بسمه تعالی

 بررسی آکوستیک سالن­های کنسرت 

چکیده

1-مقدمه

2- معرفی و تعریف پارامترهای موثر بر آکوستیک سالن­ها

2-1- پارامترهای انرژی

2-2- پارامترهای واخنش

2-3-پارامترهای وضوح

2-4- پارامترهاي روشني                                                                                     

2-5- پارامترهای فضایی

2-6- افت شمردگي همخوانها                                                                                    

2-7- ضريب انتقال گفتار در فضاي بسته                                                             

2-8- پارامتر نزديكي                                                                                           

2-9-پارامتر نزديكي                                                                                             

3- مروری بر مطالعات و تحقیقات صورت گرفته در زمینه آکوستیک سالن­های کنسرت

4- مراجع

---

 چکیده

یکی از مهمترین مسائل در نحوه­ی طراحی سالن­های کنسرت، ويژگي آكوستيكي آن­ها جهت ارائه نمودن هنر هنرمندان به بهترین شکل ممکنه می­باشد. بدین منظور تحقیقات و مطالعات گسترده­ ای در جهت شناخت و تعیین پارامترهای موثر بر چگونگی آکوستیک سالن­های کنسرت، چه از نظر ذهنی و چه از نظر عینی صورت گرفته و یا در حال تحقق می­باشد. در تحقیق حاضر سعی شده است تا ضمن معرفی و آشنایی با پارامترهای موثر بر اندازه­گیری و تعیین نمودن ويژگي هاي آکوستیکی سالن­های کنسرت، به بررسی و مطالعه فعالیت­ها و تحقیقات صورت گرفته در این زمینه پرداخته ­شود. 

1- مقدمه

سالن­های کنسرت نقشی مهم و سهمی زیاد در خصوص رونمایی و نمایش هنر موسیقیدانان دارا می­باشد بطوری که چگونگی طراحی از دیرباز مورد توجه متخصصان بوده است. مهمترین مسئله در خصوص طراحی این سالن­ها بی تردید مسئله­ی آکوستیک آن­ها می­باشد. بدین صورت که چه پارامترها و معیارهايی می­تواند بیانگر عملکرد یک سالن در خصوص چگونگی و نحوه­ی توزیع صدا در آن و رساندن آن به گوش حضار باشد. 

 

2- معرفی و تعریف پارامترهای موثر بر آکوستیک سالن­های کنسرت

پارامترهای زیادی در خصوص ارزیابی سالن­های کنسرت از نظر آکوستیک بودن مطرح گردیده است که در این جا به معرفی آن­ها پرداخته می­شود. این پارامترها و محاسبات مربوط به آن­ها عینی¹ می­باشد. در واقع این پارامترها جهت ارزیابی ذهنی² و احساسی از کیفیت سالن­ها می­باشد. منظور از ارزیابی ذهنی شامل موارد زیر می­باشد:

•    شفافیت³: با توجه به شنوایی از موسیقی، شفافیت به درک تون­های جدا ازهم در زمان و آلات موسیقی که همزمان نواخته می­شود، بر می­گردد.
•    واخنش⁴: بیانگر درجه نشاط و آشکار⁵ بودن سالن است.
•    قابل فهم بودن⁶: این پارامتر جهت درک شفاهی⁷ کیفیت و شنوایی لازم و ضروری است.
•    احساس فضایی⁸: توصيفي از احساس و درک احاطه شدن با صوت است كه حس کوچک بودن سالن و یا نزدیک بودن به منبع صوت را به انسان می­دهد.

---

¹Objective   ²Subjective      ³Transparency     ⁴Reverberation    ⁵Vivacity   ⁶Intelligibility    ⁷Verbal comprehension

⁸Space sensation

 

2-1- پارامترهای انرژی

   2-1-1- ضریب قدرت¹(G)

تفاوت اندازه سطح فشار صوت در یک نقطه از سالن، با حضور یک منبع صوت تمام جهته بر روی سن، با سطح صوتی که می­بایست در یک فاصله 10 متری از همان منبع صوت، با همان سطح قدرت، اندازه­گیری شود، را ضریب قدرت می­گویند. این ضریب توسط رابطه زير بیان می­شود.

که p_A(t) سطح فشار صوت در یک منطقه آزاد در فاصله 10 متری می­باشد. از آن جا که مقایسه اندازه­گیری­های کالبیره شده نشان داده است که صدای مستقیم به عنوان مرجع معمولاً مقدار زیادی ضریب قدرت در فرکانس­های کم، مقادیر نسبتاًٌ خوب در فرکانس­های متوسط (بین 500 تا 1000 هرتز) و مقادیر بسیار پایین از این ضریب تولید می­کنند. بدین خاطر از رابطه زير استفاده می­شود.

                                                                                                     

پارامتر  G_midاز رابطه تجربي زير نيز قابل دستيابي است كه در آن V حجم استوديو يا تالار مي باشد.

 

وجود RT در رابطه فوق از منظر رياضي منطقي است زيرا قدرت صدا رابطه اي معكوس با كل سطح و جذب در يك فضا دارد و معمولاً در يك فضاي كوچكتر صدا قويتر بنظر مي رسد. همچنين در يك فضاي بسته با موادي كه جذب صوتي زيادي دارند (زمان واخنش كم) قدرت صدا كمتر از فضايي است كه جذب صوتي مواد بكار رفته در سطوح (ديوارها، كف و سقف) كم است.

فاكتور توان بهينه در استوديوها و تالارهاي موسيقي بايد 4 تا 5/5 دسيبل باشد. در جدول 1مقادير G_mid مربوط به تعدادي از تالارهاي معروف موسيقي نشان داده شده است.

 

جدول 1 -مقاديرG_midمربوط به تعدادي از تالارهاي معروف موسيقي

 

 

 

تكنيكهاي افزايش زمان واخنش در فركانسهاي مياني همچون كاهش جذب صوتي در محيط بر فاكتور توان G_mid اثر مي گذارد. بهر حال واخنش زياد مي تواند سبب كدر شدن و تيرگي اصوات شده و از ميزان وضوح بكاهد. ايجاد توازن بين پارامترهاي توان، واخنش و وضوح از مسئوليتهاي مهم متخصص آكوستيك است.

توان صداي مستقيم منبع همچنين بر درك بلندي صدا تأثير دارد. تراز صداي مستقيم با دور شدن از آن بتدريج كاهش مي يابد تا جاييكه تراز صداي مستقيم با تراز صداهاي انعكاس يافته برابر مي شود. اين مسافت را R يا فاصله بحراني (critical distance) مي نامند كه از رابطه زير مي توان آن را حساب كرد.

دراين رابطه S كل سطوح، Q ضريب جهتي منبع صوتي ( اگر منبع در تمام جهات بطور برابر صدا را منتشر كند اين ضريب 1 است) و  متوسط ضريب جذب فضاي بسته است. 

