Какой материал лучше для акустических колонок. Звукопоглощающий материал для акустических систем – Звукопоглощающий материал для акустических систем – Доработка качества звучания мультимедиа акустики. Общие понятия по обивке, укреплению корпуса, замене пр

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.

В звукоизоляции шума с выраженной низкочастотной составляющей (буханье барабанов, спецэффекты при просмотре фильма), прослушиваемый на всех смежных стенах, необходимо применять конструкцию "комната-в-комнате". Термин подразумевает под собой устройство "плавающего" пола на звукопоглощающей подложке и облицовке стен и потолка по виброразвязанному каркасу. Например, самым эффективным и одновременно экономически выгодным способом борьбы с ударным шумом от соседа сверху (звуки шагов, передвижения мебели и пр.) является акустический "плавающий" пол в помещении верхнего уровня. Гораздо проще контролировать шум в месте его возникновения, чем проводить дорогостоющие мероприятия по звукоизоляции всех конструкций, по которым он распостроняется.

В звукоизоляции низкочастотного звука большее значение имеет не количество плотных слоёв в облицовке стены, а расстояние между стеной и плотными слоями - чем больше относ от стены, тем меньше низких частот будет проникать в помещение.

Звукоизоляция единственного элемента ограждающих конструкций (пола, потолка или одной стены) не всегда решит проблему звукоизоляции квартиры. Эффективность этого мероприятия будет зависеть от того, насколько выражена опосредованная передача шума по ограждающим конструкциям. Например, если прослушивается только на смежной с соседом стене и не переизлучается на другие, то звукоизолирующая облицовка звукоизоляционным материалом одной стены скорее всего решит проблему. Если же шум прослушивается и на примыкающих стенах, то звукоизоляция одной стены будет малоэффективна. Желательно начертить план квартиры с указанием толщины стен и перегородок и мест, где вы слышите звук при их прослушивании. Это поможет получить ясное представление о зонах повышенного звукоизлучения и выбрать адекватное решение по звукоизоляции.

Борьба со звуком в источнике

Это самый эффективный, но, к сожалению, не всегда реализуемый метод звукоизоляции. Например, самым эффективным и одновременно экономически выгодным способом борьбы с ударным звуком от соседа сверху (звуки шагов, передвижения мебели и пр.) является акустический "плавающий" пол в помещении верхнего уровня. Гораздо проще контролировать звук в месте его возникновения, чем проводить дорогостоящие мероприятия по звукоизоляции всех конструкций, по которым он распространяется.

Учитывая тот факт, что практически весь новострой сдаётся сегодня без внутренней отделки помещений, с межквартирными ограждениями, не соответствующими действующим нормам звукоизоляции, ответьте на вопрос: кто кроме Вас станет вкладывать средства в Ваш комфорт .

Нет такого способа звукоизоляции как обклеить помещение неким тонким материалом. Предлагаемые на рынке материалы применяются только в составе звукоизолирующих конструкций. Например, высокая плотность материала «Тексаунд » увеличивает массу конструкций, практически не занимая места. Это означает, что возможно достичь высоких показателей звукоизоляции за счет минимальной толщины и применяется как демпфирующая (анти-резонансная) прокладка между слоями гипсокартона, и совместно с мягким слоем звукопоглощающего материала, можно добиться лучших результатов. В тонких перегородках и акустических потолках это свойство материала позволяет получить эффект, который можно сравнить с созданием дополнительной бетонной стены толщиной 20 см. Этого будет достаточно, чтобы ослабить мешающий Вам шум до уровня, который уже никогда не будет досаждать Вам и членам Вашей семьи. Оклеивание же материалом Тексаунд непосредственно стен или потолка никак не повлияет на акустические свойства помещения.

Чего делать не нужно

Столкнувшись с проблемой звукоизоляции вы наверняка уже получили множество рекомендаций от знакомых, консультантов в магазине. Перечень рекомендуемых материалов как правило сводится к недлинному списку: пенопласт, пробка, пенополиэтилен, яичные лотки. Перечисленные материалы не относятся к звукоизолирующим материалам и не применяются в составе звукоизолирующих конструкций.

