Оптимальное время реверберации

Время реверберации зала (помещения), как видно из формул (6.2) и (6.3), зависят в первую очередь от объема помещения и его общего звукопоглощения. Для реально существующих помещений оно может изменяться в достаточно широком диапазоне – от долей секунды (кухня, ванная комната) до рекордных значений – десяти (и даже выше!) секунд.

Примеры: Кельнский собор ~ 10 с, Колонный зал Дома Союза в Москве ~17 с, читальный зал библиотеки в Лос-Анжелесе (США) ~ 25 с. (Подразумевается, конечно, что эти помещения не заполнены посетителями и предметами (книгами).)

Время реверберации является важной константой, характеризующей акустические качества помещения (аудитории, театра, зала). Если оно чрезмерно велико (по сравнению с оптимальным), то помещение очень гулкое, и произносимая в нем речь звучит неразборчиво, так как каждый новый слог (длительностью ~ 0,1¸0,3 с) воспринимается слушателями на фоне целого ряда предшествующих слогов, еще не успевших отзвучать; музыка также звучит невнятно, хотя и громко.

Если, напротив, время реверберации слишком мало (менее секунды) и звук затухает очень быстро, то стационарная плотность звуковой энергии (w=P_ист./ A) на слушательском месте будет мала и оратор (исполнитель) должен форсировать голос, а музыка звучит глухо и безжизненно.

Каково же оптимальное время реверберации для залов между этими двумя крайними случаями?

Из многолетних анализов опросов слушателей, дирижеров, исполнителей-музыкантов, по их субъективной оценке качества звучания наиболее известных залов с хорошей акустикой и сопоставления их с экспериментальными данными по временам реверберации в этих залах, удалось установить, что оптимальное время реверберации определяется рядом факторов:

¨назначением помещения;

¨ объемом зрительного зала;

¨частотным диапазоном звуков.

На рис. 6.3 показаны линейные зависимости оптимальных времен реверберации залов различного назначения от их объема на средних частотах (500¸1000 Гц).

Эти эмпирические зависимости можно отразить и аналитически в виде общей формулы

Т_опт⁵⁰⁰ » к×lg V ± c, (6.4)

где к и с –коэффициенты, различные для залов разного назначения.

В частности, для многоцелевых залов объемом V£20 000 м³

Т_опт⁵⁰⁰ » 0,35×lg V – 0,05(с). (6.5)

Из графиков (рис.(6.3)) видно, что при близких объемах наибольшее оптимальное время реверберации на средних частотах рекомендуют для залов органной и симфонической музыки; для залов камерной музыки оно сравнительно небольшое.

При этом определенную роль играет и характер исполняемого произведения: для музыки барокко предпочтительнее меньшая реверберация, а для романтической музыки – большая.

Частотные характеристики оптимального времени реверберации также отличаются для залов различного назначения:

Рис. 6.3. Зависимость оптимального времени реверберации на средних частотах (500–1000 Гц) для залов различного назначения от их объема: 1 – залы для ораторий и органной музыки; 2 – залы для исполнения симфонической музыки; 3 – залы для исполнения камерной музыки, залы оперных театров; 4 – залы многоцелевого назначения, залы музыкально-драматических театров; 5 – лекционные залы, залы заседаний, залы драматических театров, кинозалы

·Достаточно четкие представления на этот счет имеются только для залов-аудиторий. Ввиду того, что частотный диапазон воспроизводимых речевых сигналов сравнительно невелик (чуть больше 2-х октав), предпочтительно иметь плоскую частотную характеристику, то есть независимость Т_опт от частоты для среднего и высокочастотного диапазонов и лишь некоторый спад Т_опт(~ 15 %) в области низких частот.

·В залах, где используется современная танцевальная музыка, характеризующаяся быстрым ритмом, а также используются системы звукоусиления, тоже предпочтительна плоская частотная характеристика для оптимального времени реверберации, правда, с несколько меньшим его значением (примерно на 10¸20 %).

·Для залов многоцелевого назначения (с музыкальными и речевыми программами) рекомендуют в частотном диапазоне 500¸2000 Гц оставлять оптимальное время реверберации постоянным и равным его значению на частоте 500 Гц (см. рис. 6.3, прямая 4, или формула (6.5)), а в области низких частот (125 Гц) повышать его на 20¸40 %.

·Что касается чисто музыкальных залов (симфоническая и камерная музыка), то частотная характеристика времени реверберации должна быть с некоторым подъемом в сторону низких частот. Обычно рекомендуют на частоте 125 Гц иметь время реверберации на 20 % выше, чем для частоты

500 Гц.