 

---

Strength Factor¹

   

2-1-2- ضریب وضوح¹

اين پارامتر ميزان شفافيت، روشني و تميزي صدا را آشكار مي سازد. براي مثال آيا تمام نتهاي موسيقي در يك قطعه با ضرب آهنگ تند بطور متمايز از هم شنيده مي شوند و يا اينكه نتها يكديگر را مي پوشانند و با هم شنيده مي شوند. البته برخي پوشانندگي هاي اجزا صوتي در پخش موسيقي مطلوب است اما در پخش كلام و آواز وضوح بيشتر با افزايش نسبت انعكاسات زود هنگام به انعكاسات دير هنگام انرژي صوتي بدست مي آيد. ضریب وضوح بصورت رابطه زير تعریف شود.

 

انعكاسات زود هنگام انعكاساتي هستند كه در طي 50 يا 80 ميلي ثانيه پس از صداي مستقيم منبع به شنونده مي رسند. براي اندازه گيري وضوح كلام از C₅₀ و براي اندازه گيري وضوح موسيقي از C₈₀ استفاده مي كنند كه با روابط زير توسط AHNERT تعريف شده اند.

         

 

براي مثال در رابطه  ميزان انرژي صوتي است كه در 80 ميلي ثانيه ابتدايي به شنونده مي رسد و  ميزان انرژي صوتي است كه پس از 80 ميلي ثانيه به شنونده مي رسد.

 

شكل 1 – بازه ي انرژي صوتي دريافتي به شنونده

 

C₈₀ و C₅₀ هميشه در مقياس دسيبل اندازه گيري مي شوند و به فركانس وابسته هستند. وضوح صدا در يك فضاي بسته با معدل اندازه گيري آن در سه فركانس 1000، 500 و 2000 هرتز مشخص مي شود. مقادير قابل قبول براي وضوح صدا متناسب با كاربري متفاوت است. براي مثال ميزان وضوح در تالارهاي موسيقي بايد در محدوده 4- تا 1+ دسيبل باشد. در جدول 2 مقادير وضوح صدا در چند تالار موسيقي مشهور بدون حضور شنوندگان گردآوري شده است.

 

جدول 2 -مقادير وضوح صدا در چند تالار موسيقي مشهور بدون حضور شنوندگان

 

 

براي افزايش وضوح بايد ميزان انرژي صوتي زودهنگام را بيشتر كرد كه اين امر با افزايش ميزان جذب انرژي صوتي در نواحي دور از منبع صوتي ممكن است.

 

---

Clarity Factor¹

2-1-3- زمان مرکزی¹

پارامتر زمان مياني يا  زماني است كه كل انرژي صوتي پخش شده (سطح زير منحني پاسخ ضربه) به دو بخش مساوي تقسيم مي شود. هرچه اين زمان كمتر باشد نشان دهنده بالا بودن نسبت انرژي مستقيم و يا انعكاسات اوليه به انرژي صوتي ناشي از انعكاسات ديرهنگام است. مقادير معمول براي اين پارامتر از 5 ميلي ثانيه تا 1 ثانيه است.

شكل 2 – تعريف بازه ي پارامتر زمان مركزي

 

زمان مرکزی از طریق رابطه زير تعریف می­گردد.

                                                                                                        

 

---

Center Time¹

 

2-2- پارامترهای واخنش

 

2-2-1- زمان واخنش

 

زمان­های واخنش شامل زمان اولیه ميرايي¹(EDT) و T30 بصورت زیر محاسبه می­شوند.

زمان اولیه ميرايي، زمان افت Db60 می­باشد که از طریق تنظيم کردن خطی به نسبت منحنی زوال بین . تا 10- دسي­بل حاصل می­گردد. T30، زمان افت Db60 می­باشد که از طریق تنظيم کردن خطی به نسبت منحنی افت بین 5- تا 35- دسي­بل حاصل می­گردد.

 

---

Early Decay Time¹

2-2-2- ضریب درخشندگي(Br)¹

درخشندگي صدا  براي انتقال احساس درخشش، روشني و تميزي صداي سازها استفاده مي شود. درخشندگي بيش از حد سبب گوشخراشي، شكنندگي و فلزي بودن صداها مي شود.این ضریب از طریق رابطه زیر تعریف می­شود.

 

در اين رابطه صورت كسر مجموع زمانهاي واخنش در فركانسهاي اكتاوي 2000 و 4000 هرتز و مخرج كسر مجموع زمانهاي واخنش در فركانسهاي اكتاوي 500 و 1000 هرتز است.

 

---

Brilliance¹

 

2-2-3- ضریب بم(BR)¹

بمي يا گرمي صدا در تالارهاي موسيقي واژه اي است كه براي تشريح گيرايي، نرمي و ملايمت موسيقي كاربرد دارد. گرمي زياد صدا مي تواند به احساس ناخواسته بودن و تاريكي صدا در تالار منجر شود. متخصصان آكوستيك توازن بين گرمي و درخشندگي صدا را با ايجاد توازن بين نسبت واخنش در فركانس هاي پايين و بالا بدست مي آورند. بدين ترتيب نسبت باس يا Bass Ratio (BR) براي اندازه گيري ميزان بمي يا گرمي توسط BERANEK تعريف شده است. این ضریب بصورت رابطه زير محاسبه مي شود.

                                                                                                        

 

در اين رابطه صورت كسر مجموع زمانهاي واخنش در فركانسهاي اكتاوي 125 و 250 هرتز و مخرج كسر مجموع زمانهاي واخنش در فركانسهاي اكتاوي 500 و 1000 هرتز است. نسبت باس 1/1 تا 1/25 براي مكانهايي كه واخنش زياد مدنظر است (متناسب با نوع موسيقي) مطلوب و پسنديده است. در حاليكه توصيه شده است نسبت باس در تالارها و استوديوهاي بزرگ و معمولي با زمان واخنش 1/8 ثانيه و كمتر، درحدود 1/1 تا 1/45 باشد. درجدول 3 مقادير نسبت باس و زمان واخنش در برخي تالارها با حضور شنوندگان نشان داده شده است.

 

جدول 3 -مقادير نسبت باس و زمان واخنش در برخي تالارها با حضورشنوندگان

 

 

براي افزايش گرمي صدا بايد زمان واخنش در فركانسهاي پايين را افزايش داد درحاليكه زمان واخنش در فركانسهاي مياني به بالا ثابت مانده يا كاهش يابد. اين كار را مي توان با افزودن بر متريالهايي در استوديو كه انرژي صوتي را در فركانسهاي پايين بهتر و بيشتر از فركانسهاي بالا جذب مي كنند انجام داد. بهر حال همواره بايد وجود توازن بين گرمي و درخشندگي مدنظر باشد زيرا جذب بيش از اندازه فركانسهاي بالا سبب كاهش درخشندگي كه پديده اي ناخوشايند است مي شود.

