Звукопоглощающие материалы для акустики. Из какого материала должна быть акустическая система

Посвящается тем, у кого есть свободное время

Открываем популярный журнал про хороший звук и с удовольствием смотрим на изящные образы (если не сказать образА) акустических систем, а посмотреть есть на что. Мощные башни ощетинились во все стороны динамиками, блестят своими лакированными боками, давят паркет острыми шипами и вообще вызывают чувство глубокого уважения. Похоже, у них есть только один недостаток – это, конечно, цена. Возникает вполне логичный вопрос, а что если сделать копию какого-либо монстра самому? Купить динамик несложно, собрать корпус, пускай и не такой красивый – тоже, катушки и конденсаторы можно отечественные, аккуратно спаять 3 детали – и вовсе задача для ученика 10-го класса школы.

С учетом количества готовых модулей, которые предлагает Ebay, сделать хороший усилитель не намного сложнее. Чего там только нет: коммутация, защита АС, платы класса A-AB-D, регуляторы громкости на любой вкус, красивые корпуса, сделанные специально для аудио, ручки, ножки и трансформаторы – знай только соединяй. В следующей статье мы обязательно расскажем, как собрать свой усилитель, который не уступит большинству «брендовых» образцов стоимостью до 60-70 тысяч рублей.

Возможно, далее в тексте вы встретите незнакомые слова. К счастью, нам пришел на помощь неизвестный аудиофил и оставил ссылку на свой личный архив информации по акустике и усилителям, там есть реально ВСЕ и даже и больше, настоятельно рекомендуем к ознакомлению.

Из чего делать? Фанера, МДФ, ДСП, пластик, массив.

Мир видел много странных акустических конструкций, например, из бетона или шлакоблока. Все же самыми «востребованными» остаются вышеперечисленные пиломатериалы на основе древесины. Попробуем понять, какой из них «правильнее». Базовое правило – вне зависимости от выбранного материала не экономьте на его качестве, то есть цене.

Первым идет король современной Hi-Fi и Hi-End индустрии – МДФ, из него сделано подавляющее большинство колонок, как дорогих, так и дешевых. Причина проста – невысокая стоимость, удобство обработки и отделки, в том числе варианты с готовым шпоном, отсутствие ярких резонансов. При грамотном проектировании получение оптимального результата гарантировано. Рекомендуем к применению, больше сказать нечего.

Пластик – понятие очень растяжимое, его «авторитет» значительно подточен дешевыми китайскими подделками, хотя преимуществ у него не меньше, чем у любого другого материала. Проблему недоступной для любителя возможности отливать свои заготовки из желаемого материала – проходим мимо.

Хорошим материалом для изготовления корпуса акустической системы может служить ДСП . Пожалуй, главный его недостаток – множество проблем с отделкой, не важно, что вы решите: красить, шпонировать или обтягивать. У ДСП есть огромный плюс: если нужно сделать быстро и очень дешево, то можно использовать заводскую ламинированную плиту (ЛДСП). Добиться в таком случае высокой эстетики вряд ли получится, но цена и скорость оставят далеко позади всех остальных претендентов. Если сравнивать резонансные свойства материалов в разрезе пригодности для колонок – ДСП занимает первое место, хотя разница по сравнению с МДФ невелика.

Капризная, но неизменно желанная «матерыми аудиофилами» госпожа фанера . Фанера бывает нескольких видов – березовая, хвойная, ольховая, ламинированная. Почему капризная? Любую фанеру «ведет», то есть при высыхании лист изменяет свою геометрию, при пилении часто появляются сколы. Также это не самый простой для отделки материал, если вы хотите получить «глухой» матовый цвет без проступающих граней, текстуры, ребер. Причина для того, чтобы терпеть эти мучения, довольно спорная: по мнению «бывалых» только фанера дает то самое живое дыхание, которое «убивают» ДСП и МДФ. Наиболее мне непонятно желание сделать себе корпус из «живой» фанеры и «убить» ее слоями шпаклевки, грунта, краски, лака в попытке скрыть «страшные» стыки с прожилками (слоями фанеры), которые днем и ночью смотрят с немым укором на своего владельца. Куда предпочтительнее варианты специальной пропитки, хотя бы тем же «датским маслом», не так уж страшны эти темные «полосочки» на ребрах корпуса…

Что за нищебродство этот ДСП-МДФ? Может сразу из цельного дуба, да потолще!? Не спешите вставлять динамик в первое увиденное дупло. Вопреки ожиданиям массив древесины ценных пород не обогащает звук пропорционально вложенным деньгам, более того, даже требует дополнительного демпфирования по сравнению с более дешевыми материалами. Хотя его несомненные плюсы – это удобство отделки: если акустика собрана аккуратно, довести ее до симпатичного эко-вида не составит большого труда. Вместо увеличения толщины рекомендуется добавить (приклеить) с обратной стороны еще один лист менее резонансного материала, например, того же МДФ, сделать «сэндвич». Наиболее удачный вариант применения массива – это акустика типа «щит», где требуется красивая и тяжелая передняя панель.

Экзотика. Часто выбор обусловлен тем, что есть под руками. Подобно тому, как птица может виртуозно вплести в гнездо всякий мусор, так и меломан тащит все, что плохо лежит. Можно найти на просторах сети идеи, воплощенные из сантехнических труб, искусственного камня, папье-маше, футляров и корпусов от музыкальных инструментов, примитивных строительных материалов, товаров IKEA, и.т.д., и.т.п.

Куда вставлять динамик?

Основную задачу акустического оформления можно сформулировать простым языком приблизительно так: максимально отделить колебания, излучаемые передней стороной диффузора динамика, от тех же противофазных колебаний, излучаемых задней стороной диффузора. Идеальным акустическим оформлением с точки зрения учебника считается бесконечный экран, такой невероятно огромный щит, в который установлен динамик. Понятное дело, слова «невероятно огромный» не подходят ни к нашему жилищу, ни к заработной плате, так что инженеры стали искать способ «свернуть» этот экран с минимально негативными последствиями для звука. Так получилось все многообразие вариантов, некоторые снискали себе наиболее обширную славу в интернете, их мы и рассмотрим в данной статье.

Просто динамик или корпус без корпуса

Тяжело себе представить, что есть такой вид «акустики», но, листая ленту фотографий в pinterest по теме аудио, все чаще натыкаюсь на грозди 12-ти дюймовых динамиков, которые собраны вместе без всякого оформления и явно представляют собой законченный агрегат. Наверное, замысел автора пронизан следующей логикой: любой корпус портит звук, лучше акустическое короткое замыкание, чем деревянные оковы, но чтобы был хоть какой-то «низ», надо взять динамики с максимальной площадью диффузора, на которые только хватит денег. Если это ваш путь – без комментариев.

Щит и «широкополосник»

Говорят, те, кто попробовал лампу, широкополосный динамик и открытое оформление, никогда уже не возвращаются к традиционному, транзисторно-резиновому образу жизни. Описывать свойства щита занятие не благодарное, вся необходимая информация есть в архиве, а для самых ленивых – и на youtube, где подробно объясняют, что это за зверь и с чем его едят, например: .

Наибольший плюс такой конструкции – простота изготовления. Нужен лист любимого материала и лобзик. Самый главный критерий, который будет влиять на итоговое качество звука – стоимость установленной динамической головки. Неутихающую народную славу снискал себе динамик 4а32, даже такие гранды, как fostex, sonido, supravox, sica или сам visaton B200, остались далеко позади. Поговорка «размер имеет значение» – вот лучшая математическая формула для щита (чем больше – тем лучше). Далее идут вариации щита, например щит, со свернутыми боковыми стенками, щит, у которого низкочастотный модуль сделан в виде ящика с фазоинвертором, и.т.п. Фирменная особенность звука – «воздушное» звучание с минимумом резонансов, при этом сравнительно высокое звуковое давление.

