Акустические условия залов и аудиторий должны обеспечивать достаточную громкость и разборчивость речи и музыки. В этой статье рассматриваются обстоятельства, ухудшающие эти условия: искажения, вызванные отражением звука, несоответственная громкость, чрезмерная реверберация и шумовые помехи.
Искажения, обусловленные отражениями звука. При рассмотрении идеальных акустических условий в залах уже указывалось, что большинство акустических недостатков помещений обусловливается отраженным звуком; сюда относятся реверберация, интерференция, резонанс, эхо и фокусировка, или концентрация, звуковых волн. Так, при наложении на прямой звук отраженного звука, сконцентрированного вогнутой стеной, разборчивость обычно ухудшается. Эхо слышно в тех случаях, когда отраженный звук приходит не менее чем через 1/15 сек. после прямого. Этот недостаток уже упоминался при изучении отражений и разбирался в статье об акустическом проектировании. Из сказанного уже ясна важность учета как формы отражающих поверхностей помещения, так и их поглощения при отделке тем или иным материалом. Неразборчивость, вызываемая отражениями. Иногда неразборчивость и «размазывание» речи и музыки вызывается наложением отраженного звука на прямой. Рассмотрим, например, непосредственно приходящие к слушателю звуки слова тон (рис. 77). Гласная о связывается с согласной т, с одной стороны, и с согласной н — с другой; общее время, затрачиваемое на произнесение такого слова, составляет 0,3 сек. Пусть теперь отражение этих звуков от стены приходит к слушателю через 0,05 сек. после прямого звука. Результирующая прямого и отраженного звуков дает усиление, способствующее разборчивости. Хотя согласные несколько удлинены, а гласная — усилена, результирующая все же воспроизводит сказанное слого.
Рисунок 11. Усиление громкости произнесенного слова отраженным звуком, приходящим через малый интервал времени после прямого звука. Отражение благоприятствует разборчивости.
Если же отраженный звук приходит через 0,1 сек. после прямого, то он вызывает неразборчивость, как это иллюстрируется (рис. 78).
Можно вычислить, на каком предельном расстоянии от отражающей стены должен находиться оратор для того, чтобы отражение не вызывало неразборчивости речи. В самом деле, принимая скорость звука при обычной температуре, равной 340 м/сек., получим, что за 0,05 сек. звук пройдет расстояние 17 м (0,05×340=17). Следовательно, предельное расстояние равно 8,5 м, что как раз дает разницу в 17 м между длиной пути прямого и отраженного звука. Петцольд исследовал аналогичный эффект для музыкальных звуков, причем предельное время запаздывания отраженного звука, еще не вызывающее неразборчивости, составляло от 0,035 до 0,042 сек. в зависимости от характера музыки. Это соответствует различию в пути прямого и отраженного звука от 11,9 до 14,3 м. Результаты Петцольда указывают на важную роль отражающих поверхностей, расположенных вблизи музыкантов или оратора.
Рисунок 78. «Размазывание» произнесенного слова отраженным звуком, приходящим значительно позже прямого звука.
Обычное расположение сценического пространства определяется требованиями, не связанными с акустикой. Большие сценические коробки современных театров обычно не имеют поверхностей, настолько близких к исполнителям, чтобы могло создаваться желательное отражение, но в меньших залах было бы нетрудно спроектировать звуковые отражатели и избавиться от применяемых тяжелых звукопоглощающих драпировок.
Наилучший эффект могут дать плоские звуковые отражатели, расположенные не дальше 6 м от исполнителей и наклоненные так, чтобы звук отражался к слушателям. Тогда прямой звук будет усилен отраженным, а промежуток времени между приходом прямого и отраженного звука будет так мал, что искажения не появятся.
Такое устройство не только улучшает условия для слушателей, но и помогает самому оратору или музыканту, позволяя ему слышать свое исполнение и добиваться лучшего эффекта. Музыканты всегда предпочитают играть или петь поблизости от стены. Они также предпочитают, чтобы пол сцены был резонирующим, без ковров, которые заглушают усиливающие отражения.