 

---

Bass Ratio¹

 

2-3- پارامترهای وضوح

پارامترهای وضوح شامل STI و RASTI می­باشند که بر اساس مجموع وزنی از توابع انتقال مدولاسیون حاصل مي­شوند. STI بصورت جمع وزنی ضرایب انتقال مدولاسیون، یکی برای فرکانس هشتایی باند فرکانسی از 125 هرتز تا 8 کیلوهرتز با در نظر گرفتن تاثیرات شنوایی طبق IEC 60268-16  محاسبه می­شود. RASTI بصورت جمع وزنی ضرایب انتقال مدولاسیون بین 500 تا 200 هرتز باند هشتایی محاسبه می­شود.

 

2-4- پارامترهای روشني¹

اين پارامتر نسبت انرژي صوتي برگشتي زود هنگام به كل انرژي صوتي را معين مي كند. انرژي برگشتي زود هنگام انرژيي است كه از ابتداي پاسخ ضربه تا زمان معين شده اي ايجاد مي شود.

زمان تعيين شده مي تواند براي مثال 50 ميلي ثانيه باشد (شكل 3). در واقع اين پارامتر هم براي كميت سازي قابليت فهم گفتار در استوديوها است كه به كمك پاسخ ضربه بدست مي آيد. اين پارامتر معين مي كند يك شنونده در جاي معيني از تالار گفتار سخنگو را با چه كيفيتي درك مي كند.

 

شكل 3 – تعريف بازه ي پارامتر روشني

---

Definition¹

 

2-5- پارامترهای فضایی

ضریب ¹IACC به عنوان ماکزیمم در بازه زمان تاخیر (τ کمتر از یک میلی­ثانیه) از تابع همبستگي ضربی (IACCF) بین فشار در گوش چپ(p_L(t)) و راست (p_R(t)) می­باشد، که در بازه زمانی t₁ و t₂ اندازه­گیری می­شود.

                                                                                   

 

کسر انرژی جانبي اوليه نیز بصورت رابطه زير تعریف می­شود.

                                                                                                                           

که در آن p_g(t) پاسخ ضربه اندازه­گیری شده با یک میکروفن هشت شکل است که يكي از سوراخ هاي آن به سمت منبع قرار گرفته ­باشد.

 

---

Inter Aural Cross-Correlation Coefficient¹

 

2-6- افت شمردگي همخوانها¹

براي ارزيابي قابليت فهم²كلمات در فضاهاي بسته بزرگ (با يا بدون تقويت الكترونيكي صدا) علاوه بر C₅₀، معيار جايگزين ديگري به نام افت شمردگي همخوانها يا AL_cons

Articulation Loss of Consonants)) نيز تعريف شده است PEUTZ and KLEIV (1). در اين ارزيابي تعداد همخوانهاي درك نشده توسط شنوندگان بصورت آماري استخراج مي شود. با توجه به مطالعات انجام شده براي افت شمردگي همخوانها در زبان انگليسي جدول زير بدست آمده است.

 

جدول 4–مطالعات انجام شده براي افت شمردگي همخوانها در زبان انگليسي

  

 

اين جدول نشان مي دهد كه تعداد همخوانهاي درك نشده در هر 100 كلمه كمتر 3 همخوان باشد ميزان افت شمردگي ايده ال انگاشته مي شود. در بدترين وضعيت اگر در هر 100 كلمه تعداد همخوانهاي درك نشده بيش از 20 همخوان باشد كيفيت شمردگي كلمات بسيار نازل است. زمان واخنش زياد سبب افزايش افت شمردگي مي شود. همچنين متناسب با طول زماني همخوانها زمان واخنش زياد براي براي سيگنالهاي بعدي همچون نوفه محسوب شده و شمردگي آنها را نيز كاهش مي دهد. رابطه بين شمردگي همخوانها و ضريب انتقال گفتار³ توسط STEENEKEN, H.J.M, Houtgast.t[2]بدست آمده است:

% ALC = 170.5405 e^-5.419(STI)

 

---

 

Articulation Loss of Consonants¹    Intelligibility²   Speech Transmission Index³

 

2-7- ضريب انتقال گفتار در فضاي بسته¹

ضريب انتقال گفتار در فضاي بسته (RASTI) فرم ساده شده پارامتر ضريب انتقال گفتار است كه بيشتر در سيستمهاي مخابراتي استفاده مي شود. ضريب انتقال گفتار در فضاي بسته در واقع براي بررسي و ارزيابي سيستم صوتي مكانهاي عمومي (فرودگاهها، ايستگاههاي قطار، فروشگاهها و ...) بكار برده مي شود. اما چون چگونگي آكوستيك يك فضاي بسته مانند تالار يا استوديوي بزرگ بر نحوه عملكرد سيستم صدارساني آن مكان اثر دارد مي تواند آن را نيز پارامتري آكوستيكي در نظر گرفت. ضمن اينكه تمام تالارهاي بزرگ و استوديوها براي صدارساني به شنوندگان بايد از يك سيستم صوتي پر قدرت استفاده نمايند. براي تعيين ضريب انتقال گفتار در فضاي بسته از كاهش مدولاسيون سيگنال بين مكان منبع صوت و مكان گيرنده در فركانسهاي اكتاوي 500 و 2000 هرتز استفاده مي شود. دانشمندان آكوستيك بر اين باور بوده اند كه نه تنها واخنش و نوفه بر ميزان شمردگي گفتار اثر دارد بلكه سيگنالهاي صوتي بيرون از فضاي بسته و يا تغييراتي كه در سيگنال اصلي حين طي كردن مسير منبع صوت تا شنونده پديد مي آيد نيز بر شمردگي كلمات موثر است. ايشان براي اثبات اين نظريه از تابع انتقال مدولاسيون² يا MTF براي اهداف آكوستيكي استفاده كرده اند. تابع انتقال مدولاسيون يا m(F) با رابطه زير تاثيرات فوق را در قابليت فهم كلمات نشان مي دهد.

در اين رابطه F فركانس مدولاسيون برحسب هرتز، RT زمان واخنش بر حسب ثانيه و S/N نسبت سيگنال به نوفه سيستم تقويت كنندگي صدا برحسب دسيبل است. براي اندازه گيري F را از 0.63 تا 12.5 هرتز و بصورت يك سوم اكتاوي در نظر مي گيرند.

 

شكل 4– تعريف تابع انتقال مدولاسيون به همراه منحني هاي مربوط به آن

 

 

با كمك تابع انتقال مدولاسيون و داشتن پاسخ ضربه ميتوان با استفاده از تجهيزات ويژه اي ميزان ضريب انتقال گفتار در فضاي بسته را معين نمود. در واقع اين پارامتر براي ارزيابي ميزان اثرگذاري نوفه هاي اكوستيكي داخلي و خارجي، نوفه هاي الكترونيكي ناشي از تقويت كننده هاي صوتي، ديستورشن ناشي از بلندگوها و نيز تاثير واخنش محيط بر فهم گفتار پخش شده از سيستمهاي صدارساني است.