ПАС – панель акустического сопротивления

Что если попытаться скрестить щит и закрытый ящик? Получится ящик с задней стенкой, в которой сделано множество отверстий. Количество отверстий, их суммарная площадь в сочетании с объемом ящика будет определять степень демпфирования (сопротивления), уровень низких частот (чем меньше «дырок» – тем больше баса, но и больше «бубнежа»). Количество подбирается экспериментально, по вкусу.

Линейный массив излучателей, групповой излучатель (ГИ)

На самом деле, такой подвид акустики касается больше динамиков, нежели конструкции самого корпуса. Думаю, вы уже видели колонки, каждая из которых состоит из большого количества одинаковых маленьких-маленьких динамиков, ну или не очень маленьких, кому как позволяет бюджет и жилое пространство.

По электрической схеме, головки включены последовательно, то есть «плюс» предыдущего подсоединен к «минусу» последующего, возможно комбинирование последовательно-параллельного соединения. Количество динамиков, собственно, тоже ограничивается только деньгами, здравый смысл, как правило, к этому моменту уже бесследно пропадает. Не подумайте обо мне ничего плохого, я пробовал такое извращение, мне даже понравилось, если есть возможность, настоятельно рекомендую собрать себе подобную конструкцию хотя бы ради интереса. Опять же, бюджет сего безобразия не очень велик, как правило, применяются отечественные динамики в хорошем состоянии, 5гдш, 8гдш, 4гд-8е, и.т.п.

Акустическое оформление – тот же щит или закрытый ящик, желательно хитрой формы, например треугольной. Одна из проблем, с которой предстоит столкнуться – высокое суммарное сопротивление, не всякий усилитель раскроет потенциал «массива». Серийные образцы, выпускаемые фабрично, имеют более сложные решения, динамики часто собираются в хитрые модули, добавляются фильтры.

Фазоинвертор, bass reflex port, резонатор Гельмгольца, он же ящик с «трубой»

Вот он – самый популярный вариант акустического оформления. Массовым становится самое выгодное по соотношению цена\получаемый результат, наш случай не исключение для данного правила. Для тех, кто не скачал архив неизвестного аудиофила, объясняем на пальцах. В трубе фазоинвертора есть некоторый объем воздуха, который зависит от его длины, он же «связан» с воздухом, который содержится внутри колонки. При удачной настройке длины трубы (не будем сходу погружаться в теорию) удается добиться более уверенного воспроизведения низких частот, чем просто в закрытом ящике. Если еще проще – с фазоинвертором получается глубокий бас. Для более углубленного понимания вот ролик с уже полюбившегося нам канала:

Хоть данный вид акустики и популярен, он далеко не так прост в изготовлении, одно тянет за другое. Динамики, которые подходят для такого оформления, называются «компрессионными», чаще всего имеют резиновый подвес и полосу частот, которая требует установки высокочастотного звена, твиттера или пищалки, то есть добавляется электрический фильтр. Выбор оптимального объема корпуса, его геометрии, точная настройка длины трубы имеют большое значение и не всегда соответствуют расчетным величинам. Ситуацию облегчает наличие в сети массы проектов, где авторы уже прошли тернистый путь и предлагают поэтапные инструкции с подробным описанием что, как, из чего надо делать. Впрочем, всегда находятся энтузиасты, которых не устраивает «готовое» и хватает упорства пройти своей дорогой. Недостатки фазоинвертора – «бубнеж» и «задавленная середина». Первое решается тщательным подбором формы, диаметра, материала и длины трубы; второе – добавлением отдельного среднечастотного звена. Верный путь к трехполосной акустике.

Обратный рупор TQWP и другие лабиринты судьбы

Чего только не придумали люди, чтобы усложнить путь колебаниям, идущим от обратной стороны динамика… Пожалуй, более всех отличилась фирма B&W со своими Nautilus, хоть памятник ставь этой морской раковине-мутанту. Но это гранды, а все, что можем мы, обычные аудиофилы, так это вспомнить свои ночные кошмары и поставить внутри прямоугольного ящика дощечки с гвоздями так, чтобы этому поганому звуку мало не показалось. Если серьезно – есть такие динамики, к которым оформление типа «фазоинвертор» не подходит, а щит не дает желаемого количества баса, от вида же сабвуфера что-то сжимается в животе. Тогда на помощь приходит обратный рупор или более сложный вариант – лабиринт. Для тех, кому интересно, как это работает, желаем приятного просмотра.

Кто-то может возразить: обратный рупор – это не совсем лабиринт, отчасти мы можем согласиться, но что более достоверно – он ближе к лабиринтам, чем классический рупор

напоминающий о старом граммофоне. Как можно догадаться из названия, обратный рупор или лабиринт – далеко не самый простой вид акустического оформления, он требует хорошего понимания теории, точного расчета или хотя бы соблюдения заводских рекомендаций. Например, крупные фирмы-производители широкополосных динамиков, как правило, приводят в документации к своим динамикам пару вариантов чертежей корпуса.

Онкен, закрытый ящик (ЗЯ), рупор, пассивный излучатель и другие

Наше повествование идет по следам народной популярности, а это довольно узкий список. Закрытый ящик почти всегда бубнит, под онкен тяжело подобрать динамик, рупор велик по размерам, сложен в изготовлении и расчете, пассивный излучатель неплохо работает, но в конструкциях любителей почему-то не прижился. Наверное, можно найти еще несколько редких видов или подвидов оформления, которые здесь не упомянули, что поделать, всего не охватишь.

Демпфирование, «набивка», «заглушка»

Корпуса готовы, что с ними делать дальше? Правильно, демпфировать. Можно разделить демпфирование на два вида: вибропоглощение и звукопоглощение. Для вибропоглощения хорошо подходят автомобильные материалы, мастики и специальные листы с клейким слоем, предпочтительней последнее. Со звукопоглощением наблюдается разброд и шатание, кому-то нравится войлок, кому-то шерсть, ватин, синтепон, прочее. Ответ достаточно прост – для разного эффекта, в зависимости от типа корпуса и частоты, которую хочется подавить, будет зависеть выбор материала. Заполнение звукопоглощающим материалом корпуса увеличивает его виртуальный объем, однако определить универсальную норму, на мой взгляд, невозможно.

Настройка кроссовера (разделительного фильтра)

Вы решили делать многополосную акустику. Нужен ли измерительный микрофон? Если это разовый проект, то нет, не нужен, достаточно иметь тестовую подборку треков и некоторый опыт для понимания, какое звучание можно назвать более правильным. Просто придется дольше перебирать детали пассивного фильтра, слушать и сравнивать, но в итоге результат будет именно такой, который нужен вашим ушам, помещению. Чуть легче дело обстоит с активными кроссоверами. Раньше их приходилось делать самостоятельно, травить и разводить платы, паять, очень муторный процесс, особенно если схема имеет приличную крутизну среза и регулировки, для трехполосной акустики – просто дикая штука. Благо сегодня достаточно просто зайти на ebay и выбрать вариант себе по карману, хочешь на операционниках, хочешь на DSP. Регулировать частоту, а иногда и крутизну среза (в особо редких случаях фазу), можно плавно хоть каждый день.

Финал

Иногда мне кажется, что ситуация в мире аудио напоминает легенду о Вавилонской башне. Когда-то, в далекие времена, когда нога Van Den Hul’a еще не ступала на землю, люди строили вместе один комплект домашнего стерео. Большие-большие колонки, не менее большой усилитель, а к ним тянулись толстые-толстые кабели. Увидел это некто свыше и ужаснулся – ну и дичь, хоть бы книжки почитали какие… Суровая кара постигла незадачливых аудиофилов, с тех пор они спорят до хрипоты, но так и не могут договориться, как надо делать колонки-усилители, вот каждый и делает свои, как может.

