مقدمه:
ساختمان های عمومی نظیر مراکز آموزشی و اداری که امروزه ساخته می شوند معمولاً حداقل دارای یک سالن سخنرانی می باشند. سالن های سخنرانی از جمله فضاهایی هستند که در آنها، کیفیت آکوستیکی خوب مورد نیاز است. به طور معمول، یک سخنران برای گروهی شنونده صحبت می کند که انتظار می رود همه آنچه که سخنران می گوید به طور کامل شنیده شود. برای آن که چنین شرایطی در سالن های سخنرانی تأمین شود باید ضوابط مشخصی تعیین گردد که متخصصین آکوستیک بتوانند مبنای کار طراحی قرار دهند. در ابتدای امر، طراح سالن باید تصمیم بگیرد که چه ضوابط اگوستیکی را مبنای کار قرار دهد تا وضعیت اکوستیکی با کیفیت خوب حاصل شود. بررسی های انجام شده نشان داده اند که تراز نوفه زمینه بالا و زمان واخنش زیاد، وضوح گفتار را در سالن مخدوش می سازد و موجب خستگی شنوندگان نیز می شود.
بسیاری از متخصصین خصوصاً در کشورهای در حال رشد هنوز نوفه و واخنش را به صورتی جداگانه مد نظر قرار می دهند.
هدف از پروژه فعلی، بررسی کمیت های اکوستیکی و تعین ضوابطی برای طراحی های آکوستیکی سالن های سخنرانی است.
2- برسنج نوفه و برسنج واخنش
صدادهای موجود در هر فضا، بر دو نوعند؛ خواسته یا ناخواسته. یک صدای بخصوص، مثل گفتار یک فرد، ممکن است در شرایطی «خواسته» و در شرایطی دیگر «ناخواسته» باشد. هر گونه صدای ناخواسته را «نوفه» می نامند. نوفه موجود در یک سالن سخنرانی می تواند ناشی از منابع خارجی مانند نوفه وسایل رتبری بوده و یا منشاء داخلی داشته باشد، مانند صدای ناشی از تأسیسات یا همهمه افراد در داخل سالن و یا فضاهای مجاور سالن سخنرانی.
عواملی که در وضعیت آکوستیکی، ازجمله وضوح گفتار در یک سالن، حائز اهمیت است نوفه موجود و واخنش سالن می باشدو تجربه نشان داده است که این دو فراسنج باید حدود معینی داشته باشند تا عملکرد آکوستیکی مطلوب حاصل شود. این جدود مجاز، «برستنج نوفه» و «برسنج واخنش» نام دارند.
2-1 وضوح گفتار
به منظور ارزیابی آکوستیکی یک سالن، وضوح گفتار در آن مورد بررسی قرار می دهند. لذا، ضروری است عواملی که وضوح گفتار در یک سالن به آن بستگی دارد مشخص گردد.
2-1-1- درصد شمردگی
بنابر تعریف، درصد شمردگی به آن نسبت از کلمات یا هجاهای یک متن گفتاری گفته می شود که به درستی دریافت می شوند. یعنی، به آن درصدی از اجزاء صوتی اطلاق می گردد که، ذهن شنونده به درستی تشخیص می دهد و به طور تجربی با فرمول زیر توضیح داده می شود.
(2-1) KiKrKnKs96 P.A.=%(درصد شمردگی)
در این فرمول Ki مربوط به وابستگی گفتار به تراز میانگین شدت صدای سخنرانی در یک سالن می باشد. به طوری که در شکل 2-1-الف نشان داده شده است مقدار این ضریب در تراز 60 تا 80 دسی بل، به حداکثر می رسد و در تراز کمتر از 40 دسی بل به سرعت کاهش می یابد. ضریب Kr وابستگی وضوح گفتار به زمان واخنش را مشخص می کند. همان طور که در شکل
2-1-ب نشان داده شده است، با افزایش زمان واخنش، ضریب Kr کاهش می یابد. شکل 2-1-ج نشان می دهد که Kn، به نسبت بین نوفه موجود در سالن و تراز صدای گفتار سخنران بستگی دارد. هرچه تراز نوفه موجود بالاتر باشد صدای گفتار را بیشتر می پوشانند و لذا، Kn کاهش می یابد. ضریب Kr نیز به شکل هندسی و عواملی مانند پژواک بستگی دارد.
بنابراین، وضوح گفتار در یک سالن، نه تنها به زمان واخنش، بلکه به نوفه موجود نیز وابسته است و باید دید که چه ترکیب هایی از این دو فراسنجی، یعنی واخنش و نوفه قابل قبول به حساب می آیند.
این فرمول تجربی می گودی که حتی موقعی که همه ضرایب فوق برابر یک باشند بهترین شرایطی که برای درصد شمردگی (P.A.) حاصل می شود برابر 96 درصد به جای 100 درصد می باشد و دلیل آن این است که هجاهای خودشان تا حدودی دارای ابهام و عدم وضوح می باشند. راه های دقیق تر این قضیه در Acoustic Measurment ، Beranek و استاندارد ANSI Articulation S 3.5 1969 ارائه شده است.
