Построение модели помещения

Рассмотрим построение простой модели помещения в форме параллелепипеда в программной среде Ulysses Design Engine. Выберите в режиме отображения плоскость XY. С помощью пункта меню Room – Draw – Rectangle нарисуйте прямоугольник, являющийся полом моделируемого помещения. Размерами прямоугольника являются заданные длина l и ширина b исследуемого помещения. Далее будет рассматриваться пример моделирования помещения, имеющего длину 15 м, ширину 10 м и высоту 6 м. В нижней части экрана в строке ввода данных появится запрос введения координат исходной точки: RECTANGLE > 1.Point:. Для более удобного отображения модели при построении прямоугольника исходной точкой задайте точку с координатами (0, 0, 0) (рис. П.2.1), при этом конечная точка прямоугольника будет иметь координаты (15, 10, 0) (рис. П.2.2); для этого можно воспользоваться абсолютным способом задания координат, диалоговое окно которого вызывается нажатием на клавиатуре английской буквы «a».Полученный в результате построения прямоугольник представлен на рис. П.2.3.

Во избежание появления ошибок при соединении плоскостей, образующих помещение, дальнейшее построение модели выполните с помощью команды Extrude, которая образует параллелепипед из прямоугольника путем «выдавливания» его на заданную высоту h. Для этого включите в режиме отображения плоскость XZ или YZ, выберите пункт меню Room – Edit – Extrude, после чего курсором выделите полученный ранее прямоугольник, который будет подсвечен красной пунктирной линией (рис. П.2.4); подтвердите выбор объекта нажатием клавиши Enter или кнопки Ok в нижней части экрана; задайте абсолютные значения координат опорной точки (base point): (0, 0, 0) (рис. П.2.5), а также точки сдвига (offset point), которая будет иметь координаты (0, 0, h) (рис. П.2.6). Полученный в результате построения параллелепипед представлен на рис. П.2.7.

Для построения внутренних элементов помещения (дверей, окон и пр.), а также для размещения на различных участках внутренних поверхностей различных звукопоглощающих материалов, следует воспользоваться функцией разбиения поверхностей, доступной в меню Room – Edit – Split Face. Рассмотрим использование этой функции на примере размещения в моделируемом помещении элементов основного фонда звукопоглощения (дверь, окно в студийную аппаратную, вентиляционные решетки, ковер).

В рассматриваемом примере выполним построение одной двери площадью 3 м², расположенной на длинной стене помещения, и представляющей собой прямоугольник со сторонами 1, 5 м и 2 м.

Рис. П.2.1. Задание координат исходной точки для построения прямоугольника.

Рис. П.2.2. Задание координат конечной точки для построения прямоугольника.

Рис. П.2.3. Полученный в результате построения прямоугольник.

Рис. П.2.4. Выбор поверхности для выдавливания.

Рис. П.2.5. Задание опорной точки.

Рис. П.2.6. Задание точки смещения.

Рис. П.2.7. Полученный параллелепипед.

Для выполнения такого построения потребуется разбить поверхность всей стены на четыре прямоугольных участка путем выполнения трех последовательных операций разбиения поверхности надвое с помощью прямой линии. Пусть дверь будет расположена на расстоянии 1 м от угла помещения, имеющего координаты (0; 0; 0), таким образом, первая из четырех вершин прямоугольника, образующего дверь, будет иметь координаты (1; 0; 0). Соответственно, три другие вершины прямоугольника будут иметь координаты (1; 0; 2), (2, 5; 0; 2), (2, 5; 0; 0).

Для выполнения операции разбиения поверхности выберите пункт меню Room – Edit – Split Face; в любом удобном режиме отображения выберите разбиваемую поверхность (она будет подсвечена красной пунктирной линией) и подтвердите выбор нажатием клавиши Enter или кнопки Ok в нижней части экрана; затем задайте абсолютные значения координат двух точек, через которые пройдет прямая, разбивающая поверхность. В рассматриваемом примере эти две точки имеют координаты (1; 0; 0) и (1; 0; 6). Полученные в результате разбиения поверхности представлены на рис. П.2.8.

Выполнив еще две операции разбиения, мы сможем получить прямоугольник требуемых размеров. Аналогичным образом выполните размещение окна в студийную аппаратную площадью 3 м², вентиляционных решеток (6 решеток площадью 0, 5 м² каждая), а также ковра на полу, занимающего 1/3 общей площади пола помещения (50 м²). Полученная в результате построения модель помещения представлена на рис. П.2.9– П.2.12.

Для ускорения процедуры разбиения поверхностей можно воспользоваться геометрическим способом задания координат опорных точек, включив функцию смещения курсора и установив удобное значение шага смещения (Options – Coordinate Snap).

Рис. П.2.8. Поверхности, полученные после выполнения процедуры Split Face.

Рис. П.2.9. Размещение объектов основного фонда звукопоглощения (аксонометрическая проекция).

Рис. П.2.10. Размещение объектов основного фонда звукопоглощения (плоскость XZ).

