Будь то HiFi-динамик или домашний кинотеатр, или студия звукозаписи или кинотеатр, акустическая система будет взаимодействовать с помещением. Национальные стандарты, связанные со строительством, обычно предусматривают показатели звукоизоляции домов, но они обычно не включают обработку отраженного звука. Обычно, если помещение не получает никакой акустической обработки, независимо от того, насколько хороши динамики, они будут сталкиваться с узкими местами из-за помех в помещении. В это время можно сказать, что материалы для акустической обработки являются необходимостью.
Акустические материалы можно условно разделить на звукопоглощающие , диффузионные и звукоизолирующие в зависимости от их функций. Среди них, помимо обычных звукопоглощающих панелей, существует ещё один тип звукопоглощающих материалов — низкочастотные ловушки, которые обычно используются специально для поглощения низких частот. Однако здесь я хотел бы сначала поговорить о разнице между звукопоглощающими и звукоизолирующими материалами. Именно здесь многие люди неправильно понимают разницу. Чтобы понять разницу между ними, сначала нужно понять, как звук продолжает распространяться после того, как достигает наших обычных стен.
Падающий звук – Отраженный звук = Коэффициент звукопоглощения
Падающий звук – Переданный звук = Потери при передаче
Часть звука поглощается стеной и превращается в тепловую энергию.
Из приведенного выше соотношения нетрудно обнаружить, что звукоизоляция должна обеспечивать как можно меньше передаваемого звука, но не обязательно иметь хорошее звукопоглощение. Вот экстремальный пример. Если стена комнаты представляет собой очень гладкую двухслойную стену, то звукоизоляционные характеристики очень хороши из-за двухслойной конструкции. Однако, поскольку стена очень гладкая, отраженный звук, особенно высокочастотный, очень сильный, а эффект звукопоглощения очень слабый.
На самом деле, существуют очень распространенные подобные конструкции, такие как двухслойное звукоизоляционное стекло, которое имеет хороший звукоизоляционный эффект, но гладкая природа стеклянной поверхности приведет к тому, что отраженный звук будет очень сильным. Такое двухслойное звукоизоляционное стекло почти не имеет звукопоглощающего эффекта.
В то же время обычные звукопоглощающие материалы, как правило, обладают посредственными звукоизоляционными свойствами и, как правило, не так хороши, как стены той же толщины.
Звукопоглощающий материал
Традиционные звукопоглощающие материалы — это пористые материалы, или, по-научному, звукопоглощающие материалы с акустическим сопротивлением. Суть звуковых волн — это своего рода вибрация. Если быть точным, для акустической системы это воздушная вибрация. Когда воздушные вибрации передаются на этот звукопоглощающий материал, вибрации постепенно ослабляются мелкопористой структурой и преобразуются в тепловую энергию.
Чем толще звукопоглощающий материал, тем больше таких мелких полостей в направлении распространения звука и тем лучше эффект поглощения звука, падающего случайно или под малыми углами.
С другой стороны, акустически резистивные звукопоглощающие материалы имеют низкочастотную граничную частоту для эффективного поглощения, которая обычно связана с толщиной звукопоглощающего материала, которая требует около 1/4 длины волны. Поэтому акустически резистивные звукопоглощающие материалы практически невозможно использовать для поглощения низких частот, и для низких частот требуются другие типы обработки материалов.
В то же время коэффициент звукопоглощения звукопоглощающих материалов также зависит от угла падения звука. Например, древесноволокнистая плита высокой плотности может отражать звук под большими углами.
Диффузионный материал
Во-первых, нам еще предстоит понять, что такое диффузия звука и какова роль диффузионных материалов.
Когда звук падает на стену, часть звука выйдет вдоль геометрического направления и продолжит распространяться, но обычно этот процесс не является абсолютным «зеркальным отражением». Если это идеальное абсолютное отражение, звук должен выходить точно в геометрическом направлении после прохождения через поверхность, а энергия в направлении выхода должна соответствовать направлению падения. Весь процесс не теряет энергию, что можно понимать как полное отсутствие диффузии или, что более обычно понимается как зеркальное отражение в оптике.
При идеальной диффузии нет основного направления излучения. Звук излучается равномерно во всех направлениях в пространстве после падения на поверхность. Это можно обычно понимать как диффузное отражение в оптике.
Конечно, все это также связано с такими факторами, как длина волны звука. Фактическая среда прослушивания не только требует определенного количества рассеивания, но и должна стараться избегать сильных отражений, таких как все стекло от пола до потолка. Но это означает, что отраженный звук будет более сложным, а объем вычислений будет больше.