2-2- واخنش در یک سالن
صداهایی که در یگ سالن پخش می شوند، انعکاس های متوالی و متعددی خواهند داشت و شنونده پس از شنیدن صدای مستقیم، مجموعه ای از انعکاس ها را نیز دریافت می کمند. چنانچه فاصله زمانی موجود بین دو انعکاس پی در پی، کمتر از 50 میلی ثانیه یا 20/1 ثانیه باشد، گوش انسان صدای مستقیم و تمام انعکاس های آن را به صورتی پیوسته خواهد شنید. این مجموعه انعکاس ها، «واخنش» نام دارد. در هر برخورد صدا با سطوح سالن، قسمتی از انرژی صوتی جذب می شود. لذا، انعکاس هایی که به ترتیب به گوش شنونده می رسد تدریجاً از شدت نسبی کمتری برخوردار خواهند بود. به منوظر ارزیابی عددی واخنش یک سالن، زمان واخنش آن را تعیین می کنند.
2-2-1 زمان واخنش
همان طور که در بخش 2-2، واخنش در یک سالن، توضیح دادیم، انعکاس هایی که به ترتیب به گوش شنونده می رسد، شدت نسبی کمتری دارد. مدت زمانی که پس از شنیدن صدای مستقیم، شدت صدای انعکاسی، آن قدر کاهش می یابد که دیگر اثر قابل ملاحظه ای بر صداهای موجود ندارد را «زمان واخنش» می نامند. بنا بر تعریف، زمان واخنش یک سالن، مدت زمانی است که لازم خواهد بود تا پس از قطع منبع صدا، تراز فضار صدا، 60 دسی بل افت کند. رابطه بین زمان واخنش با مشخصات سالن در فرمول 2-2 داده شده است.
(2-2)
که در آن
V: حجم آکوستیکی سالن یعنی، حجمی که امواج صوتی در آن تحرک دارند.
S: سطح آکوستیکی سالن یعنی، حاصل جمع سطوحی که امواج از آنها منعکس می شوند.
A: ضریب جذب میانگین صدا توسط سطوح مختلف سالن که، به جنس سطوح و بسامد موج بستگی دارد.
M: ضریب جذب مسافتی امواج صوتی توسط هوای سالن. مقدار این فراسنج در بسامدهای زیر 1000 هرتز، ناچیز است.
بنابراین، برای قسمت های بم و خصوصاً متوسط بیناب صداهای روزمره، که قسمت عمده انرژی را در بر دارند می توان m را نادیده گرفت و رابطه زمان واخنش به صورت زیر می باشد:
(2-3)
از فرمول فوق، دو نتیجه مهم حاصل می شود که عبارتند از:
1- فضا های بزرگ، مثل سالن های ساخنرانی که حجم بزرگی دارند، به همان نسبت دارای زمان واخنش بیشتری نمیز می باشند. لذا، با توجه به شکل
2-1-ب، این مسئله بر وضوح گفتار سخنران در سالن نیز تأثیر زیادی داشته و آن را خدشه دار می سازد.
2- پوشش دیوارها، کف و سقف تجهیزات موجود در سالن ها، از قبیل صندلی هال و پرده ها، خاصیت جذب صونی زیادی دارند و این موضوع زمان واخنش سالن ها را کاهش می دهد. که، با توجه به شکل 2-1-ب، این مسئله در بهبود وضعیت وضوح گفتار و مفهوم بودن صدای سخنران تأثیر بساری دارد.
در نتیجه، علیرغم این دو عامل مغایر، ایجاد زمان واخنش بهینه در سالن سخنرانی، در حصول مطلوب وضوح گفتار اهمیت بسیازی دارد.
2-2-2 زمان واخنش بهینه
زمان واخنش کمیتی است که به منظور کنترل وضعیت آکوستیکی یه سالن، به کار می رود. در بخس 2-2-1- فرمول 2-3، به این نتیجه رسیدیم که به منظور این که شرایط بهینه شنودی و یا واخنش بهینه، در یک سالن حاصل شود، ضروری است حجم سالن در ارتباط با کاربرد آن، دارای رقم و تناسب صحیح باشد. در جدول 2-1، مقادیر بهینه حجم لازم برای هر نفر (حجم سرانه)، در سالن های متفاوت ارائه شده است. مقدار بهینه حجم سرانه، به کاربری سالن وابسته است. موزیکی که در یک سالن کوچک نواخته می شود کاملاً خشک و بی روح خواهد بود در حالی که در یک سالن با حجم زیاد نسبت به ظرفیت صندلی ها در آن، گفتار دارای وضوح کافی نخواهد بود. لذا، در طراحی اکثر سالن ها، اعداد ارائه شده در جدول 2-1 مد نظر قرار می گیرد.
(جداول و تصاویر در فایل اصلی موجود است)