Главная особенность акустических материалов - высокая пористость (до 98%). Строение их бывает ячеистое, зернистое, волокнистое, пластинчатое или смешанное. Величина пор колеблется в широких пределах и обычно не превышает 3-5 мм. Пористость можно регулировать в определенных пределах, изменяя влияние технологических факторов при производстве, тем самым можно получать материалы с заданными свойствами: средней плотностью и коэффициентом теплопроводности.

Высокую пористость получают способами: газообразования, высокого водозатворения, механической диспергацией, создания волокнистого каркаса, вспучивания минерального и органического сырья, выгорающих добавок и химической переработки.

Классификация акустических материалов построена на принципе функционального назначения этих материалов. По этому принципу они подразделяются на:

- звукопоглощающие , предназначенные для применения в конструкциях звукопоглощающих облицовок внутренних помещений и для отдельных звукопоглотителей для снижения звукового давления в помещениях производственных и общественных зданий;

- звукоизолирующие , применяющиеся в качестве прокладок (прослоек) в многослойных ограждающих конструкциях для улучшения изоляции ограждений от ударного и воздушного звуков;

- вибропоглощающие , предназначенные для ослабления изгибных колебаний, распространяющихся по жестким конструкциям (преимущественно тонким) для снижения излучаемого ими звука.

Звукопоглощающие материалы в соответствии с действующим стандартом классифицируются по следующим основным признакам: эффективности, форме, жесткости (величине относительного сжатия), структуре и возгораемости.

По форме звукопоглощающие материалы и изделия подразделяют:

На штучные (блоки, плиты);

Рулонные (маты, полосовые прокладки, холсты);

Рыхлые и сыпучие (вата минеральная и стеклянная, керамзит, вспученный перлит и другие пористые зернистые материалы).

По жесткости эти материалы и изделия подразделяют на мягкие, полужесткие, жесткие и твердые.

По структурным признакам звукопоглощающие материалы и изделия подразделяют на пористо-волокнистые, пористо-ячеистые (из ячеистого бетона и перлита) и пористо-губчатые (пенопласты, резины).

По возгораемости, как и все строительные материалы, акустические материалы и изделия подразделяют на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Сравнивая классификационные признаки звукопоглощающих, а также теплоизоляционных материалов и изделий, можно видеть их общность, что лишний раз подчеркивает идентичность задач при производстве этих материалов. Однако следует отметить, что для придания высоких показателей функциональных свойств рассматриваемым материалам и изделиям необходимо применять различные технологические приемы, позволяющие образовывать нужную для того или иного случая пористую структуру.

По эффективности звукопоглощающие материалы и изделия подразделяют на три класса:

1-й класс - свыше 0,8;

2-й класс - от 0,8 до 0,4;

3-й класс - от 0,4 до 0,2.

Звукоизоляционные материалы подразделяют на штучные (ленточные, полосовые и штучные прокладки, маты, плиты) и сыпучие (керамзит, доменный шлак, песок).

По структуре звукоизоляционные изделия (материалы) подразделяют на:

Пористо-волокнистые изготовляемые из минеральной и стеклянной ваты в виде мягких, полужестких и жестких прокладочных изделий со средней плотностью от 75 до 175 кг/м 3 и динамическим модулем упругости не более E (w) = 0,5 МПа при нагрузке 0,002 МПа;

Пористо-губчатые, изготовляемые из пенопластов и пористой резины и характеризующиеся E (w) от 1,0 до 5,0 МПа.

Динамический модуль упругости зернистых засыпок не должен превышать E (w) = 15 МПа.

Динамический модуль упругости E (w) . Модуль, определяемый отношением напряжения к той части деформации, которая синфазна с напряжением. Соответствует выражению

E (w) = E н - (E н - E р)/(1 + (w t2),

Таким образом, звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы должны обладать повышенной способностью поглощать и рассеивать звуковые волны.

Кроме того, звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы и изделия должны обладать стабильными физико-механическими и акустическими свойствами в течение всего периода эксплуатации, быть био - и влагостойкими, не выделять в окружающую среду вредных веществ.

Звукопоглощающие изделия, как правило, должны обладать высокими декоративными свойствами, так как их одновременно используют и для отделки внутренних поверхностей ограждений зданий.

Звукоизоляционные прокладочные материалы и изделия пористо-волокнистой структуры из различной ваты мягких, полужестких и жестких видов с Е не более 0,5 МПа или 5·10 5 Н/м 2 имеют нагрузку на звукоизоляционный слой 0,002 МПа (2·10 3 Н/м 2).

Звукоизоляционные материалы применяются:

В перекрытиях - в виде сплошных нагруженных или ненагруженных (несущих лишь собственную массу) прокладок, штучных нагруженных и полосовых нагруженных прокладок;

В перегородках и стенах - в виде сплошной ненагруженной прокладки в стыках конструкций.

Вибропоглощающие материалы . Вибропоглощающие материалы предназначены для поглощения вибрации и вызываемых шумов при работе инженерного и санитарно-технического оборудования.

Вибропоглощающими материалами служат некоторые сорта резины и мастики, фольгоизол, листовые пластмассы. Вибропоглощающие материалы наносятся на тонкие металлические поверхности, при этом создается эффективная вибропоглощающая конструкция с высокой энергией на трение.

Для устранения передачи ударного звука применяются конструкции «плавающих» полов.

Упругие прокладки укладываются между несущей плитой перекрытия и чистым полом. Также необходимо упругими прокладками отделять конструкцию пола от стен по периметру помещения. Виды и свойства некоторых звукоизоляционных прокладок представлены в табл. 3.

Эффективными звукоизоляционными материалами являются полужесткие минераловатные и стекловатные на синтетическом связующем плиты и маты, а также прошивные стекловатные маты, древесноволокнистые плиты, пористая резина, поливинилхлоридные и полиуретановые пенопласты. Изготавливают ленточные и полосовые прокладки длиной от 1000 до 3000 мм и шириной 100, 150, 200 мм, штучные прокладки - длиной и шириной 100, 150, 200 мм. Изделия из волокнистых материалов применяются только в оболочке из водостойкой бумаги, пленки, фольги.

Акустические панели . Конструктивно акустические панели устроены также как и обычные стеновые панели за исключением того, что одна из обкладок панели имеет перфорацию.

Рис.12.1 Акустическая сэндвич-панель

Перфорация металлических обкладок в акустических сэндвич-панелях позволяет повысить звукопоглощающие свойства панелей, а также придает панелям дополнительный декоративный эффект. Процент перфорации и диаметр отверстий перфорированных листов соответствует требованиям ГОСТ 23499-79 «Материалы и изделия строительные звукопоглощающие и звукоизоляционные. Классификация и общие технические требования».

Процент перфорации, не менее - 20; диаметр отверстий, мм. - 4.

Применение акустических сендвич - панелей:

Для строительства ограждающих конструкций, потолков, внутренних стен и перегородок в промышленных зданиях и сооружениях, где требуется защита от влияния промышленного шума;

Для строительства звукоизолирующих экранов (в т.ч. мобильных) на территории жилой застройки с целью снижения шумового загрязнения окружающей среды;

Для строительства шумозащитных экранов на автомобильных и железнодорожных магистралях в городской черте, вблизи населенных пунктов и заповедных территорий;

Защита от шума дизель-генераторов, звукоизоляция чиллерных установок, звукоизоляция трансформаторных подстанций.