Некоторые мастера применяют пенопласт, пробку, пенополиэтилен в составе конструкций плавающего пола. Эффективность конструкций, включающих упомянутые материалы, в снижении уровня ударного звука не высока.

Пользуясь распространёнными вымыслами о "звукоизолирующих" свойствах упомянутых материалов их производители и продавцы настойчиво муссируют и поддерживают эти мифы, не вдаваясь ни в тонкости физических процессов, ни в особенности терминологии.

Индекс звукопоглощения упомянутых материалов (отношение неотраженной энергии звуковой волны к излучённой) не превышает 0.3, в то время как звукопоглощающими принято считать материалы с индексом звукопоглощения 0.7 - 1.

Факт: облицовка стены пенопластом (пенополистиролом) с последующим оштукатуриванием практически не снизит индекс звукоизоляции квартиры.Другими словами, если Вы планируете использовать пенопласт, пробку, пенополиэтилен в качестве звукопоглощающего материала - самое время отказаться от этой идеи.

Не тратьте так же своё время и средства на "звукоизоляцию" коврами, матрацами, соломой, камышом, "специальными" обоями и красками, целлюлозными штукатурками - некоторые из перечисленных материалов хотя и обладают незначительными звукопоглощающими свойствами, но дело, однако, не в этом: задача предотвратить проникновение постороннего шума в помещение, а не поглощать уже проникший шум.

Заполнение пустот каркаса звукопоглощающим материалом

Заполнение свободного пространства внутри каркаса производится с целью снижения резонансных явлений в перегородке.

Акустическая минеральная вата плотностью 30-50 кг/м3 является эффективным звукопоглощающим материалом. Заполняйте пространства не менее чем на половину всего объёма пространства.

В защите от низкочастотного шума большую роль играет увеличение поверхностной массы обшивки и расстояние между стеной и отражающим слоем конструкции - чем дальше относ плотных слоёв от стены, тем выше звукоизолирующая способность конструкции на низких частотах. Устройство независимых каркасов для перегородок снизит косвенную передачу шума по элементам каркаса.

Применение пластичных мембран Tecsound, между слоями обшивки каркаса :

  • Для трёхслойной обшивки прокладку следует помещать между наружным и средним слоем.
  • Обшивка каркаса должна быть гибкой и массивной, поэтому не следует стремиться увеличивать жесткость каркаса.
  • Смещайте отверстия для розеток, электрических доз, выключателей друг относительно друга для каждой из обшивок перегородки (отверстия в перегородке не должны быть сквозными).

Инструкция по монтажу звукоизолирующих перегородок и облицовки стен

В зависимости от высоты возводимой гипсокартонной перегородки, предполагаемой нагрузки, желаемого уровня звукоизоляции применяют профили шириной 50, 75 или 100 мм.

  1. Для ограничения переизлучения вибрации (шума) с ограждающих конструкций на каркас, и как следствие, на его обшивку используют звукоизоляционный профиль со встроенными узлами виброразвязки.
  2. Расстелите подложку под направляющий профиль, выпустив её на 25 мм со стороны монтажа гипсокартонного листа.
  3. Уложите профиль на подложку, просверлите отверстия перфоратором под анкерное крепление сквозь узел виброразвязки и закрепите профиль.
  4. После монтажа направляющего профиля на полу и потолке вставьте в него стоечный профиль с шагом 600, 400 или 300 мм.
  5. Если консольная нагрузка на перегородку будет велика (например, необходимо повесить телевизор, книжные полки и пр.), то жесткость каркаса перегородки можно увеличить деревянными закладными, сокращением дистанции между стойками.
  6. Для облицовок следует выбрать конструкцию с креплением каркаса к стене виброразвязывающими креплениями.
  7. Пространство между профилями заполните акустической минеральной ватой плотностью 50-60 кг/м 3 .
  8. Рекомендации по устройству каркаса:
  9. Устройство двойного каркаса для перегородки с расстоянием между ними в 5 мм увеличит звукоизолирующие свойства конструкции.Например устройство двух независимых каркасов, используя профиль 50 мм, вместо одного с профилем 100мм.
  10. Относ каркаса облицовки стены или потолка от жесткого ограждения увеличит звукоизолирующие свойства конструкции, включая звукоизоляцию низких частот.
  11. Устройство независимых каркасов перегородки снизит косвенную передачу вибрации по элементам каркаса.