 

---

Room Acoustic Speech Transmission Index¹         Modulation Transfer Function²

 

2-8- پارامتر نزديكي¹

پارامتر نزديكي احساس شنوندگان از ميزان فاصله منابع صوتي با آنها است يعني اينكه چقدر سازها و اركستر به آنها نزديك هستند. اين پارامتر در استوديوها و فضاهاي كوچك خود به خود وجود دارد اما در استوديوها و تالارهاي بزرگ دستيابي به آن دشوار است. در واقع هر چه استوديو يا تالار موسيقي بزرگتر باشد رسيدن به احساس نزديكي اركستر سخت تر گشته و در تعارض با پارامترهاي ديگر قرار مي گيرد. اگر در طراحي يك استوديوي بزرگ يا تالار موسيقي به پارامتر نزديكي توجه نشود شنوندگان احساس مي كنند اركستر از آنها دور و جدا است.

ميزان نزديكي با اندازه گيري كميتي به نام initial time-delay gap (ITDG)حاصل مي شود. اين كميت عبارت از اختلاف زماني صداي مستقيم منبع و اولين انعكاس مهم در هنگام رسيدن به يك گيرنده (شنونده) معين است. اگر يك فضاي بسته داراي ITDGنسبتاً كم باشد آن فضا را نزديكي بيشتر مي نامند و بنابراين ITDGبيشتر به معناي نزديكي كمتر است. در فضاهاي كوچك سطوح داخلي (ديوارها، كف، سقف) با هم فاصله فيزيكي كمي دارند به طوريكه انعكاسات صوتي بيشتر تكرار مي شوند در حاليكه در فضاهاي بزرگتر سطوح از هم دور هستند و بنابراين انعكاسات نيز با فاصله از هم تكرار مي شوند. چون اين پارامتر به جاي گيرنده (شنونده) وابسته است پس بر طبق استاندارد براي اندازه گيري آن، بايد گيرنده دقيقاً در مركز استوديو باشد تا بتوان ميزان آن را در مكانهاي گوناگون با هم مقايسه نمود. مقدار ITDGمتناسب با نوع موسيقي كه استوديو براي اجراي زنده در آن زنده در آن طراحي شده است مي باشد. با اين حال اغلب تالارها و استوديوهاي بزرگي كه مورد توجه شنوندگان هستند ITDGكمتري دارند. در جدول زير مقادير ITDGدرتالارهاي موسيقي مشهور درج شده است.

 

جدول 5– مقادير ITDG در تالارهاي موسيقي مشهور

 

 

براي كاهش زمان ITDG(رسيدن به احساس نزديكي بيشتر بين شنونده واركستر) بايد فاصله اولين سطح منعكس كننده صدا تا جايگاه شنوندگان كوتاهتر شود. در فضاهاي بزرگ اين امر با افزودن بر تعداد منعكس كنندهاي سقفي يا بر آمدگيهاي نصب شده بر ديوارها مقدور است.

 

---

Intimacy¹

 

2-9- پارامتر گستردگي¹

گستردگي صدا واژه اي است كه در دهه 1970 معرفي شد و اشاره به احساس شنونده از ميزان پوشانندگي موسيقي است. در سه دهه گذشته پژوهشهاي زيادي در اين باره انجام شده است كه تاكنون منجر به تقسيم شدن گستردگي به دو بخش پهناي منبع صوتي²يا (ASW)و پوشانندگي صوتي شنونده ³يا (LE) گرديده است. پهناي منبع صوتي (ASW)دريافت حسي شنونده از بزرگي، پهناي منبع صوتي و پوشانندگي صوتي شنونده (LE)احساس شنونده از ميزان احاطه شدن و دربرگرفتگي توسط صدا و موسيقي است. احساس شنيدن صدا يا موسيقي از يك پنجره باز نقطه مقابل تعريف پوشانندگي صوتي شنونده است.

مطالعات اوليه بر روي گستردگي نشان داد كه انعكاسات جانبي صوت در يك فضاي بسته يعني انعكاسات ايجاد شده از بابت ديوارهاي مجاور نقش زيادي در درك گستردگي صدا دارند. تمايز بين پهناي منبع صوتي (ASW)و پوشانندگي صوتي شنونده (LE)به زمان رسيدنانعكاسات جانبي بستگي دارد. انعكاسات جانبي زود هنگام (در مدت 80 ميلي ثانيه پس از صداي مستقيم) بر روي پهناي منبع صوتي (ASW) اثر دارد در حاليكه انعكاسات جانبي ديرهنگام (پس از 80 ميلي ثانيه) بر روي پوشانندگي صوتي شنونده (LE)تاثير مي گذارد.

براي اندازه گيري گستردگي پارامترهاي گوناگوني پيشنهاد شده است كه هر يك براي درك آن سازوكار متفاوتي را پيشنهاد مي دهند. يكي از اولين پيشنهادها پارامتر مولفه انرژي جانبي⁴ يا (LF)بود كه عبارت است از نسبت انرژي رسيده از كناره ها و ديوارهاي جانبي فضاي بسته (استوديو، تالار موسيقي و ...) به انرژي صوتي دريافت شده از تمام جهتهاي آن فضا.

 

شكل 5– تعريف پارامتر مولفه انرژي جانبي

پارامتر ديگر ضريب همبستگي دوگانه شنوايي داخلي⁵ يا (IACC) است كه ميزان همبستگي دوگانه سيگنالهاي رسيده به دو گوش شنونده را اندازه مي گيرد. عدم تشابه بيشتر سيگنالهاي رسيده به دو گوش بصورت گستردگي بيشتر صدا حس مي شود.

 

شكل 6– تعريف پارامتر ضريب همبستگي دوگانه شنوايي داخلي

 

مقادير بيشتر LF و IACC به صورت احساس گستردگي بيشتر صدا تعبير شده است. LF(E4) كه براي 4 فركانس اكتاوي مياني است در استوديوها و تالارهاي موسيقي بايد در حدود 0/2 باشد. همچنين IACC(E3) كه ميزان IACC در سه فركانس اكتاوي مياني نيز بايد در حدود 0/6 تا 0/7 باشد. براي افزايش انعكاسات جانبي بايد منعكس كنندهايي بيشتري با سطوح نامنظم بر روي ديوارهاي كناري شنونده نصب گردد.