Звукоизоляция и шумоизоляция общей стены . Уличный шум может проходить через общую стену смежных домов, звукоизоляцию общей стены можно улучшить, но эффективность будет зависеть от конструкции стены, наличия камина и расположенного на ней электрического оборудования.

Фото. 12.1 Минеральная вата и гипсокартонные плиты

Второй метод звукоизоляции общей стены включает в себя обкладку акустической минеральной ватой и облицовку двойным гипсокартоном на металлических планках.

При таком методе, звук не проходит напрямую, а рассеивается.

Первоначально устраивается обрешетка, для чего вертикально к стене крепятся обрешетины 50х50 мм., с расстоянием между ними немного меньше 600 мм, чтобы рулонная звукоизоляция из минеральной ваты толщиной 50 мм. плотно прилегала к обрешетинам и к стене.

Далее, на расстоянии 100 мм от пола, поперек обрешетки крепятся упругие планки в горизонтальном положении поперек обрешетин, расстояние между планками от 400 до 600 мм, последняя планка крепится на расстоянии 50 мм от потолка.

Стена облицовывается акустическим гипсокартонном толщиной 19 мм, для крепления панелей к планкам, используются шурупы длиной 32 мм, они должны проходить через планку, но не касаться стены или обрешетин.

Необходимо оставить зазор по периметру комнаты от 3 до 5 мм. Поверх первого слоя гипсокартона крепится второй слой толщиной 12,5 мм, стыки должны быть сдвинуты по отношению к первому слою.

С помощью звукопоглощающего герметика заделываются зазоры и установливается плинтус.

Фото. 12 .2 Общий вид звуко - и шумоизоляции стены из кирпичной кладки

Выбор звукопоглощающего материала. Инструментами, позволяющими эффективно регулировать акустику помещения, являются декоративно-отделочные звукопоглощающие материалы и конструкции. При этом звукоизоляционные материалы должны выполнять две главные функции - предотвращать колебания звуковой волной преграды (например, межкомнатной перегородки), а также, по возможности, поглощать и рассеивать звуковую волну. В принципе, все перечисленные материалы рекомендованы для использования в качестве звукоизоляции офисных помещений. Но хотелось бы остановиться на некоторых нюансах. Еще совсем недавно пробковое покрытие очень широко применялось в качестве звукоизолятора. Однако, по мнению специалистов, фактически пробка эффективна только против так называемого "ударного шума" (возникающего в результате механического воздействия на элементы строительных конструкций), и не обладает универсальными звукоизоляционными характеристиками. То же касается и различных синтетических вспененных материалов. Они довольно привлекательны с точки зрения простоты использования, но в большинстве своем не отвечают современным требованиям к звукоизоляции общественных зданий, а кроме того, зачастую не соответствуют требованиям пожарной безопасности. Поэтому в настоящее время на первый план выходят универсальные звукоизоляционные материалы на основе природного сырья, например, изделия на основе каменной ваты. Их отличные звукоизоляционные свойства определяет специфическая структура - хаотично направленные тончайшие волокна при трении друг о друга превращают энергию звуковых колебаний в тепловую. Применение таких утеплителей значительно снижает риск возникновения вертикальных звуковых волн между поверхностями стены, сокращая время реверберации, и, тем самым, снижая звуковой уровень в соседних помещениях.

Рис.12.2. Теплозвукоизоляция входных дверей

Специально для обеспечения акустическогокомфорта в собственном доме, в общественных местах, на рабочем месте компания ROCKWOOL разработала новый продукт - звукопоглощающие плиты из каменной ваты АКУСТИК БАТТС.

В виде плит различной толщины они применяются для звукоизоляции помещений всех типов. Среди них есть универсальные материалы для повышения звукоизоляции стен, пола и потолков. Например, ROCKWOOL АКУСТИК БАТТС плотностью 40 кг/м 3 ; конструкции с использованием, которого обеспечивают индекс звукоизоляции до 60 дБ.

Рис. 12.3. Плиты АКУСТИК БАТТС

1. Гипсокартонный лист; 2. Профиль потолочный; 3. Профиль направляющий; 4. Подвес прямой; 5. Лента уплотнительная; 6. Дюбель; 7. Шуруп самонарезающий; 8. Шуруп самонарезающий; 9. Акустик Баттс

Размещённые между стоечными профилями каркаса гипсокартонных стен плиты заметно повышают индекс звукоизоляции межкомнатных перегородок в офисе или квартире.

Они также применяются при создании пола на железобетонном или балочном перекрытии. Для звукоизоляции потолка материал может быть смонтирован непосредственно на перекрытие под поверхностью подвесных или натяжных потолков.

Негорючесть каменные волокна материала способны выдерживать, не плавясь, температуру свыше 1000 °С. В то время как связующий компонент испаряется при температуре 250 °С, волокна остаются неповрежденными, связанными между собой, сохраняя свою прочность и обеспечивая защиту от огня. Изделия ROCKWOOL являются негорючим материалом (класс пожарной опасности КМО). Это их свойство позволяет при пожарах препятствовать распространению пламени, а также на определенное время задерживать процесс разрушения несущих конструкций зданий.

Дополнительная изоляция от воздушного шума межэтажных перекрытий по железобетонной плите.

Устойчивость к деформациям. Это, прежде всего, отсутствие усадки на протяжении всего срока эксплуатации материала. Если материал не способен сохранять необходимую толщину при механических воздействиях, его изоляционные свойства теряются. Часть волокон нашего материала расположена вертикально, в результате чего общая структура не имеет определенного направления, что обеспечивает высокую жесткость теплоизоляционного материала.

Рис.12.4. Плиты акустические

укладываются между лагами на плиту

перекрытия

Звукоизоляция. Благодаря своему строению – открытой пористой структуре – каменная вата обладает отличными акустическими свойствами: улучшает воздушную звукоизоляцию помещения, звукопоглощающие свойства конструкции, сокращает время реверберации, и, тем самым, снижает звуковой уровень шума в соседних помещениях.

Водоотталкивание и паропроницаемость . Каменная вата обладает превосходными водоотталкивающими свойствами, что вместе с отличной паропроницаемостью позволяет легко и эффективно выводить пары из помещений и конструкций на улицу. Эти свойства позволяют создать благоприятный внутренний климат помещений, а так же всей конструкции в целом и теплоизоляции в частности работать в сухом состоянии. Ведь, как известно, влага хорошо проводит тепло. Попадая в теплоизоляционный материал, она заполняет воздушные поры. При этом теплозащитные свойства влажного материала заметно ухудшаются. А влага, попавшая на поверхность материала, не проникает в его толщу, благодаря чему он остается сухим, сохраняет свои высокие теплозащитные свойства.

Подвесные, акустические потолки.

1. гипсокартонный лист

2. профиль потолочный

4. Акустические плиты

Акустические плиты монтируются в пространстве между подвесным потолком и плитой перекрытия. Плиты закладываются за подвесной потолок, либо монтируются к плитам перекрытия с помощью крепежных дюбелей.

Рис. 12.5. Плиты Акустические

монтируются над подвесным

потолком

Плиты «Акминит» и «Акмигран» - акустические материалы, изготовляемые на основе гранулированной минеральной ваты и композиций крахмального связующего с добавками. Плиты выпускают размером 300х300х20 мм, плотностью 350... 400 кг/м 3 и пределом прочности при изгибе 0,7... 1,0 МПа, с высоким коэффициентом звукопоглощения - до 0,8. Указанные плиты предназначены для звукопоглощающей отделки потолков и верхней части стен помещений, общественных и административных зданий, эксплуатируемых с относительной влажностью воздуха не более 70%. Лицевая поверхность плит имеет фактуру в виде направленных трещин (каверн), подобно фактуре поверхности выветрившегося известняка. Крепление плит к перекрытию осуществляется с помощью металлических профилей, их можно также приклеивать специальными мастиками непосредственно к жесткой поверхности.

