замість перфорованої фанери - плити ППГХ. Частина плит ППГХ при цьому також розміщується і на стінах студії. Конкретні деталі розміщення облицювань, співвідношення їх площ визначаються акустичним розрахунком, проведення якого є обов'язковим для кожної проектованої студії. Багаторічний досвід показує, що при ретельному проектуванні обидва ці варіанти забезпечують цілком задовільна якість звучання мови дикторів.

В даний час в експлуатації знаходиться досить багато дикторських студій старої споруди, що мають площу всього 12-16 кв. м і навіть менше. Часто доводиться також мати справу із замовниками, що пропонують спроектувати дикторську студію в таких малих приміщеннях. Тут виникає ряд проблем, пов'язаних в першу чергу з тим, що згаданий спектр власних частот тим більше дискретний, чим менше розміри приміщення. Тому спотворення типу "бубнящя звучання" проявляються в подібних малих студіях досить часто і досить чітко. При занижених розмірах дикторських студій рекомендується зменшувати оптимум реверберації до величини 0.2-0.35 с. Проте далеко не у всіх випадках це дозволяє позбутися від бубонить характеру звучання. Відомі деякі методи, що дозволяють якщо не виключити повністю, то принаймні послабити подібні тембральні спотворення, проте завжди (якщо є така можливість) слід прагнути розміщувати дикторські студії в приміщеннях площею не менше 20 кв. м.

Апаратні

До акустиці апаратних (в першу чергу це відноситься до апаратних музичних студій) пред'являються не менш жорсткі вимоги, ніж до самих студіям. Найбільш поширений у вітчизняній практиці принцип рівномірного розміщення звукопоглинальних матеріалів з ​​різною частотною залежністю КЗП на поверхнях апаратної зараз є явно застарілим. У зарубіжній практиці склалися два підходи до акустичного рішенням апаратних. Перший з них це принцип LEDE (жива-мертва зони приміщення). Він виходить з оптимуму реверберації в 0,25-0,4 с при розміщенні ефективних звукопоглотителей в передній зоні приміщення, де встановлені контрольні агрегати, і звукорассеівающіх конструкцій на задній стіні. Другий - це принцип "мертвої акустики". Тут застосовується розміщення дуже ефективних звукопоглотителей на всіх поверхнях приміщення і час реверберації знижується до величини 0,2-0,25 з у всьому діапазоні частот. Детальний аналіз цих методів вимагає спеціального розгляду і йому планується присвятити окрему публікацію. Зазначимо тільки, що принцип LEDE є більш поширеним і, на думку автора, йому слід віддати перевагу при створенні апаратних.

Література

1. Відомчі норми технологічного проектування об'єктів телебачення, радіомовлення і телекіновиробництва. ВНТП-01-81.

2. Рекомендація ТК ОІРТ 31 / 1.

3. Рекомендація ТК ОІРТ 51 / 1.

4. Інструкції з розрахунку і проектування шумоглушіння в промислових будівлях. М., Стройиздат, 1982.

5. Рекомендація ТК ОІРТ 86 / 3.

6. Інструкції з розрахунку і проектування звукоізоляції огороджувальних конструкцій будівель. М., Стройиздат, 1983.

7. Макріненко Л.І. Акустика приміщень громадських будівель. М., Стройиздат, 1986.

8. Лане М.Ю. Акустика студій. Оглядова інформація ВНІІТР. Вип. 1 (11). М., 1986.

9. Лане М.Ю. Про оптимальному виборі розмірів мовних студій. Депонир. в ОНТИ ВНІІТР 05.10.89. N38-тр89.