Немного о распространенных ошибках монтажа

Рассмотрим два аспекта звукоизоляции такой конструкции.

Звукоизоляция воздушного шума (звуковые волны, распространяющиеся в упругой среде воздуха).

Громко работающий музыкальный центр, и даже обычный разговор за стеной вызывает вибрацию ограждения - это один из способов проникновения нежелательной звуковой волны в помещение.

Мастера часто связывают каркас конструкции со стеной для того, чтобы обеспечить высокую "надёжность" конструкции.

Эти жесткие связи передают вибрацию стены практически без потерь на каркас и обшивку, которая, вследствие этого, вибрируя, излучает звук в помещении. Если пространство не заложено звукопоглощающим материалом, то воздух (в качестве пружины), усиливает излучение шума на собственной частоте резонанса системы.

Если пространство заложено звукопоглощающим материалом, то он остаётся незадействованным, так как два отражающих слоя конструкции связаны жестко и колеблятся почти синхронно.

Поэтому каркас облицовки стены либо не связывается с защищаемым ограждением, либо связывается специальными виброразвязывающими креплениями, если планируется высокая консольная нагрузка на облицовку стены (кухонные шкафы, книжные полки и прочее).

Звукоизоляция структурного шума (звуковые волны, распространяющиеся по ограждающим конструкциям).

При отсутствии акустической развязки каркаса от ограждающих конструкций помещения, структурный шум, проводимый стенами и перекрытиями будет легко переизлучаться на каркас конструкции и его обшивку. Обшивка каркаса, вибрируя, излучает звуковую волну в помещение в виде воздушного шума.

Звукоизолирующая перегородка или облицовка стены представляет собой конструкцию резонансного типа, которую с точки зрения физики можно рассматривать как колебательную систему [масса1]-[пружина]-[масса2] , где масса1 и масса2 - это отражающие слои (обшивка каркаса или стены звукоизолирующим материалом), а пружина - это слой эффективного звукопоглощающего материала(в перегородке находится между звукоизоляционными материалами, а в стене идет первым слоем, т.е. перед звукоизолирующим материалом).

Не нужно стремиться к созданию конструкций с более чем двумя отражающими слоями, и более чем одним зазором между ними, так как это снижает эффективность конструкции на низких частотах. При монтаже перегородок каркас звукоизоляционной конструкции лучше обшивать разным количеством слоёв , состоящим из материалов с различными механическими свойствами и различной толщины (например, ГВЛ толщиной 10 мм и ГКЛ толщиной 12.5 мм) - при этом происходит рассогласование частот волнового совпадения слоёв обшивки (критической частоты слоя), что приводит к повышению дополнительной изоляции на 2-3 дБ.

Звукоизолирующие конструкции

Общий принцип устройства звукоизолирующей конструкции - это чередование массивных (отражающих) и пористого (звукопоглощающего) слоя.

Основными факторами влияющими на звукоизоляцию конструкции являются:

  • акустическая развязка в местах примыкания к полу, потолку, стенам;
  • относ звукоизолирующей конструкции от защищаемой ограждающей конструкции;
  • масса отражающего слоя конструкции.

Использование эффективного звукопоглощающего материала внутри каркаса, несколько слоев его обшивки не дадут потенциально возможных 15 дБ дополнительной звукоизоляции если монтаж каркаса осуществлен без акустической развязки с ограждающими конструкциями (пол, потолок, стены).

