Акустика русских православных церквей стала предметом изучения лишь в недавние годы. Особый интерес представляют крестово-купольные храмы как наиболее распространенные и характерные – как небольших церквей, так и огромных соборов.
Предметами настоящего исследования являются: акустика Верхнего храма и его искусственное освещение.
Отметим некоторые особенности храмовой архитектуры:
- постоянно меняющееся в широких пределах количество прихожан;
- внутренние поверхности храмов закрыты фресковой росписью, которую нельзя закрывать звукопоглотителем.
В данной работе проведена проверка диффузности звукового поля с помощью построения лучевых картин на плане и разрезе, а также расчёт времени реверберации, определяющем гулкость помещения верхнего Храма-на-Крови.
В плане храм многочастный, включает помещения среднего храма, алтарной части, вспомогательные помещения. Общий объем среднего храма, включающего алтарную часть, составляет 15371,48 м3. Форма плана и разреза проверены методом геометрической акустики (построение лучевых картин). Анализ лучевых картин позволил выявить недостатки – появление фокусных точек, эхообразование. Фокусные точки образуются над хорами, чтобы убрать их необходимо изменить радиус кривизны купола апсиды. В зоне нахождения прихожан акустических недостатков, вызванных формой храма, не обнаружено.
Расчет времени реверберации произведён в диапазоне частот 125-4000 Гц при 5 вариантах заполнения храма ( 106 чел., 212 чел., 529 чел., 1269 чел., 2537 чел.).
Оптимальное время реверберации должно находиться в пределах 3,0- 2,0 с на средних и высоких частотах и в пределах 3,9 - 2,6 с – на низких. Расчётное время реверберации при существующих отделочных материалах составляет от 5,36-2,03 с при максимальном заполнении храма. Помещение среднего храма гулкое, что мешает проведению служб.
Другим недостатком является значительный дисбаланс между уровнями низких и высоких частот, прогрессирующий по мере заполнения Храма прихожанами.
Ухудшению акустических свойств, храма способствует и фарфоровый иконостас, который является звукоотражателем. Для того чтобы снизить время реверберации, необходимо применить высокочастотные звукопоглотители с коэффициентом звукопоглощения 0,5 - 0,7 на средних и высоких частотах.
Размещение звукопоглощающих материалов возможно на плоскостях основных колонн, в виде занавесей (бархат и парча), а также на полу. В качестве таких материалов можем предложить акустические пористые плиты, а на пол – ковровое покрытие.
Искусственное освещение для храмовых помещений является более важным, по сравнению с искусственным. Расчет искусственного освещения по методу коэффициента использования. Метод коэффициента использования предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затеняющих предметов. По этому методу учитывается как прямой, так и отраженный свет. Необходимое количество источников света N в помещении при равномерном освещении горизонтальной рабочей плоскости определяется по формуле:
N=Eн×S×Kз×Z/Ф×Uо
Eн – нормативная освещенность помещения, лк;
S – площадь пола помещения, м2;
Кз – коэффициент запаса по СНиП;
Z – отношение средней освещенности к минимальной;
Ф – световой поток лампы в светильнике, лм;
Uo – коэффициент использования светового потока. Он зависит от типа светильника, коэффициентов отражения внутренних поверхностей помещения и индекса помещения, который вычисляется по формуле:
i=А×В/Нр× (А+В),
где А,В – размеры помещения в плане;
Нр – высота подвески светильника над рабочей плоскостью.
Расчет количества светильников для притвора: выбран тип лампы накаливания В 220-25 с мощностью 25 Вт N=12 шт.
Расчет количества светильников для средней части: выбран тип лампы накаливания В 220-25 с мощностью 25 Вт N=117 шт.
Расчет количества светильников для алтарной части: выбран тип лампы накаливания Б 220-60 с мощностью 60 Вт N=57 шт.