Рис. П.2.11. Размещение объектов основного фонда звукопоглощения (плоскость YZ).

Рис. П.2.12. Размещение объектов основного фонда звукопоглощения (плоскость XY).

После завершения построения объектов основного фонда звукопоглощения необходимо присвоить вышеуказанным объектам соответствующие звукопоглощающие материалы. Для работы со звукопоглощающими материалами предварительно нужно указать программе путь к файлу, содержащему базу материалов. Базы звукопоглощающих материалов для программы Ulysses Design Engine можно найти на сайте разработчика в разделе Software – Ulysses Downloads – Absorber Database. При выполнении курсовой работы следует пользоваться базой us_abs_values_b.zip:

https://www.ifbsoft.de/software/ulysses/downloads/abs/us_abs_values_b.zip

В данном архиве содержатся четыре файла, каждый из которых включает в себя данные о следующих абсорбентах:

– USabspart1.UAB – абсорбенты №1–433;

– USabspart2.UAB – абсорбенты №400–813;

– USabspart3.UAB – абсорбенты №900–938;

– USabspart4.UAB – абсорбенты №1000–1182.

Полная таблица, содержащая расшифровку наименований материалов, а также численные значения коэффициентов звукопоглощения материалов, представлена в файле usabsorptionvalues_b.xls, который также можно найти в разделе Absorber Database на сайте разработчика:

https://www.ifbsoft.de/software/ulysses/downloads/abs/usabsorptionvalues_b.xls

Выбор файла с базой материалов производится с помощью пункта меню Room – Select Material Database, в диалоговом окне которого следует указать путь к нужному файлу с расширением *.UAB. Просмотреть выбранную базу материалов, их сокращенные и полные наименования, категорию и значения коэффициентов звукопоглощения, можно с помощью пункта меню Room – Edit Database (рис. П.2.13).

Рис. П.2.13. Выбор звукопоглощающих материалов

Для присвоения звукопоглощающего материала той или иной поверхности выберете пункт меню Room – Assign Material. В появившемся окне Select Absorber Material выберите требуемый звукопоглощающий материал (например, материал двери: №10 Дверь, монолитная деревянная (Doors – solid wood panels)) и подтвердите выбор нажатием клавиши Enter или кнопки Ok. Далее с помощью курсора в любом удобном режиме отображения выделите поверхность, которой необходимо присвоить данный материал, и подтвердите присвоение нажатием клавиши Enter или кнопки Ok в нижней части экрана. Следует отметить, что после присвоения материала для первой поверхности, программа остается в режиме присвоения данного материала, что позволяет сразу же присвоить тот или иной материал всем необходимым поверхностям, последовательно выделяя их курсором и подтверждая присвоение нажатием клавиши Enter или кнопки Ok в нижней части экрана. Для завершения работы с выбранным материалом нажмите клавишу Esc или кнопку Stop в нижней части экрана. Для выбора другого материала следует снова обратиться к пункту меню Room – Assign Material.

После присвоения ранее выбранных материалов объектам основного фонда звукопоглощения, разместите на оставшихся свободных поверхностях стен и потолка ранее выбранные специальные звукопоглощающие материалы и конструкции. Материалы и конструкции с разными акустическими характеристиками размещают по возможности равномерно на поверхностях студии, что способствует повышению диффузности звукового поля. Следует избегать размещения участков одного и того же материала на противоположных участках стен, т.к. это может привести к возникновению между ними стоячих волн. Одним из возможных решений данной проблемы является размещение материалов в шахматном порядке (рис. П.2.14). Размещение специальных материалов выполняется также с помощью использования функций Split Face и Assign Material.

Рис. П.2.14. Размещение специальных звукопоглощающих материалов (аксонометрическая проекция).

После завершения работы полный список поверхностей моделируемого помещения можно посмотреть в меню Room – Facelist (рис. П.2.15). В появившемся диалоговом окне Face Listing будет содержаться информация о поверхностях, их площади, а также о присвоенном каждой поверхности материале.

Диалоговое окно может быть развернуто в расширенный режим, в котором приводится подробная информация об использованном для каждой поверхности материале, а также о количестве единиц звукопоглощения, вносимых выбранной поверхностью на каждой из расчетных частот (блок Single Face). В этом же блоке размещена кнопка Change Face Material, позволяющая произвести замену материала для выбранной поверхности, не выходя из диалогового окна Face Listing. В следующем блоке (Absorber Material) приводится информация о суммарной площади, которая облицована материалом выбранной поверхности (Area), и количестве единиц звукопоглощения, суммарно вносимых данным материалом на каждой из расчетных частот. С помощью расположенной в этом блоке кнопки Replace Material можно произвести замену материала для всех обработанных им поверхностей одновременно. В блоке Absorption Total приводится общее число единиц звукопоглощения, вносимых всеми используемыми материалами на расчетных частотах.

Рис. П.2.15. Список поверхностей смоделированного помещения