Структурный шум легко переизлучается по так называемым "звуковым мостикам" (узлы крепления профиля, его укладка на жесткое основание) на каркас и его облицовку.

"Плавающим " считают пол, устроенный на слое звукопоглощающего материала, не имеющего жестких связей с плитой перекрытия, стенами, коммуникациями (трубы отопления, вентиляции) и другими конструкциями здания.

С этой целью стяжка плавающего пола должна быть отделена по контуру от стен, коммуникаций и других конструкций здания зазорами шириной не менее 1 см, содержащими звукопоглощающий материал.

Конструкция "плавающий" пол является наиболее эффективным средством защиты от шума для межэтажных перекрытий.Её защитная способность "симметрична", т.е. она не только предотвращает передачу шума падения предметов, звука шагов, передвижения мебели от соседа сверху, но и в обратном направлении - существенно снижает шум от соседа снизу, например низкочастотный звук домашнего кинотеатра и пр.Конструкция добавляет перекрытию 6-10 дБ звукоизоляции по воздушному шуму. Для перекрытия это очень высокий показатель.

Это новый цикл статей посвящён акустическим системам. В связи с тем, что тема крайне обширная, мы решили создать серию публикаций, отражающих критерии выбора при покупке АС. Эта статья посвящена акустическим свойствам материалов корпуса и акустическому оформлению. Пост будет особенно полезен для тех, кто стоит перед выбором АС, а также даст информацию для людей, которые хотят создать собственные АС в процессе своих DIY экспериментов.

Существует мнение, что одним из решающих факторов, влияющих на звук АС, является материал корпуса. Эксперты PULT считают, что значение этого фактора часто преувеличивают, однако, он является действительно важным, и списывать со счетов его нельзя. Не менее важным фактором (в ряду множества других), определяющим звучание АС, является акустическое оформление.

Материал: от пластмассы до гранита и стекла

Пластик - дешево, сердито, но резонирует

Пластик зачастую используется при производстве бюджетных АС. Пластмассовый корпус лёгок, существенно расширяет возможности дизайнеров, благодаря литью можно реализовать практически любые формы. Различные типы пластмасс очень серьёзно отличаются по своим акустическим свойствам. В производстве высококачественной домашней акустики большой популярностью пластик не пользуется, при этом востребован для профессиональных образцов, где важна низкая масса и мобильность устройства.
(для большинства пластмасс коэффициент звукопоглощения составляет от 0,02 – 0,03 при 125 Гц до 0,05 – 0,06 при 4 кГц)


Типичный представитель «пластикового братства» в домашней акустике с достойными характеристиками и привлекательной ценой: Полочная акустика

Дерево – от вырубки до золотых ушей

Благодаря хорошим поглощающим свойствам дерево считается одним из лучших материалов для изготовления колонок.
(коэффициент звукопоглощения древесины в зависимости от породы составляет от 0,15 – 0,17 при 125 Гц до 0,09 при 4 кГц)

Массив и шпон для производства АС применяются сравнительно редко и, как правило, востребованы в HI-End сегменте. Постепенно деревянные АС исчезают с рынка в связи с низкой технологичностью, нестабильностью материала и запредельно высокой стоимостью.


Интересно, что для создания действительно качественных АС такого типа, отвечающих требованиям самых искушенных слушателей, технологи должны отбирать материал ещё на этапе вырубки, как при производстве акустических музыкальных инструментов. Последнее связано со свойствами древесины, где важно всё, начиная от местности, где произрастало дерево, заканчивая уровнем влажности помещения, где оно хранилось, температурой и длительностью сушки et cetera. Последнее обстоятельство затрудняет DIY разработку, при отсутствии специальных знаний любитель, создающий деревянную АС, обречен действовать методом проб и ошибок.


Как обстоит дело на самом деле, и соблюдаются ли описанные условия, производители такой акустики не сообщают, а соответственно, любая деревянная система требует внимательного прослушивания перед покупкой. С высокой степенью вероятности, две АС одной модели из одной породы будут немного отличаться в звучании, что особенно важно для некоторых притязательных слушателей.