 

 

---

   Spaciousness¹   Auditory Source Width²   Listener Envelopment³   Lateral Energy Fraction⁴

  Interaural Cross-Correlation Coefficient⁵

 

3- مروری بر مطالعات و تحقیقات صورت گرفته در زمینه آکوستیک سالن­های کنسرت

تحقیقات تجربی که توسط سابین¹ در خصوص زمان واخنشصورت گرفته، اساس تمامی مطالعات در خصوص آکوستیک اتاق می­باشد. او نشان داد که زمان واخنش حداقل اولین تقریب از کیفیت آکوستیکی یک سالن را به شنوندگان عرضه می­کند. سپس تلاش­ها­ و مطالعات وسیعی در خصوص زمان واخنش مطلوب شنوندگان، تاثیر حجم اتاق و موادی که به عنوان جاذب در دیواره­ها بکارگرفته می­شد، انجام گرفت. پارکین² و همکارانش نمودارهايی جهت بررسی ارتباط زمان واخنش و حجم محیط ارائه نمودند. بهینه­ی بگنال³ کارهای اروپای­ها را  و بهینه­ی نادسن⁴ کارهای امریکای­ها را در این خصوص ارئه می­نمود. آن چه که در این خصوص توصیه می­شد این بود که بهینه زمان واخنش برای امریکایی­ها کوتاهتر از اروپای­هاست چراکه اركگسترهای امریکایی اغلب از همتای اروپاییشان بزرگتر می­باشند، بنابراین ساده­تر خواهد بود تا همان بلندی صدا را با واخنش کمتر ایجاد کنند[3].

قابل ذکر است که در همان دهه­های 60 تا 90 این گمان ایجاد گردید که زمان واخنش شرایط آکوستیکی یک سالن موسیقی را بطور کامل پاسخگو نیست. ونته⁵، میسون⁶، مویر⁷ و میر⁸ روش­های اندازه­گیری دیگری را به منظور بررسی دقیق­تر شرایط آکوستیکی ارائه نمودند. روش­های حالت پایدار که با ونته آغاز شد منجر به انتقال و بی­قاعدگی فرکانسی می­شد که نشان داده شد که وابسته به زمان واخنش می­باشند و مستقل عمل نمی­کنند[4].

اندازه­گیری پاسخ اتاق به تحریک پالس که توسط میسون، مویر و میر ارائه شد منجر به­ نتایج و اطلاعات قابل ملاحظه­ای شد که  بطور چشمگیری بین صندلی­های کنارهم تغییر پیدا می­کرد. این تفاوت­ها بی شک وابسته  به اکوهای دریافتی در نقاط گيرنده بعد از صدای مستقیم اولیه  می­باشد. تا کنون داده­های ناکافی برای شناسايی این که کدام ویژگی بخصوص از نتایج برای تشریح یک اندازه­گیری ساده بکار آید وجود دارد. با این وجود این روش می­تواند راهنمایی برای مقدار صدای دریافتی در 35 میلی ثانيه اول بعد از پالس مستقیم ­باشد[5, 6]. 

 

شکل 7  زمان واخنش در c/s  500 برای یک سالن پر[3].

 

 

نیکسون⁹ و همکارانش معیارهايی را برای قضاوت و ارزیابی کیفیت­های آکوستیکی یک سالن ارائه نموده­اند. آن­ها پیشنهاد نموده­اند که برای اطمینان از آکوستیک بودن یک سالن می­بایست زمان واخنش لحاظ گردد و مقدار آن از نمودارهای موجود استخراج گردد، شکل 7. دیوارها، سقف و منعکس کننده­های بالای­سر می­بایست از نظر هندسی بگونه­ای چیده­ شده باشند که هر موقعیت شنوایی یک اکوی اساسی در مدت 35 میلی­ثانیه از صدای مستقیم باشند. علاوه بر آن از استفاده از سطوح مقعر و آکوستیکی سخت که منجر به اشکالاتی در اکو می­شوند می­بایست اجتناب شود و نویزهای خارجی حذف و منابع نویزهای داخلی ناشی از مجراها تا حد کافی کم گردد. در نهایت صندلی­ها مناسب و بدون سر و صدا طراحی شوند. قابل ذکر است که او همچنین اشاراتی به میزان قابل فهم بودن صدا در ابتدا وابسته به کاربرد سالن یا اتاق برای سخنرانی می­باشد، اشاره نموده است. میزان وضوح از آن جا که شرایط خوب برای سخنرانی در فضاهای کوچک (کمتر از 50000 فوت­مکعب) و تقویت صدا در فضاهای بزرگ (بالاتر از 100000 فوت­مکعب) مشکل جدی برای سخنرانی در یک سالن، با فرض آن که شخص سخنران در محدوده میکروفون باشد ایجاد نمی­گردد. آزمایشات مربوط به قابل فهم بودن، که از طریق اندازه­گیری نسبت سیلاب­ها، کلمات  و یا جملات بطور دقیق توسط شنوندگان شنیده می­شود، حاصل می­گردد، وابسته به حجم اتاق و زمان واخنش می­باشد. با رسم خطوط نسبت وضوح برابر، نواحی مختلفی از کیفیت شرایط شنوایی را می­توان رسم نمود. حد پایین برای صدای تقویت شده در یک فضای 100000 فوت­مکعب برای این منظور در شکل 8 نشان داده شده است[7].

 

شکل 8 کانتورهای درصد وضوح برای سخنرانی در حضور 40 دسیبل نویز a) بدون تقویت b) با تقویت[7].

 

 

در سال 1971، جونز¹⁰ به طراحی یک سالن متوسط از نظر آکوستیکی پرداخت، شکل 9. بدین منظور با بکارگیری اصول حاکم بر طراحی آکوستیکی و استفاده از جاذب برای سالن فرث در دانشگاه شفیلد به بهبود آن پرداخت. معیاری که در این تحقیق برای ارزیابی استفاده شده است زمان واخنش می­باشد. بدین صورت که با بکارگیری اصول مذکور به بهینه­سازی آن پرداخته شود، شکل10 [8]. 

 

شکل 9 سن سالن فرث (Firth)]8[

 

 

شکل 10 زمان واخنش a) حالت اولیه، اشغال شده b) حالت اولیه،  بدون صندلی و پرده c)با سقف، سن و کف جدید، بدون صندلی d) مانند c همراه با ارکستر و حضار e) با جاذب اضافی، ارکستر و حضار[8]

 

 

در سال 1981، جردن¹¹ به بررسی تعدادی از پارامترها و معیارهای موثر بر آکوستیک سالن­های کنسرت پرداخت. این کار که از طریق اندازه­گیری معیارهای عینی سالن­های مختلف انجام گرفته، نشان می­دهد که یک روش نسبتاً ساده برای درجه­بندی آن­ها ممکن به نظر می­رسد.جردن به دو دلیل زمان واخنش را یکی از معیارهای خود معرفی می­كند: 1- این تنها پارامتر بسيار شناخته شده از تمام سالن­هاست. 2- این معیار مرتبط است با بیشترین قضاوت اولیه که توسط تمام موسیقیدانان و حضار سالن می­روند، اشاره می­گردد. (رزونانس واخنش، ...). یکی دیگر از معیارهای جردن مفهوم بسیار قوی، زمان اولیه ميرايي می­باشد که مانند مقیاس عددی زمان واخنش تعریف می­شود. علاوه بر آن وی برای دربر گرفتن تغییرات مشخص در مورد قضاوت در موقعیت­های مختلف معیار دیگری به منظور حس جهت­گیری صدا تعریف می­نماید. این حس به سادگی با معرفی یک اندازه که انرژی اولیه رسیده (بصورت پالس) به انرژی باقیمانده (واخنش) را مقایسه می­کند، بیان مي گردد. محدوده زمان مشخص شده این معيار (کافی برای موسیقی) 80میلی­ثانیه می­باشد. بدین صورت مشخص بودنتعریف می­گردد، (رابطه زير)[9].

