на главную карта сайта наши контакты

Защита от шума и вибраций

ACOUSTIC TRAFFIC LLC | Украина, Киев, пер. Крестовый, 8/9 | тел. +380 44 2803519
Акустика помещений

Основы акустики: Архитектурная акустика

ОТРАЖЕНИЕ, ПОГЛОЩЕНИЕ И ПРОХОЖДЕНИЕ ЗВУКА ЧЕРЕЗ ПРЕГРАДУ
Когда звуковая волна падает на препятствие, одна часть звуковой энергии поглощается препятствием, другая – отражается от препятствия и третья – переизлучается препятствием.

РАСПОСТРАНЕНИЕ ЗВУКА В ЗАМКНУТОМ ПРОСТРАНСТВЕ
Открытое пространство → прямой звук
Замкнутое пространство → прямой звук + ранние отражения + реверберация

РАННИЕ ОТРАЖЕНИЯ. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ АКУСТИКА
В общем случае, ранние отражения содержат больше энергии, чем реверберационные отражения. Кроме того, ранние отражения напрямую зависят от геометрических форм помещения и являются уникальными для каждой конкретной точки помещения. Таким образом, акустические характеристика каждой точки помещения определяются сочетанием прямого звука и ранних отражений, приходящих в эту точку.

СУБЪЕКТИВНОЕ ВОСПРИЯТИЕ РАННИХ ОТРАЖЕНИЙ
Все отражения, которые достигают слушателя в течение первых 50 мс после прямого сигнала, воспринимаются человеческим ухом слитно с прямым сигналом, что приводит к улучшению восприятия речи и субъективному увеличению громкости.

Если отражения поступают с задержкой больше, чем 50 мс и имеют сопоставимый уровень с прямым сигналом, человеческое ухо воспринимает их как повторение прямого сигнала. В таких случаях эти отражения называют «эхом». Эхо может существенно ухудшать разборчивость речи.
ПОРХАЮЩЕЕ ЭХО
Порхающим эхом называется череда быстрых повторений звукового сигнала, возникающих в случае, если источник звука находится между двумя параллельными поверхностями с высокой отражающей способностью. Порхающее эхо приводит к характерному ухудшению разборчивости речи.

ВРЕМЯ РЕВЕРБЕРАЦИИ (СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ АКУСТИКИ)
Время реверберации (RT) определяется как время (в секундах), которое необходимо, чтобы звуковое давление (SPL) уменшилось на 60 дБ после того, как источник звука прекратит излучение.
Помещение с большим значением времени реверберации характеризуется как «живое» (часто это церковные сооружения, спортзалы), помещения с малым значением времени реверберации характеризуются как «мертвые» или «заглушенные» (студии звукозаписи, дикторские кабинки). В целом, RT зависит от частоты и, как правило, уменьшается с возрастанием частоты. Для расчета времени реверберации чаще всего применяют формулу Сэбина:

где  V – объем помещения, А – среднее поглощение в помещении.

Из формулы видно, что при увеличении поглощения, время реверберации уменьшается. Также, время реверберации можно получить путем измерения и получения кривой спада энергии, график которой представлен на рисунке.

РЕКОМЕНДУЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВРЕМЕНИ РЕВЕРБЕРАЦИИ ДЛЯ ПОМЕЩЕНИЙ

РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ (f=500÷1000 Гц)

КРИТИЧЕСКОЕ РАССТОЯНИЕ

Общее звуковое давление в определенной точке помещения, определяется уровнем звукового давления прямого звука (которое падает на 6 дБ при каждом удвоении расстояния от источника) и уровнем звукового давления звука, отраженного от ограждений.

Расстояние от источника, на котором оба значения совпадают, называется радиусом гулкости (критическим расстоянием).

ПОГЛОЩЕНИЕ ЗВУКА
Поглощение звука в помещении различными материалами, которые используются при отделке внутренних поверхностей помещения, определяет акустическое качество (свойства) данного помещения. Величина поглощения зависит от частоты и определяется следующим соотношением  α = поглощенная энергия/энергия падающего звука
В таблице приведены значения коэффициента звукопоглощения (α) для различных типов материалов в зависимости от частоты. Суммарный уровень поглощения в помещении определяется по следующей формуле:

где Sn – площадь поверхности n-го материала
αn – коэффициент поглощения n-го материала



Иногда, для определения звукопоглощения, используют не все значения α для каждой полосы частот, а усредненный коэффициент (NRC).
NRC – это арифметическое усреднение α для частот 250, 500, 1000 и 2000 Гц.

 

ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЕ ПОРИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Коэффициент звукопоглощения пористого материала зависит от расстояния между ограждением и этим материалом.
Чем больше расстояние между звукопоглощающим материалом и стеной (потолком), тем больше поглощается акустической энергии, особенно в диапазоне низких и средних частот.
 