Доступны колонки из массива ценных пород единицам, стоимость их астрономическая. Всё, что вашему покорному слуге приходилось слышать, звучит превосходно. Однако, на мой субъективно-прагматичный взгляд, несоразмерно стоимости. Порой, хорошо рассчитанные корпуса из фанеры и MDF, обладают не меньшей музыкальностью, но для многих аудиофилов «не дерево»= «не true hi-end», а кому-то «не дерево» попросту статус не позволяет или дизайн интерьера портит.

Одна из лучших деревянных систем в нашем каталоге эта:
Напольная акустика (цена соответствующая)

ДСП – толщина, плотность, влажность

Древесно-стружечная плита по стоимости сравнима с пластиком, при этом не обладает рядом недостатков, которые присущи пластиковым корпусам. Наиболее существенной проблемой ДСП является низкая прочность, при достаточно высокой массе материала.


Звукопоглощение в ДСП неоднородное и в ряде случаев возможно возникновение низко- и среднечастотных резонансов, хотя вероятность их появления ниже, чем у пластика. Эффективно гасить резонансы могут плиты толщиной более 16 мм, которые достигают необходимой плотности. Следует отметить, что, как и в случае с пластиком, свойства конкретной плиты ДСП имеет большое значение. Важно учитывать плотность и влажность материала, так как разные ДСП плиты отличаются по этим параметрам. Не редко толстые, плотные ДСП плиты применяются при создании студийных мониторов, что говорит о востребованности материала в производстве профессиональной техники.

На заметку, товарищам из DIY-братии для создания АС хорошо подойдёт ДСП с плотностью не менее 650 — 820 кг/м³ (при толщине плиты 16 – 18 мм) и влажностью не более 6-7%. Не соблюдение этих условий существенно отразится на качестве звука и надёжности АС.


Среди достойных ДСП вариантов домашних АС наши эксперты выделяют:

MDF: от мебели к акустике

Сегодня МДФ (Medium Density Fiberboard, древесно-волокнистая плита средней плотности) используется повсеместно, в число прочего, МДФ - один из наиболее распространённых современных материалов для производства акустики.


Причиной популярности МДФ стали физические свойства материала, а именно:
  • Плотность 700 - 800 кг/м³
  • Коэффициент звукопоглощения 0,15 при 125 Гц – 0,09 при 4 кГц
  • Влажность 1-3 %
  • Механическая прочность и износоустойчивость
Материал дешев в производстве, обладает акустическими свойствами, сравнимыми с характеристиками древесины, при этом устойчивость плит к механическим повреждениям несколько выше. У МДФ достаточная акустическая жесткость корпуса АС, а звукопоглощение соответствует параметрам, необходимым для создания HI-FI акустики.


Визуальное отличие МДФ от ДСП


Среди MDF акустики масса замечательных систем, оптимальными по соотношению цена/качество являются следующие:

Акустическое оформление - ящики, трубки и рупоры

Не меньшую значимость для точной передачи звука в АС имеет акустическое оформление. Наиболее распространённые типы (закономерно, что, те или иные типы могут комбинироваться в зависимости от конкретной модели, например фазоинверторая часть колонки отвечает за низко-и среднечастотный диапазон, а для высоких сооружен рупор).

Фазоинвертор – главное длинна трубы

Фазоинвертор - один из наиболее распространённых типов акустического оформления. Такой способ позволяет, при правильном расчете длинны трубы, сечения отверстия и объема корпуса получить высокий КПД, оптимальное соотношение частот, усилить низкие. Суть фазоинвертерного принципа в том, что на тыльной части корпуса размещается отверстие с трубой, которая позволяет создать низкочастотные колебания синфазные волнам, создающимся фронтальной стороной диффузора. Чаще всего фазоинверторный тип применяется при создании 2.0 и 4.0 систем.