 

                                                                                

                       

مقدار میانگین مقدار C در یک سالن مشخص با فرض شرایط کامل استاتیکی و با دانستن مقدار کامل RT محاسبه می­شود.

 

شکل 11 مقادیر مورد انتظار C و LE[9]

 

 

معیار دیگری که جردن به بررسی آن پرداخته حس درگیری¹² یا غرق شدن در صدای موسیقی که اغلب ادعا می­گردد که مهمترین جزء در  ارزیابی ذهنی از یک سالن کنسرت می­باشد، است. این حس با مفاهیم مختلفی در ارتباط است برای مثال درک و گمان فضايی¹³.این حس بر خلاف حس واخنش با چندین پارامتر فیزیکی مرتبط است. 1- میزان انرژی حامل در بازتاب عرضی اولیه (مقایسه شده با اثر انرژی کلی از صدای اولیه) 2- سطح انرژی مطلق که توسط اثر منبع مشخص ساخته می­شود. سطح واقعی موسیقی وابسته به فاکتور دوم و ترکیب این سطح با مقدار انرژی عرضی عاملی برای درجه بندی حس فضایی می­باشند. بازده عرضی¹⁴ بصورت رابطه زير تعریف می­شود[10].

   

                                                                           

مجموعه­ای از سالن­های کنسرتی که جردن برای این بررسی بکار گرفته است، شامل 11 سالن مختلف می­باشد. نتایج بررسی جردن نشان می­دهد که ابتدا زمان ميرايي اولیه نقش مهم، بعد از آن انرژی عرضی تاثیر تکمیلی و کامل کننده را دارد و در نهایت  C نقش يك معیار اطلاع دهنده و کمتر تصمیم گیرنده را دارا می­باشد[9]. 

شکل 12 اشکال شماتیک سالن­های مختلف کنسرت[9]

 

         

 

           

 

          

 

 

 

          

 

 

 

جدول 6 مقادیر محاسبه شده برای 11 سالن[9]

 

 

 

 در سال 1982، جردن به بررسی ضریب برگردانی¹⁵ (عکس) و بالانس انرژی اولیه¹⁶ برای تعدادی از سالنهای کنسرت پرداخت. مقادیر زیاد ضریب برگردانی برای صحنه­هایی که خواص متفاوت آشکار با یکدیگر دارند، اتفاق می­افتد. تعریف این ضریب مستقل از آن می­باشد که چه معیاری مورد اندازه­گیری قرار می­گیرد. جردن چهار معیار برای ضریب برگردانی را مورد بررسی قرار داده است، (روابط زير)[11].

 

                                                                                                                     

جدول 7 مقادیر مختلف II 

 

نتایج حاکی از آن است که برای ایجاد شرایط آکوستیکی برای موسیقیدانان توجه زیادی می­بایست به بازه اولیه از صدای مستقیم و بازتاب آن شود. ابعاد سن ارکستر همراه با خواص نفوذ­پذیری مرزها (دیواره­ها) با استفاده از مفهوم بالانس انرژی اولیه و مفاهیم مشابه مورد مطالعه قرار گیرد، (رابطه پايين).  میزان رنج عددی برای بالانس انرژی اولیه برای 8 سالن کنسرت قابل ملاحظه بوده­اند. بطوری که از 2/6 تا 11/7 دسیبل با مقدار میانگینی در حدود 6/2 دسیبل در تغییر می­باشند. با این وجود ضریب برگردانی از نظر ارزیابی ذهنی شنوندگان که در مکان­های مختلف را اشغال کرده­اند، هنوز از اهمیت برخوردار است. اما اهمیت کمی برای خواص صحنه اجرا دارد[11].

 

 

 

 

جدول 8 مقادیر مختلفEEB

 برای سالن­های مختلف [11]ا

 

 

در سال 1983، بارون¹⁷ به مدلسازی مقیاسی آکوستیکی سالن کنسرت پرداخته است. علت استفاده از مدل مقیاسی آن است که هزینه ساخت مدل 1 درصد مدل اصلی می­باشد. در این تحقیق کارهايی که توسط جردن و سایر گروه­ها انجام شده بطور خلاصه مرور شده و ضرایب مقیاسی مورد استفاده مورد بحث قرار گرفته است. اهمیت مدلسازی بدین خاطر می­باشد که اولاً می­توان یک سالن را از نظر آکوستیکی طراحی نمود یا سالن موجود را از این لحاظ اصلاح نمود و دوم، تحقیق راجع به رفتار آکوستیکی یک سالن می­باشد. همچنین در این تحقیق روش­های موجود در زمینه­ی آکوستیک برای آزمایش­های در مورد مدل­های ذهنی و عینی مورد بحث واقع شده است. در نهایت نیز تاثیر هر کدام در ارزیابی سطح تاثیرگذاری بر روی طراحی سالن کنسرت اشاره شده است[12].

 

شکل 13 ضریب جذب هوا برای مدلی با مقیاس 1:10 در محیطی با 20 درجه سانتیگراد (با 50درصد رطوبت). خط چین ضریب مورد نیاز برای مدلسازی کامل جذب هوا می­باشد[12]

 

 

برانک¹⁸ در تحقیقات خود راجع به آکوستیک سالن­های کنسرت مفهوم فاصله تاخیر زمان اولیه که بصورت فاصله زمانی که طول می­کشد برای اولین انعکاس از دیوار یا سقف تا به گوش شنونده بعد از صدای مستقیم برسد را تعریف نمود. وی نشان داد که در سالن­های کنسرت بزرگ، قدرت جذب شنوندگان نشسته، گروه­های کر و ارکسترها نسبت به مساحت کف اشغال شده که افزایش می­یابد، مستقل از تعداد افراد نشسته در آن مساحت با فرض توزیع یکنواخت شنوندگان می­باشد. همچنین پس از انجام آزمایشات ذهنی بر روی موسیقیدانان و تقادان 5 عامل را در آکوستیک سالن­های کنسرت موثر برشمرد. 1- فاصله تاخیر زمان اولیه 2-زمان واخنش در فرکانس میانی 3-بلندی صوت 4-کیفیت نفوذ در میدان صوتی 5- نسبت زمان واخنش در فرکانس­های پایین به فرکانس­های میانی. علاوه بر موارد اشاره شده مواردی از قبیل توازن در میان قسمت­های مختلف آلات، ترکیب تون آلات موسیقی، توانایی شنوندگان برای شنیدن فارق از اکوها و نویزهای آزار دهنده را نیز اشاره کرده است[13].