Своеобразная фактура и широкая гамма цветов вносят разнообразие в интерьеры помещений при массовом применении декоративных акустических плит «Силакпор» и плит из газосиликатов.

Плиты «Силакпор» изготовляют из легковесного газобетона специальной структуры плотностью 300...350 кг/м 3 . Лицевая поверхность плит может иметь продольную щелевую перфорацию, что придает ей не только лучший вид, но и повышенную способность к поглощению шума. Коэффициент звукопоглощения плит «Силакпор» в диапазоне частот от 200 до 4000 Гц составляет 0,3 - 0,8.

Плиты из газосиликата обладают хорошими эксплуатационными и архитектурно-строительными свойствами и представляют особую группу звукопоглощающих материалов, в том числе с макропористой структурой. Из газосиликата изготовляют плиты размером 750х350х25 мм, плотностью 500...600 кг/м 3 и пределом прочности при сжатии 1,5...2,0 МПа, коэффициентом звукопоглощения в диапазоне частот от 500 до 4000 Гц для микропористых плит 0,2...0,3, а для макропористых 0,6...0,9. Технологический процесс производства плит состоит из смешения сырьевых материалов - извести, песка и красителя; заливки приготовленного раствора в формы и автоклавной обработки, после чего изделия фрезеруют и калибруют. Хорошим внешним видом, достаточной огнестойкостью и высокими звукопоглощающими свойствами обладают акустические перфорированные плиты из сухой штукатурки и гипсовые перфорированные плиты с минераловатным звукопоглотителем. Их широко используют для внутренней отделки стен и потолков в культурно-бытовых и общественных зданиях.

Негативное воздействие посторонних звуков на человеческое состояние давно доказано. В связи с этим разработано множество специальных правил, позволяющих определить допустимые значения «звукового мусора».

Например, из-за шумового фона, достигающего 40 дБА, у человека начнутся проблемы со сном, а при систематическом шуме выше 60 дБА в 90 случаях из 100 произойдут структурные изменения организма. Чтобы минимизировать или полностью устранить риск возникновения таких ситуаций, применяются изолирующие материалы.

Виды звукоизолирующих материалов

Следует начать с того, что шумы подразделяются на отдельные группы:

1. Структурные – вызываются вибрацией вследствие работы различного оборудования (от бытового в доме до строительного на улице), автотранспорта, лифтов и пр.
2. Ударные – могут быть вызваны топотом, передвижением предметов интерьера.
3. Воздушные – разговоры, теле- и радиозвуки.

В строительной акустике различают три основных типа звукозащиты от вышерассмотренных шумов:

Звукоизоляция

Предполагает защиту от шумов, передающихся по воздуху (человеческая речь, музыка и пр.). Работает по одному из двух принципов: снижение степени интенсивности звуковых волн в процессе их прохождения сквозь плотную перегородку или звукоотражение от преграды.

Шумоизоляция

Здесь предполагается защита от сложных звуковых волн, вызванных сочетанием звуков разной силы и частотности. Это могут быть структурные, воздушные, ударные и пр. шумы.

Звукопоглощение

Актуально для мягких конструкций, использует метод перевода энергии звуковой в тепловую.

Чтобы грамотно подобрать соответствующий звукоизолирующий материал, следует принимать во внимание, от каких типов шума «сооружается» защитный барьер.

Проведем небольшое сравнительное исследование продукции от известных производителей, рекомендуемой для жилых помещений (в рассматриваемую группу вошли только шумоизоляторы, эффективные в диапазоне 100-3000 Гц).

Обзор звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов

Мембранные звукоизоляторы применимы для любых поверхностей, обладают упругостью, малой толщиной и повышенной эффективностью в поглощении шумов. Наиболее популярными брендами на территории России стали Tecsound и Звукоизол.

Tecsound

Эта фирма – дочернее предприятие испанской компании Texsa, появившейся в далеком 1954 году. Под брендом Тексаунд производятся полимер-минеральные мембраны – эластичные, тонкие, выпускаются в форме рулонов.

Основа материала – арагонит с добавлением эластомеров. Актуален он в каркасных и бескаркасных системах, способен повысить звукоизоляционные свойства конструкции на 15 дБ.

Такие показатели можно сравнить с тридцатисантиметровой бетонной стеной. Цена Tecsound – от 850 р. за квадрат.

Выпускается пять основных серий мембран:

1. Tecsound Al – самоклеющаяся, оснащенная алюминиевой фольгой.
2. Tecsound SY – синтетическая самоклеющаяся, применимая для перегородок, потолков, фасадов.
3. Tecsound 35/50/70 – стандартная, используемая для звукоизоляции полов и кровель.
4. Tecsound FT – синтетическая фольгированная универсальная, с покрытием из войлока.
5. Tecsound 100 – листовая.

Из достоинств можно отметить способность к растяжению, экологическую безопасность, температуроустойчивость и долговечность.

Звукоизол

Мембранные звукоизоляционные материалы на основе битумно-полимерных составляющих российского производства появились еще в 2009 г. Поначалу выпускались только две серии – Звукоизол и Звукоизол ВЭМ, предназначенные для строительного сектора.

Уже в следующем году ассортимент выпускаемой продукции значительно расширился за счет производства еще нескольких серий, ставших хорошей альтернативой зарубежным аналогам K-Fonik ST и Тексаунд (Tecsound). Это:

1. Звукоизол ВЭМ Стандарт – вязкоэластичный изолирующий материал,
2. СМК – самоклеющаяся подоснова,
3. Звукоизол-М – рулонные битумно-полимерные мембранные звукоизоляторы с металлизированным покрытием.

Цена отечественных шумоизоляторов более чем демократична – от 140 р. за квадрат. Характеризуются они многими положительными качествами, среди которых универсальность, хорошими звукопоглощающими свойствами, водонепроницаемостью.

Шумоизолирующие панели, состоящие из нескольких слоев, быстро стали популярными за относительную простоту монтажа и эффективность. Среди них особо можно выделить ЗИПС и SoundGuard.

ЗИПС

Сэндвич-панели ЗИПС, в зависимости от основы, имеют разное предназначение. Выполняются они из фанеры (ГВЛ) или пазогребневых ГКЛ, скомпонованных со стекловолоконными или базальтовыми плитами.

Конструкция на основе гипсоволокна/фанеры применима для пола, гипсокартонная – для потолочных и стенных поверхностей.

Впервые бескаркасная система Зипс была разработана в 1999 г, сейчас она включает в себя шесть типов панелей разного предназначения:

1. ЗИПС-МОДУЛЬ стеновая для межкомнатных стен и перегородок в коммерческих, жилых помещениях. Индекс Rw – до 14 дБ.
2. ЗИПС-ПОЛ МОДУЛЬ – панели сборного типа для железобетонных межэтажных перекрытий. Изолируют воздушные шумы в диапазоне от 7 до 9 децибел и ударные до 38 дБ.
3. ЗИПС-Вектор для стенных и потолочных оснований, рабочий диапазон до 125 Гц, индекс Rw до 11 дБ.
4. ЗИПС-Пол Вектор – обеспечивают комплексную звуковую изоляцию железобетонных межэтажных перекрытий, снижают воздушный шум в диапазоне от 6 до 8 дБ, ударный – на 32.
5. ЗИПС-СИНЕМА – дополнительная защита с индексом Rw 16-18 дБ. Применяется для потолков и стен в помещениях с повышенной степенью исходящего звука.
6. ЗИПС-III-УЛЬТРА – допзащита потолочных и стенных поверхностей от воздушного шума. Рабочий диапазон 100 Гц, Rw – 11 дБ.