Коэффициент звукопоглощения зависит от толщины пористого материала.
Чем толще слой звукопоглощающего материала, тем больше поглощается акустической энергии, особенно в диапазоне низких и средних частот.
 


 

МЕМБРАННЫЙ ПОГЛОТИТЕЛЬ
Мембранный поглотитель состоит из непористой, гибкой мембраны, например, листа фанеры, которая устанавливается на относе от стены, так чтобы за мембраной образовалось замкнутое воздушное пространство. Максимальное поглощение происходит на частоте, которая определяется формулой:

f = 600/sqrt(M*d)

где M – масса единицы площади мембраны (кг/м2)
d – расстояние между мембраной и стеной

Поглощающие свойства резонатора увеличиваются, если воздушное пространство за мембраной заполнить звукопоглощающим материалом.

РЕЗОНАТОР ГЕЛЬМГОЛЬЦА
Единичный объемный резонатор представляет собой замкнутый объем, соединенный с внешним пространством маленьким отверстием или узкой трубкой. Максимальное поглощение происходит на частоте, которая определяется по формуле:

fo = 5480*sqrt(S/(L*V)), Гц


где S – площадь сечения отверстия (см2)
L – глубина отверстия (длинна трубы) (см)
V – объем резонатора (см3)

Если внутренний объем резонатора заполнить звукопоглощающим материалом, то резонатор станет менее эффективным на резонансной частоте, но при этом эффект поглощения будет иметь более широкополосный характер.

СОСТАВНОЙ РЕЗОНАТОР (ГЕЛЬМГОЛЬЦА) НА ОСНОВЕ ПЕРФОРИРОВАННОЙ ПАНЕЛИ
Такой резонатор состоит из непористой, жесткой перфорированной панели толщиной D. Такая панель монтируется с относом от стены на расстоянии d таким образом, чтобы за панелью образовался замкнутый объем. Максимальное поглощение такой конструкции происходит на частоте, которая определяется по формуле

где Р – процент перфорации панели на единицу площади
D – толщина панели (см)
d – расстояние между панелью и стеной (см)



Если внутренний объем резонатора заполнить звукопоглощающим материалом, то резонатор станет менее эффективным на резонансной частоте, но при этом эффект поглощения будет иметь более широкополосный характер.
Как видно из графика, представленного на рисунке, свойства поглощения сильно зависят от того, каким образом расположен звукопоглощающий материал внутри объема резонатора.

ЩЕЛЕВОЙ РЕЗОНАТОР (ГЕЛЬМГОЛЬЦА)
Такой резонатор состоит из группы досок или планок толщиной D, расположенных с одинаковым зазором друг от друга и на расстоянии d от стены, так, чтобы за планками образовался замкнутый объем. Максимальное поглощение такой конструкции происходит на частоте, которая определяется по формуле

где
Р – процент открытого пространства (щелей) на единицу площади
D – толщина панели (см)
d – расстояние между панелью и стеной (см)


На графике кривая 1 соответствует щелевому резонатору, выполненному из планок толщиной 12 мм, с общей площадью щелей 50% и расстоянием от стены до планок – 50 мм. Толщина слоя звукопоглотителя во внутреннем объеме резонатора составляет 45 мм. Кривая 2 соответствует тому же резонатору, только процент открытого пространства (щелей) составляет 14%.

РАЗБОРЧИВОСТЬ РЕЧИ
Градация разборчивости речи определяется одним из 2-х параметров. Либо %ALCons, который определяет потерю артикуляции согласных звуков, либо коэффициентом RASTI.
Значение %ALCons может колебаться между 0%, что означает отсутствие потерь артикуляции и, соответственно, максимальную разборчивость и 100% - минимальную разборчивость. Значение RASTI может варьироваться между 0 (отсутствие разборчивости) и 1 (максимум разборчивости).

В таблице представлены стандартные полосы частот и соответствующие им распределение индекса разборчивости речи. Как видно, максимальное значение соответствует частоте 2000 Гц.

Найти!
Основы акустики Акустические on-line калькуляторы Online Acoustic Calculators [English version]

Рекомендации и технические статьи

Расположение громкоговорителей в комнате прослушивания и комнатные моды Современные акустические материалы (обзор) Акустика офисов Акустика студий и контрольных комнат Акустика спортивных залов Акустические диффузоры Шрёдера: взгляд изнутри Коррекция акустики музыкальной комнаты Методология поиска оптимального расположения громкоговорителей Общие подходы к акустической отделке КДП, ДК и контрольных комнат Тайна акустики яичных лотков

Материалы звукопоглощающие для коррекции акустики помещений