Акустика для начинающих .Звукопоглощение. Часть 2
Друзья, всем привет!
Продолжаю цикл повествований об акустике. Сегодня немного приближу тебя к пониманию вопроса звукопоглощения. Повторюсь, все описанное ниже переведено на доступный язык и отличается от строгих формулировок настоящих акустиков.
Начинаем!
Звукопоглощение - разница между энергией падающего и отраженного звука.
Энергия отраженного звука (при единичном отражении) всегда ниже, чем падающего. Обусловлено это тем, что часть энергии передается преграде. Ну и легко предположить, что чем больше энергии звук потратит при взаимодействии с преградой, тем лучше звукопоглощение. А теперь рассмотрим 2 варианта.
На правой картинке показан уникальный случай, когда 100% энергии звука может просто исчезнуть. Кто-то спрашивал про это.... Отвечаю: в открытый проем может уйти 100% звуковой энергии. Конечно есть нюансы, величина этого проема должна быть больше длины волны звука, и до определенной частоты звук будет улетать туда без зазрения совести (длина волны напрямую связана с частотой). Иных 100% звукопоглотителей не знаю (хотя и указанный случай с натяжкой можно назвать звукопоглощением). На мой взгляд, если бы они были, я бы сейчас сидел без работы.
Перейдем к более земным вещам и посмотрим на левую картинку (кстати, в безвоздушном пространстве космоса звук распространятся не может, тоже много слышу ерунды на этот счет).
Как нам отобрать энергию у падающего на преграду звука? Если подумать и вспомнить то окажется, что в горах или пустых комнатах есть эхо, а когда мы украсили стену КОВРОМ (да-да), то эхо уменьшается и становится незаметным. Легко догадаться, что для того чтобы забрать у звука больше энергии необходимо применить ворсистые, волокнистые, пористые структуры. В технической сфере очень распространена минвата, поролон неплох, но горюч, ковролин и войлочные ткани также дают хорошие результаты.
Что происходит со звуком во время звукопоглощения? Он теряет энергию на сотрясение многих слоев, пузырьков, ячеек и пр. составляющих того материала, на который падает. Колеблющиеся объемы воздуха, отдают свою энергию окружающему материалу. Он тоже начинает трястись, но с более высокими потерями (потери идут на переход в тепловую энергию). Как-то так это работает, если простыми словами.
Ну а теперь к практическим вопросам!!
В помещении, котором нет отраженного звука очень необычно и первое время неприятно. Как будто тебя оглушили. Через какое-то время (после того как привыкнешь), начинаешь слышать как журчат жидкости в организме, поет свои песни желудок, стучит сердце... Ощущение на любителя. Сам был в безэховой камере. Также безумно сложно разговаривать в учебном кабинете, в котором потолок выполнен из очень хорошего звукопоглощающего материала, стоят мягкие стулья/кресла и на полу лежит ковролин. Ощущение такое, как-будто ты говоришь, но звуку лень распространятся. К чему я это.... Не стремитесь достичь максимального звукопоглощения, для него достаточно давно определили оптимальные показатели. Какие? - Время реверберации.
Время реверберации - то время, через которое звук затухнет на 60 дБ. Русским и доступным: если ты нажал на курок ТТ в тире, то тебе придется услышать хлопок (прямой звук), а дальше будет угасающее эхо. Так вот то, насколько быстро угасает эхо и называют временем реверберации (Работы по данному направлению начал великий Сэбин, если кому интересно).
Время реверберации дает оценку, какое эхо будет в данном помещении. Оптимальные его характеристики зависят от объема помещения (см. СНиП 23-03-2003, раздел 13, рис. 6. И да, я знаю, что этот документ не актуален, но эти цифры больше точно никто не менял).
Бывали случаи, когда приходилось убирать звукопоглощающие материалы, чтобы улучшить акустику зала. Тут много тонких моментов. Скажу одно, когда считается зал, то нужно знать с точностью до квадратного метра сколько, каких и где материалов будет, есть даже коэффициенты звукопоголощения среднестатистического российского зрителя!
Поехали дальше! Перебарщивать звукопоглощением без нужды нельзя, а что еще нельзя?
Нельзя размещать на противоположных стенах одинаковые материалы. К примеру, вы создали комнату для звукозаписи. Справа повесили известный брендовый звукопоглотитиель, и слева тоже его. Херня получится, друг! ответ ищи в картинке
Будет игра звуком в пинг-понг. Так как звукопоглощение частотнозависимая величина (высокие частоты поглощаются шикарно, а низкие слабо), то у одного и того же материала на определенных частотах очень много звука будет отражается (нет материалов, которые берут весь диапазон). Отраженный пойдет к соседней стене, а на ней с ним произойдет та же история. Вывод: размещайте на противоположных участках стены материалы с различными коэффициентами звукопоглощения. Идеальный вариант, купите 2-3 разных материала, разбейте стену на сектора и пусть в двух противоположных друг-другу секторах будет использован разный материал. Эффект проверен, все работает отлично. Об этой информации говорят редко, надеюсь пригодиться.
Ну а теперь рассмотрим упаковки для яиц?
Среди многих домашних студий они пользуются такой популярностью, которой позавидовала бы Перис Хилтон в свои лучшие годы! Я даже видел как их запихивали внутрь колонок!!! Чтобы привести всех в чувства и, не дай Бог задеть за живое, не покуситься на святое, скажу: все нижеизложенное лишь мое мнение и мой опыт и я не отменяю их чудодейтсвенных акустических свойств.
Что они дают? Только мизерное рассеивание звука, звуопоглощение однослойной упаковки мизерное. Все равно что наклеить миллиметровый слой поролона на стенку. На мой взгляд они чем-то напоминают клинья в безэховой камере.
Итак, сначала как их можно применить с наилучшим эффектом? Просто сделайте между ними и стенкой неплохой слой поролона или минваты, а пустые объемы заполните тем же поролоном. (использовать пенопласт не рекомендую, уж очень маленькие коэффициенты звукопоглощения у него чем у других материалов. также он не годится для звукоизоляции - малая масса. спасает только от теплопередачи и то непродолжительное время). Что вы добъётесь таким решением? Вы увеличите рассеивание звука и увеличите (если заполните внутренние пустоты клиньев) площадь звукопоглощения. Но не делайте много слоев, иначе звук не доберется до поролона.
Почему рассеивается звук и как его рассеять?
При попадании звука на преграду под углом отличным от 90 градусов, увеличивается доля отраженного звука. Идеальное прохождение обеспечивается при строго перпендикулярном падении. Это как бить по гвоздю - ударил ровно - гвоздь ушел вниз, ударил под углом - гвоздь погнулся. Зная это, люди начали проектировать клинья из звукопоглощающего материала, которые направлены на источник звука. Такое решение позволяет добиться наилучшиз результатов.
Господа и, возможно, леди! На этом хочу закончить повествование о звукопоглощении. Много неосвещенного осталось по этой и другим темам, но вынужден я прерваться. Оставляю за собой право еще на один пост, который готов посвятить теме вопрос-ответ.
Всем огромное спасибо за потраченное время, надеюсь оно проведено с пользой! И мне будет очень приятно, если вы разобравшись в прочитанном материале, больше не будете называть поролон звукоизолирующим материалом, а бетон звукопоглощающим.
У меня к Вам все, до свидания!