Цена панелей ЗИПС – от 1600 р., но такая стоимость вполне оправдана их эффективностью, низкой степенью теплопроводности (то есть панели еще и частично выполняют функцию теплоизолятора), долговечностью (от 10 лет).

SoundGuard

Панели Саунгард – «детище» немецко-российского предприятия, появившееся еще в 2010 г. на паях с компанией «Волма» и характеризующееся повышенной эффективностью. В состав панели входит:

• ГКЛ Волма для финишной облицовки,
• Профилированная панель SoundGuard (многослойная плита из гофрокартона, картона и минерально-кварцевого наполнителя),
• Каркасный профиль.

Через два года была зарегистрирована ТМ SoundGuard, после чего начался выпуск разных видов шумоизолирующих панелей:

1. SoundGuard Экозвукоизол – звукоизолирующие упругие панели в 13 мм, состоящие из семи слоев с Rw в 40 децибел.
2. SoundGuard ЭкоЗвукоИзол Огнестойкие Г1, с показателями толщины также в 13 мм и индексом звукоизоляции до 42 дБ.
3. SoundGuard Slim, 11 мм, семь слоев, уменьшающие шума на 36 дБ.
4. SoundGuard Standart, толщина 12 мм, характеризуются прочностью на сжатие и индексом Rw 37 дБ.
5. SoundGuardPremium, Rw равен 44 дБ, запатентованный звукоизоляционный материал для тен, пола, перегородок.

Панели СайнГард сертифицированы по всем нормам РФ, пожаробезопасны, просты в монтаже, обладают низкой теплопроводностью, цена от 810 р/кв. м.

Минераловатные звукоизолирующие материалы также не теряют своей популярности, особенно в сочетании с инновационными разработками. Больше всех продвинулись в изготовлении звукозащиты на основе минеральной ваты бренды Шуманет и Rock Wool Acoustic Butts.

Шуманет

Минераловатные плиты Шуманет выпускаеются тем же производителем, что и панели ЗИПС, Шумостоп, Саундлюкс, Саундлайн, Вибросил, Виброфлекс, а именно ООО «Акустик Групп».

Серия звукоизоляционных материалов Шуманет разработана непосредственно для каркасных стенных и потолочных систем с применением облицовок различного типа – гипсоволокнистых, гипсокартонных, древесно-стружечных, фанерных. В серию входят:

1. Шуманет-СК – стекловолокнистые плиты, с одной стороны покрытые стеклохолстом, не допускающим осыпания стекловолокон. Актуальны при установке акустических панелей типа Кнауф-Саундлайн, Саундборд и др., обладают значением звукопоглощения около 0,8 ед.
2. Шуманет-Эко – водоотталкивающие плиты на основе штапельного стекловолокна и акрилового связующего. Коэффициент звукопоглощения – 0,85 ед.
3. Шуманет-БМ – базальтовые плиты с высоким показателем звукопоглощения – 0,95 ед.

Для изоляции ударного шума в напольных конструкциях выпускается система комбинированных плит под названием Шумостоп и битумно-полимерных прокладок Шуманет-100.

Средняя цена плит Шуманет – от 190 рублей за квадрат. Отличаются они долговечностью (рабочий ресурс от 10 лет), простотой монтажа, соответствуют требованиям ГОСТ, сертифицированы по нормам РФ.

RockWool Acoustic Butts

Многофункциональные базальтовые плиты производятся почти на 30 заводах, это разработка транснациональной группы компаний, открывшей свой первый филиал в России еще в 1999 г.

Плиты Роквул Акустик Баттс из каменной ваты практически универсальны, применимы во внутренней, внешней и кровельной облицовке в жилом и промышленном строительстве.

Можно выделить несколько основных серий минераловатных плит Acoustic:

1. RockWool Флор Баттс – жесткие паропроницаемые плиты для напольных конструкций с ожидаемо высокой нагрузкой.
2. RockWool Флор Баттс водоотталкивающие (гидрофобизированные) для помещений общественного, коммерческого и жилого направления.
3. RockWool Флор Баттс И – габбро-базальтовые плитные материалы для помещений производственного типа.
4. Роквул Акустик Баттс Про – ультратонкие плиты.
5. Акустик Баттс стандартного типа.

Продукция Роквул Акустик Баттс имеет массу достоинств, при этом цена на плиты вполне доступная – от 120 рублей за квадратный метр.

8087

Низкочастотные поглотители Щит Бекеши и Басклинер для коррекции акустики комнаты прослушивания

Один из вариантов конструкции щита бекеши размером 4х2 м

Рама низкочастотного звукопоглотителя "Щит бекеши"

Зависимость резонансной частоты низкочастотного поглотителя "Басклинер" от длины и диаметра трубы
Установка низкочастотных поглотителей "Басклинер" в углах студии звукозаписи
Устройство "Басклинера" и ступенчатый резонансный потолок
Угловые низкочастотные поглотители "басклинер"

Звукопоглощающие конструкции "басклинер" для разных частот

Студия звукозаписи акустически обработана низкочастотными поглотителями "Басклинер"

Проблемы низких частот

Одна из основных акустических проблем при создании залов домашнего кинотеатра или комнат прослушивания - резонансы низких частот, не устраняемые никакими звукопоглощающими материалами. Помещения для музыки и просмотра фильмов в большинстве своем имеют прямоугольную форму с тремя парами параллельных поверхностей (4 стены, пол и потолок). В итоге в большинстве прямоугольных помещений имеются три явно выраженные резонанса как раз на низких частотах. Их частоты связаны с расстоянием между стенами, и они тем ниже, чем больше размеры помещения. К основным резонансам добавляются кратные их частотам - высшие гармоники. Вот такой низкочастотный «букет» получается в комнате прямоугольной формы, гордо именуемой «залом домашнего кинотеатра». Выражается этот «букет» в резком усилении отдельных частот при ходьбе по залу, наличие в определенных местах «гудения» и провалов на НЧ, не выправляемые даже мощным сабвуфером. Избавиться от этих явлений можно несколькими способами, и это не традиционно практикуемая шумоизоляция стен:

• Способ кардинальный - уход от прямоугольной формы помещения и плоского потолка, по примеру комнат прослушивания студии звукозаписи. Редко реализуем т.к. залы домашних кинотеатров строятся в квартирах и коттеджах, где большинство помещений имеют плоский пол, потолок и расположенные под 90 град. стены. Если под зал домашнего кинотеатра выделяется мансарда с двускатной или односкатной крышей, для акустики - уже лучше;
• Способ «4 сабвуфера» основанный на том, что у задней стены устанавливаются 2 дополнительных сабвуфера, включенные в противофазе к двум основным, стоящим около экрана. В результате низкие частоты, достигающие этих двух сабвуферов - поглощаются и возникает эффект отсутствия задней стены (эффект дырки);
• Способ компромиссный по стоимости в сравнении с двумя предыдущими - применение звукопоглощающих материалов и конструкций именно для низких частот. Известно несколько таких способов, применяемых в критичных местах комнат прослушивания и залов, где гладкая АЧХ на низких частотах особенно важна. Эти способы основаны на резонансе.

Про резонансные способы поглощения и поговорим. Про непрямоугольную форму помещения и «4 сабвуфера» есть отдельные статьи, которые можно найти по ссылкам в конце страницы.

Резонансный способ поглощения низких частот коренным образом отличается от шумоизоляции стен звукопоглощающими материалами. Он достаточно прост в реализации, недорог и часто применяем при создании студий звукозаписи или аналогичных по назначению помещений.