اندو¹⁹ با استفاده از اسپیکرهایی با صدای بلند در یک یک محیط در بسته بر روی گروهی از شنوندگان جوان نتیجه گرفت که چهار عامل مجزا در طراحی سالن هدف محسوب می­شوند. 1- فاصله زمان تاخیر اولیه 2-زمان واخنش 3-بلندی صدا و 4-اندازه نفوذ صدا به موقعیت شنونده که ضریب(IACC)²⁰. تحقیقات شنیداری ذهنی اندو نتیجه­ای در خصوص چگونگی نسبت بم نتیجه­ای در بر نداشته است. همچنین او تلاش نمود تا مقدار بهینه برای چهار عامل مذکور را با توجه نوع موسیقی پیدا کند. نتایج او و برانک بطور معقولی نزدیک بهم می­باشد[14].

استرم²¹ و همکارانش به طراحی آکوستیکی سالن جرجسترد²² واقع در نروژ، که بصورت گنبدی ساخته شده بود پرداختند. مدل جدید با استفاده از دنبال کردن صدا بصورت کامپیوتری²³در یک مدل سه بعدی ریاضی دوباره ساخته شد. سالن جدید به شکل فن  در آمده و منعکس کننده­های عرضی اضافی با منعکس کننده­های بزرگتر که از سقف آویزان شده­اند همراه گشته است.  بخاطر حجم هر صندلی و وجود سازه­های سبک تعبیه شده در سالن، یک سیستم واخنشی چند کاناله  الکتروآکوستیکی برای این سالن طراحی شده است. این سیستم هم زمان واخنش را برای محدوده­ی فرکانسی پخش و هم سطح صوت را افزایش می­دهد[15].

 

شکل 14 مقادیر پاسخ ضربه اندازه­گیری شده با فرکانس­های اكتاوي از 250 تا 2000 هرتز[15]

 

 

گیمنز²⁴ و همکارانش در مقاله­ای خطوط کلی تحلیل و ارزیابی آکوستیکی سالن­های موسیقی را از طریق تکمیل کردن مدل ریاضی توسط کامپیوتر را مطرح کرده­ است. این مدل بر اساس تئوری هندسی خطوط صوتی می­باشد. بخش مهمی از این مقاله به تعریف و محاسبه­ی پارامترهای آکوستیکی به منظور ارزیابی سالن­های کنسرت برای انواع مختلف گونه­های موسیقی اختصاص یافته است. این پارامترها که برای ارزیابی سه نوع مختلف سالن کنسرت بکار گرفته شده­اند، شامل تعریف[52] ، مشخص بودن (رابطه 3)، زمان ميرايي اولیه، زمان واخنش  و معیارهای فضای سالن مانند انرژی عرضی می­باشد. گیمنز مقدار هر کدام از پارامترهای مذکور و مقدار بهينه آن را به شرح زیر بدست آورده است[14]، (جدول 9):

1-    تعریف. بازه 0 تا 1. مقدار بهینه بین 0/4 تا 0/6.

2-   مشخص بودن. این پارامتر به نوع موسیقی و شرایط اتاق وابسته است.

3-  زمان واخنش. این پارامتر نیز به نوع موسیقی وابسته است.

4-   زمان زوال اولیه. محدوده این مقدار و بهینه­ی آن از زمان واخنش محاسبه می­شود. اما با یک کاهش 10درصدی در مقدار روبروست.

5-   فاکتور انرژی عرضی. در بازه 0 تا بی­نهایت و مقدار بهينه آن از 0/2 تا بی­نهایت می­باشد.

                                                                                                                                

نتایج حاصل از کار گمینز آن است که می­توان از مدل ریاضی ارائه شده جهت حصول توزیع صوت در یک کنسرت موسیقی بهره جست. بدین صورت که می­توان نقاط بحرانی را تعیین و کیفیت آکوستیکی آن را با بهینه کردن هندسه و مشخصات آکوستیکی سالن حتی قبل از ساخت بهبود بخشید. همچنین مقیاسی برای ارزیابی سالن­ها نیز ارائه نمود. اعتبار سنجی این نتایج با بکاربردن آن برای سالن گروسر²⁵ در وینا نشان داده شده است، جداول 10 و11 [16].

 

جدول 9 مقادیر محاسبه شده توسط گیمنز [16]

 

جدول 10  پارامترهای محاسبه شده برای موسیقی بارک [16]

 

جدول 11  پارامترهای محاسبه شده برای موسیقی رمانتیک [16]

 

 

 

در سال 1988، هان²⁶ در تحقیقی به بررسی منعکس کننده­های صوت موجود در سن سالن­ تئاتر هنگژو²⁷ پرداخته است. نتایج او که حاصل از اندازه­گیری­های عینی و ذهنی می­باشد، به شرح زیر است[17]:

1-    منعکس کننده­های مجزا، به منظور نگهداشتن زمان واخنش تا حد ممکنه، شکل 15.

2-   چیدمان منعکس­کننده­ها بصورتی که زمان انعکاس را به موسیقیدان  تا حد بهینه به تاخیر اندازد.

3-  ایجاد شکل منعکس­کننده­ها بگونه­ای مناسب برای هم موسیقیدان و شنوندگان با منعکس­کننده­های اولیه کافی بخصوص عرضی برای شنوندگان.

4-   استفاده از مواد سبک برای مجهز کردن سازه­های سوار شده بر سالن. 

 

 شکل 15 نمایی از منعکس کننده­ها [17]

 

 

 

جدول 12 مقادیر محاسبه شده از SLP و زمان واخنش توسط هان [17]

 

 

 

در سال 1991، فیچتی²⁸ و همکارانش به بررسی ارتباط بین پارامترهای هندسی، معیارهای آکوستیکی و مشخصات ذهنی فضاسازی صوت در سالن­های کنسرت پرداختند. نتایج نشان دادند که معیارهای آکوستیکی و پارامترهای هندسی می­توانند بر اساس تاثیراشان بر فضای آکوستیکی تقسیم­بندی شوند. 1- موقعیت دریافت کننده صدا 2- زمان واخنش و چگونگی جذب در سقف بلند 3- مشخص بودن و جذب در سقف کوتاه 4- ضریب IACC و موقعیت خروج از مرکز. روابط بین مشخصات ذهنی که مورد بررسی قرار گرفته­اند شامل 1- زمان واخنش 2-میزان تمایل 3- انرژی واخنش اولیه و 4- درک عمقی[18].