Для облегчения расчетов при создании собственной АС удобно использовать специальные калькуляторы, один из удобных привожу по ссылке .

В философии HI-END cуществуют крайне радикальные бескомпромиссные суждения о фазоинверторных системах, привожу одно из них без комментариев:

«Враг №1 это, конечно, нелинейные усилительные элементы в звуковом тракте (дальше уж каждый сам, в меру образования, понимает какие элемты более линейны, а какие менее). Враг №2 это фазоинвертор. фазоинвертор призван пустить пыль в глаза, должен позволить маленькой дешевой колоночке записать в паспорт 50… 40… 30, а что мелочится даже и 20 Гц по уровню -3дБ! Но к музыке нижний диапазон частот фазоинвертора перестает иметь отношение, точнее сказать сам фазоинвертор это дудочка, поющая свою собственную мелодию.»

Закрытый ящик – гроб для лишних низких

Классический вариант для многих производителей – обычный закрытый ящик, с выведенными на поверхность диффузорами динамиков. Такой тип акустики достаточно прост для расчетов, при этом КПД таких устройств не блещет. Также ящики не рекомендуют любителям характерно выраженных низких, так как в закрытой системе без дополнительных элементов, способных усилить низы (фазоинвертор, резонатор), спектр частот от 20 до 350 Гц выражен слабо.


Многие меломаны предпочитают закрытый тип, так как для него характерна относительно ровная АЧХ и реалистичная «честная» передача воспроизводимого музыкального материала. Большинство студийных мониторов создаются именно в этом акустическом оформлении.

Band-Pass (закрытый ящик-резонатор) – главное, чтобы не гудел

Band-Pass получил распространение при создании сабвуферов. В этом типе акустического оформления излучатель скрыт внутри корпуса, при этом внутренности ящика соединяются с внешней средой трубами фазоинверторов. Задача излучателя – возбуждение колебаний низкой частоты, амплитуда которых многократно возрастает благодаря трубам фазоинверторов.

Открытый корпус – без лишних стен

Сравнительно редкий сегодня тип акустического оформления, при котором задняя стенка корпуса многократно перфорирована, либо полностью отсутствует. Такой тип конструкции используется для того, чтобы снизить количество элементов корпуса, влияющих на частотную характеристику АС.


В открытом ящике наиболее существенное влияние на звук оказывает передняя стенка, что снижает вероятность искажений, вносимых остальными деталями корпуса. Вклад боковых стенок (если таковые присутствуют в конструкции), при их не большой ширине, минимален и составляет не более 1-2 Дб.


Рупорное оформление – проблемные чемпионы по громкости

Рупорное акустическое оформление чаще используется в комбинации с другими типами (в частности для оформления высокочастотных излучателей), однако, существуют и оригинальные на 100 % рупорные конструкции.


Главным достоинством рупорных АС является высокая громкость, при комбинации с чувствительными динамиками.


Большинство экспертов не без оснований скептически относятся к рупорной акустике, причин несколько:
  • Конструктивная и технологическая сложность, а соответственно, высокие требования к сборке
  • Почти невозможно создать рупорную АС с равномерной АЧХ (исключение – устройства стоимостью от 10 килобаксов и выше)
  • В связи с тем, что рупор не резонирующая система, исправить АЧХ нельзя (минус для DIY –щиков вознамерившихся скопировать Hi-end рупор)
  • В связи с особенностями формы волн рупорной акустики, объемность звучания достаточно низкая
  • В подавляющем большинстве сравнительно низкий динамический диапазон
  • Дает большое количество характерных призвуков (некоторыми аудиофилами считается достоинством).


Наиболее востребованными рупорные системы стали именно в среде аудиофилов, находящихся в поисках «божественного» звука. Тенденциозный подход позволил архаичному рупорному оформлению получить вторую жизнь, а современные производители смогли найти оригинальные решения (эффективные, но крайне дорогие) распространённых рупорных проблем.



Продолжение следует...

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.

  • Сергей Савенков

    какой то “куцый” обзор… как будто спешили куда то