При возбуждении звуковыми волнами резонанса в какой-либо плоской поверхности (мембране), эта поверхность начинает колебаться и отбирать энергию звуковых волн как раз на частоте резонанса. Если механические колебания мембраны превратить в тепло, то звуковое давление на частоте резонанса - снизится. Плоская поверхность вместе с рамой представляет собой колебательную систему, а в качества преобразователя энергии механических колебаний в тепло выступает слой звукопоглощающего материала.

Уровень гашения энергии звуковых волн зависит не от толщины слоя звукопоглощающего материала, а от добротности колебательной системы. Чем она выше, тем амплитуда колебаний мембраны больше и отбор энергии звуковых волн на резонансной частоте - сильнее. Правда при высокой добротности страдает ширина поглощаемого диапазона частот. Высокодобротные системы узкополосны, хоть и обеспечивают максимальное поглощение какой-то определенной частоты.

Щиты Бекеши

Впервые тандемные конструкции из мембраны и слоя звукопоглощающего материала применил Г. Бекеши, и соответственно все резонансные системы, предназначенные для поглощения низких частот, традиционно называют его именем.

Так называемые «Щиты Бекеши» представляют собой деревянные рамы достаточно внушительных габаритов закрытые с одной стороны мембраной из туго натянутого авиационного полотна, клеенкой или тонким ДВП, оргалитом и т.д. Рама крепится на стене в месте пучности низких частот. Между стеной и мембраной должно быть расстояние порядка 10-20 см. В этот промежуток устанавливается звукопоглощающий материал в виде плиты из минеральной ваты толщиной 50-100 мм. Еще раз повторюсь - звукопоглощающий материал, это не шумоизоляция стен, а преобразователь механической энергии колебания мембраны в тепло.

Щит бекеши имеет явно выраженные резонансные свойства. Частота его резонанса зависит от физического размера, толщины мембраны, примененного для месмбраны материала и силы натяжения. Частота резонанса колебательной системы также зависит от веса мембраны (отношением массы к единице площади) и упругостью объема воздуха между мембраной и стеной. Если частота падающего на мембрану звуковой волны близка (или кратна ей) к резонансной частоте мембраны в ней возбуждаются колебания. Энергия звуковых волн преобразуется в механические колебания мембраны, которые в свою очередь переводятся в тепло слоем звукопоглощающего материала.

Резонансная частота, на которой поглощение энергии звуковых волн максимально, может быть сделана достаточно низкой. Щиты бекеши хорошо работают как раз на низких частотах.

Значительное поглощение энергии колебаний низких частот, наблюдаемое в больших залах, отделанных деревянными панелями, объясняется именно их резонансными свойствами. Роль активного сопротивления здесь играет не слой звукопоглощающего материала между стеной и панелями, а внутреннее трение, возникающее при деформации панелей.

Практическое применения щитов Бекеши

Для улучшения акустики помещения и «дозирования» первых отражений применяют именно «Щиты Бекеши». Эти довольно большие по площади деревянные конструкции, хорошо поглощают энергию звуковых волн не только низких частот (на одной - резонансной частоте), но и к счастью - средних и высоких частот.

Как правило «Щит Бекеши» - это деревянная рама из досок шириной 100-120 мм, висящая на стене, либо встроенная в нее заподлицо. Внутри рамы находится звукопоглощающий материал: плотное базальтовое волокно, минеральная вата, поролон и другие похожие по свойствам материалы не очень высокой (50-100 кг/куб.м.) плотности.

Лицевая поверхность «Щита Бекеши» закрыта натянутой PVC мембраной плотностью 270-450 г/м.кв. Мембрана имеет собственную резонансную частоту, зависящую от ее физических размеров, толщины материала и силы натяжения. Обычно частота собственного резонанса мембраны (при габаритах конструкции 1200х2500 мм) находится в районе 27-42 Гц и имеет среднюю добротность. На резонансной частоте и кратных ей частотах, мембраны у «Щита Бекеши» имеется ярко выраженный пик поглощения звуковой энергии.

В дополнение к низким, также неплохо гасятся средние частоты расположенным под мембраной слоем звукопоглощающего материала. Коэффициент ослабления средних частот задается глубиной щита бекеши, и плотностью звукопоглощающего материала.

Для поглощения высоких частот на мембрану можно наклеить мягкий наружный слой. Применяя разные покрытия мембраны можно влиять на коэффициент поглощения высоких частот.

Таким образом «Щит Бекеши» представляет собой комбинированный акустический элемент для поглощения первых отражений в довольно широком диапазоне частот, а по сути является трех-диапазонным звукопоглотителем. Кроме преимущественного поглощения низких частот, панель бекеши влияет на уровень реверберации в помещении и скорость затухания «порхающего эха». В меньшей степени он устраняет подгуживание помещения на низких частотах.

Планировка помещения по низким частотам

Важнейшее место в борьбе за качественный звук занимает проблема баса, которая проявляется в резкой неравномерности уровня низких частот в комнате прослушивания. Неравномерность басового диапазона слышна выпиранием отдельных частот, неистовым «гудежом» сабвуфера, либо провалами, когда явно ощущается «глотание» отдельных нот и НЧ звуков.

Стандартные методы коррекции недостатков акустики помещения эквалайзерами, входящими в состав современных ресиверов домашнего кинотеатра, настраиваемых автоматически - помогают мало. Убирать выпячивание и провалы определенных частот эквалайзером сродни лечению симптомов таблетками, вместо поиска причин заболевания в медицине.

Второй традиционный способ НЧ коррекции - таскать сабвуфер по помещению в поисках лучшего места и наиболее ровной результирующей АЧХ системы сабвуфер/комната, тоже - полумера. Тут скорее всего придется искать место не только сабвуферу, а и двум фронтальным колонкам и соответственно - дивану и экрану…

Можно применять резонаторы Гельмгольца, имеющие от природы - низкую добротность и как следствие - недостаточную эффективность при высокой цене.

Резюмируя можно сказать, что методов коррекции НЧ в комнате прослушивания существует масса, но подходить к ним желательно не в конце ремонта, когда «шторы», а при строительстве, чтобы получить заведомо прогнозируемый, качественный и недорогой результат. Планировка помещения прослушивания обычно преследует цели:

• Избавиться от влияния на неравномерность низких частот элементов «коробки» стен и потолков, которые изготовляются из не предназначенных для акустических целей гипсокартона и натяжных поверхностей. Замена гипсокартоных стен на массивный кирпич, а гипсокартонного потолка на акустический с перфорацией, ситуацию по НЧ и СЧ меняет кардинально;
• Создать условия для формирования максимально равномерного поля в низкочастотном диапазоне, для чего уходить от параллельных стен и ровных потолков;
• Для устранения «звона» на высоких частотах и «порхающего эха» применять мягкие материалы для шумоизоляции стен, пола и потолка.

Сильное увлечение подобными методами акустической коррекции (в комплексе) может привести к обеднению отдельных частот и в особенности - баса. Есть приемы, позволяющие не подавлять пучности в помещении щитами Бекеши, звукопоглощающими материалами и другими акустическими конструкциями, а обогатить бас и выровнять АЧХ на низких частотах - архитектурно.

Ступенчатый потолок

Если у помещения есть достаточный запас по высоте, можно создать ступенчатый потолок со специально просчитанным перепадом высот и площадью «ступеней». Ступени на потолке можно строить с таким шагом, чтобы резонансная частота между каждой ступенью и полом отличалась от соседней на 5-8 Гц. Таким образом получаем «гребенку» резонансных пучностей, разбивая одну резонансную частоту большой амплитуды (в случае единого потолка) на 8-14 равномерно распределенных по диапазону. В результате выравниваем АЧХ комнаты и обогащаем звучание низких частот равномерным рядом локальных резонансов.