 

جدول 13 پارامترهای هندسی اندازه­گیری شده[18]

 

اکوبو²⁹ و همکارانش روش و دستگاه جدیدی برای اندازه­گیری پارامترهای عرضی آکوستیکی یک اتاق ارائه کرده­اند، شکل 13 .مولفه­های عرضی، نسبت جلو به عقب و چپ به راست از پاسخ­های پالسی اتاق از طریق این سیستم اندازه­گیری شده است، شکل 16. سیستم مورد نظر جهت اندازه­گیری در سالن­های چند منظوره می­تواند مورد استفاده قرار گیرد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می­دهد که پارامترهای جهتی حاصل از انعکاس اولیه نسبت به شکل سالن، جنس دیوار و موقعیت صندلی­ها حساس می­باشد[19]. 

 

شکل 16 چیدمان سیستم اندازه­گیری[19]

 

شکل17 رابطه بین زاویه برخورد صوت با پارامترهای جهتی[19]

 

 

 

در سال 2004، جون³⁰ و همکارانش به توسعه سطوح پراکنده³¹ برای سالن­های کنسرت پرداخته­اند. درجه نفوذ که با ضریب پراکندگی سطوح مواد مشخص می­شود، به عنوان عاملی مهم در کیفیت آکوستیکی سالن­های موسیقی شناخته می­شود. بر اساس روش پیشنهاد شده ISO که به اندازه­گیری ضرایب پراکندگی برخورد بصورت تصادفی سطوح در یک میدان نفوذ می­پردازد، در این تحقیق ضرایب پراکندگی با اندازه­ها و چگالی­های مختلف از مکعب­ها یا نیمکره­های پنبه­ای در یک مدل مقیاسی از اتاق واخنشی مورد اندازه­گیری قرار گرفته­اند. نتایج نشان می­دهد که نیمکره­ها با بلندی بیشتر از 15 سانتیمتر از بیشترین ضریب پراکندگی متوسط (از 500هرتز تا 4 کیلوهرتز) برخوردارند. همچنین مشخص شده است که ضرایب پراکندگی زمانی که چگالی نفوذکننده­ها به 50 درصد برای نیمکره­ها و 30درصد برای مکعب­ها می­رسد، افزایش می­یابد[20].

 

شکل 18 دستگاه آزمایش 1/10 مقیاس محفظه واخنش برای اندازه­گیری ضرایب پراکنندگی[20]

 

 

شکل 19 ضرایب پراکندگی از نفوذ کننده­ها، پارامتر مورد نظر اندازه نیمکره­ها می­باشد[20].

 

 

 

در سال 2009، آرتز³² و همکارانش به بررسی قدرت صوت و زمان واخنش در 6 سالن کنسرت در کمبریج انگلستان پرداخته­اند. ضریب قدرت صوت (G) اندازه سطح فیزیکی صوت می­باشد که بطور نزدیکی با احساس ذهنی در خصوص بلندی صوت ارتباط دارد. در واقع بیانگر مقایسه­ی بین پاسخ­های پالسی در نقاط اندازه­گیری شده اتاق با آن چه که در 10متری در فضای آزاد اندازه­گیری می­شود، می­باشد. هدف از اندازه­گیری بررسی مشخصات آکوستیکی سالن­ها از لحاظ قدرت صوت و زمان واخنش می­باشد. علاوه بر آن تاثیر متغیرهای آکوستیکی بر روی این پارامترها در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است. نتایج اندازه­گیری­ها نشان می­دهد که برای یک سالن با حجم ثابت، قدرت صوت از طریق کاهش زمان واخنش قابل دسترسی است. برخلاف این موضوع با توجه به کیفیت صوت در سالن و زمان واخنش توصیه شده برای یک محفظه موسیقی، زمان واخنش به هر مقداری نمی­تواند کاهش یابد. بنابراین زمان واخنش و قدرت صوت می­بایست به دقت بالانس گردند تا واخنش کافی همزمان با عدم افزایش بلندی صوت امکان پذیر گردد. در نهایت سطوح قدرت با مقادیری که از تئوری­های کلاسیک بارون حاصل شده مورد مقایسه قرار گرفته است[21].

 

شکل20 مقایسه مقادیر حساب شده از زمان واخنش بر حسب فرکانس در شرایط اشغال بون و نبودن سالن[21]

 

 

 

 

در سال 2009، سردا³³ و همکارنش در تحقیقی به تعیین بیشترین پارامترهای آکوستیکی بیانگر برای سالن­ها جهت شنوایی موسیقی و زبانی پرداخته­اند. این تحقیق در 9 سالن انجام گرفته است که اشکال متفاوت و طراحی­های مختلف جهت مقصد گوناگون برخوردار هستند. آن­ها پاسخ پالسی را در نقاط مختلف زیادی (فراتر از حداقل مورد نیاز توسط ترم 3382 ISO). جهت صحت اطلاعات مورد محاسبه قرار داده­اند. فرضیات در نظر گرفته در این تحقیق بدین صورت است که پارامترهای آکوستیکی عینی (قابل اندازه­گیری) یا ترکیبی از این پارامترها می­بایست اطلاعات آکوستیکی مشخصه برای هر سالن بصورتی که بتوان هر سالن را درجه­بندی کرد، را فراهم آورد. تحلیل فاکتوری جهت درجه­بندی این پارامترها مورد استفاده قرار گرفته و همچنین تعدد اندازه­گیری­ها جهت تضمین کاربرد این نوع تحلیل استفاده شده است. این فاکتورها (معیارها) تفسیر آکوستیکی مشخصی را فراهم آورده­اند. اولین این معیارها به عنوان وضوح نامیده می­شود، چراکه حاوی پارامترهای وضوح صدا می­باشد. دومی مربوط به قدرت صوت (G) و ضریب بم[62] می­باشد. نمره­بندی بهینه این فاکتورها برای استفاده­های مختلف از سالن­ها این امکان را فراهم می­آورد که هر سالنی را مستقل از شکل آن درجه­بندی نمود[22].

 

---

 

Sabine¹  Parkin²   Bagenal³   Knudsen⁴   Wente⁵   Mason⁶    Moir⁷    Meyer⁸    Nickson⁹    Jones¹⁰    Jordan¹¹

Sense of Involvement¹²   Spatial Impression¹³   Lateral Efficiency¹⁴   Inversion Index¹⁵   Early Energy Balance¹⁶

Baron¹⁷   Beranek¹⁸   Ando¹⁹    inter-aural cross-correlation²⁰   Strom²¹   Bjergsted²²   computerized sound ray tracing²³

Gimdnez²⁴   Grosser²⁵   Han²⁶   Hangzhou²⁷   A. Fischetti²⁸   Okubo²⁹   Jeon³⁰   scattering surfaces³¹   Artez³²

³³Cerda 

مراجع