Метод - действенный, но требует правильного расчета и приличных архитектурных работ. Кстати, ступени можно скрыть акустически прозрачным натяжным потолком, и примерно такой же эффект получается при устройстве ступеней не на потолке, а на стенах. «Высший пилотаж» это откорректировать параллельные плоскости в соответствии с кривыми равной громкости. Тогда в помещении без применения звукопоглощающих материалов можно получить ровный по отдаче и мощнейший бас.

Заметки

по построению акустических систем с использованием современных материалов

Если расчет АС достаточно полно освещен в литературе (Эфрусси, Виноградова, Алдошина), то описанные там материалы устарели и малоэффективны в сравнении с имеющимися на сегодняшний день. Анализируя современное состояние рынка материалов, в основном автомобильного и строительного назначения, я обобщил имеющиеся данные и сделал следующие выводы:

1. Виброизоляция стенок ящика АС.

Единственным пригодным для использования в домашней акустике из автомобильных материалов является BIMAST, лучше марки SUPER. Листы 0,6х0,9 м (упаковка 5 штук) выпускаются группой компаний «Стандартпласт»: http://www. *****

Этот материал толщиной 3-4 мм позволяет уменьшить толщину стенок в 2 раза. Однако это справедливо для тонких стенок (8-10 мм), где это особенно актуально.

Естественно, что для стенки из МДФ толщиной 32 мм уменьшение вибраций будет несущественным. К тому же, вибропоглощение МДФ выше, чем ДСП, и не сравнимо выше фанеры, дерева (до 4-х раз) и иных материалов.

Потому нецелесообразно делать толстый деревянный корпус с дополнительной виброизоляцией вместо корпуса из МДФ обычной толщины (для полочной АС обычной я считаю 16 мм).

Нанесение анахронизмов вроде герлена представляется сомнительным ввиду нетехнологичности нанесения его необходимой толщины (4-6 мм) и меньшей эффективности ввиду однослойной структуры.

Корпуса из мрамора вообще не имеют виброизолирующих свойств, так как мрамор не имеет упругих свойств, позволяющих превращать акустическую энергию в тепловую.

Все виброизолирующие материалы эффективны от вибраций, в первую очередь от ударных шумов. Т. е. в первую очередь на НЧ, где мощность их существенна.

Но на НЧ слух не может локализовать источник звука, поэтому и важность виброизоляции не велика: нет особой разницы, излучает звук диффузор или задняя стенка корпуса.

В проектируемых корпусах гасить вибрации лучше всего построением переборок. Теоретически, поставленная посередине панели переборка увеличивает прочность в 4 раза. Удобным способом укрепления, особенно готовых АС, являются распорки. Лучшим способом укрепления ящика АС является сотовая ячеистая система переборок, так как она еще дополнительно позволяет корпусные резонансы ослабить путем увода их вверх, где они легко гасятся звукопоглощающими материалами.

Встречающиеся в описаниях АС способы виброизоляции стенок ленолиумом идут со времен книги Эфрусси (1971 год). Однако линолеум тогда был совершенно иным и всего одного сорта; простая рекомендация виброизоляции современным линолеумом по крайней мере некорректна по отношению к желающим повторить конструкцию. Покупка ленилеума поставит их в тупик: какой брать? – коммерческий, полукоммерческий, домашний? – толщиной от 1 до 4 мм? - гомогенный или гетерогенный? –может вообще взять натуральный линолеум, или лучше токопроводящий, или антисептический ? К тому же укладка на пол его производится на специальный виброгасящий рулонный материал (подложку) - вспененный полиэтилен или полиуретан, пробковое покрытие). Так же нельзя использовать в качестве виброгасящего материала резину, в том числе пористую.

2. Звукопоглощающие материалы.

Это высокопористые, иначе говоря - материалы с открытой и как можно более мелкой структурой. Типичные размеры волокон стекловатных и минераловатных (базальтовых) звукопоглощающих плит имеют размеры 2-6 мкм. Диапазон их наибольшей эффективности начинается с 500 герц, на 50-100 герц поглощение совсем низкое. Однако в АС поглощение на столь низких частотах нас не интересует (а в случае построения, к примеру, помещения с заданными акустическими свойствами – студии, например, пришлось бы применять панели-сэндвичи). А не интересует потому, что звукопоглощение на НЧ портит качество баса, делает его затянутым. Происходит это вследствие снижения добротности АС на НЧ. Частицы материала с окружающим их воздухом следуют за диффузором, виртуально увеличивая его массу. Звукоизолирующие (и близкие к ним утеплительные материалы) непригодны для использования в АС по причине низкого коэффициента звукопоглощения. К непригодным для использования относятся все виды полиуретанов – от пенопласта до поролона. Предлагаемые в некоторых публикациях разминания поролона для открытия пор различными способами несостоятельны, для этой цели есть другие материалы.

Лучшими являются:

Тонкошерстный войлок. Эффективность 8-10 мм войлока сравнима с 2-3 см ваты. В корпусе через некоторое время заведется моль. Ту же участь ждет тонкорунную овечью шерсть, обладающую так же хорошими свойствами, часто используемую и предлагаемую, к примеру фирмой Visaton: http://sound. *****/

Альтернативой является стекловолоконный войлок.

Специальные звукопоглощающие современные материалы используются преимущественно в потолочных плитах, реже – стенных панелях (маты и сэндвичи из фанеры или гипрока и минваты):

фирма «PAROC» выпускает акустические декоративные негорючие панели на основе минеральной ваты со средней плотностью 80 кг/куб (панели Parmitex, Poyal, Akusteri, Аku).

Фирма «ISOVER» выпускает окрашенные стекловолокнистые акустические плиты группы AKUSTO, имеющие стеклотканевое покрытие. Это плиты из стекловолокна толщиной 30 и 50 мм.
Фирма ECOPHON выпускает акустические потолочные и настенные панели, изготовленные из стекловаты повышенной плотности (средняя плотность - более 80 кг/куб. м), толщиной 12, 20, 40 мм.
Фирма «KARHULA», фирма «AHLSTROM». Плиты имеют среднюю плотность 150 кг/куб. м, а плиты в 30 мм - 75 кг/куб. м.
Можно использовать минеральную вату, обернутую в стеклоткань (маты). Она является акустически прозрачной и позволит избежать дополнительных локальных провалов и выбросов на кривой коэффициента поглощения.

Вата. Эффективный вид – более плотный и мелкий – то есть синтетическая хирургическая вата. Также должна укладываться в матах. Чтобы избежать дополнительных экстремумов поглощения матов, материал для их шитья нужно брать звукопрозрачный: стеклоткань, укрывные материалы для почвы, подкладочные материалы для одежды – все они имеют крупную ячеистую структуру.

Теоретически, звукопоглощение в районе НЧ от 250 герц и ниже можно увеличить, относя звукопоглощающие панели на четверть волны от стенки АС. Однако, посчитав длину волны хотя бы 100 герц (332/100=3,32 метра), нетрудно прийти к выводу о необдуманности встречающихся в сети советов по отнесению материала от стенки.

При том, что увеличение эффективности поглощения требуется на НЧ, а на ВЧ с 2-3 кГц уже и не требуется, так как перед НЧ динамиком стоит фильтр.

3. Стоячие волны, связанные с ними резонансные пики на АЧХ.

Они возникают на частоте 168/L (длина стенки в метрах). Если две стенки имеют равную длину – еще хуже, так как энергия резонансов двух плоскостей сложится. Потому не следует делать стенки, кратные друг другу по размерам. Например соотношение длины стенок 1: 1,5: 2,4 будет удачным. Если возникает стоячая волна, то у крайних стенок будут максимумы, а посередине – минимум.

Вывод: поставив переборку или расположив мешок звукопоглотителя не по центру ящика, можно дополнительно получить подавление стоячей волны (резонанса), а не только звукопоглощения.