Иногда нам нужно определенное количество отраженного звука, но если нам не нужен особенно сильный отраженный звук, мы можем разместить диффузионные материалы в соответствующих местах. Другой пример: иногда, если комната заполнена звукопоглощающими материалами, она будет поглощать слишком много звука. Диффузионные материалы могут уменьшить звук раннего отражения, обеспечивая при этом звук позднего отражения, так что небольшие комнаты также могут иметь определенный эффект реверберации. Для стереосистем рекомендуется иметь определенное количество диффузионного материала в комнате, в то время как для систем домашнего кинотеатра диффузионный материал может быть соответствующим образом уменьшен или иногда может быть принята полная звукопоглощающая конструкция.
Как мы только что упомянули, самая низкая эффективная частота диффузионного материала или самая низкая частота диффузии связана с размером выступа диффузора. Чем больше выступов диффузора, тем ниже частота, которая может быть эффективно рассеяна.
Также есть некоторые случаи, когда этот тип диффузора делается в виде римской колонны, при этом также имея эстетическое дизайнерское ощущение. И на самом деле, поскольку комнаты многих аудиофилов в настоящее время невелики, такой диффузор может не понадобиться. Эффективная частота общей квадратичной остаточной диффузионной пластины составляет около 700~1000 Гц. Иногда выбор частоты также должен делаться в каждом конкретном случае.
В то же время, наши обычные акустические системы HiFi и домашние кинотеатры и другие небольшие домашние среды прослушивания не нуждаются в использовании диффузоров с чрезмерными выступами. Поскольку диффузия звука обычно объясняется в терминах геометрической акустики, как только частота становится ниже чрезмерной частоты помещения, она относится к категории волновой акустики. Или что диффузионные материалы, подходящие для небольших помещений, обычно не должны быть такими толстыми, как для оперных театров и концертных залов.
Басовая ловушка
Как упоминалось выше, для акустически резистивных звукопоглощающих материалов практически нереально эффективно поглощать низкие частоты. Для поглощения низких частот часто требуются материалы, которые основаны на других принципах.
Резонатор Гельмгольца — очень распространенная акустическая структура, часто используемая в таких приложениях, как шумоподавление выхлопных труб автомобилей и мотоциклов. Принцип заключается в том, чтобы открыть небольшое отверстие в полости V и подключить короткую трубку, чтобы сформировать простейшее устройство — резонатор Гельмгольца. Если воздушный столб S в короткой трубке нарушается и движется в полость, газ в полости будет сжиматься, а давление увеличится. Внутреннее движение воздушного столба S блокируется и вместо этого движется наружу. После прохождения положения равновесия он продолжает двигаться наружу из-за инерции. В настоящее время давление в полости уменьшается, в результате чего воздушный столб S прекращает движение наружу, а затем движется внутрь, повторяя цикл.
Мембранные механические резонансные звукопоглощающие материалы — это еще один тип звукопоглощающих материалов для низких частот , обычно используемых в архитектурных проектах, например, в многослойных стеновых конструкциях.
Из-за таких факторов, как стоячие волны в помещении, обычно генерируется дополнительное усиление в определенных частотных диапазонах, что приводит к низкочастотному «грохотающему» резонансу. Низкочастотные ловушки могут в определенной степени устранить пиковые помехи, вызванные этими комнатными модами. Конечно, также могут использоваться такие методы, как несколько сабвуферов или цифровая обработка сигнала DSP.
Звукоизоляционные материалы
Как подробно объяснялось ранее, звукоизоляционные характеристики и звукопоглощающие характеристики материалов различаются. Звукопоглощающие материалы часто используют преимущества мелкопористой структуры внутри материала. Однако эта мелкопористая структура обычно также приводит к передаче звуковых волн. Чтобы предотвратить дальнейшую передачу и распространение звука из материала, необходимо максимально уменьшить структуру полостей и увеличить плотность материала.
Обычно звукоизоляционные характеристики звукоизоляционных материалов связаны с плотностью материала. Приобретение звукоизоляционных материалов высокой плотности может дополнительно улучшить звукоизоляционные свойства помещения. Однако однослойные звукоизоляционные материалы иногда все еще имеют ограничения. В этом случае можно использовать двухслойную звукоизоляционную обработку, а к двум слоям звукоизоляционных материалов добавляются дополнительные демпфирующие материалы. Однако следует отметить, что следует избегать того, чтобы два слоя звукоизоляционных материалов имели одинаковую толщину, насколько это возможно, чтобы избежать повторения одной и той же частоты. Если во время фактического строительства и отделки сначала следует звукоизолировать весь дом, а затем следует провести звукопоглощающую и диффузионную обработку.
Акустическая обработка является обязательной для акустических систем. Однако акустическая обработка не является случайным применением. Понимание соответствующих базовых знаний является важной предпосылкой для правильной акустической обработки. Проектирование акустической обработки также тесно связано с помещением, акустической системой и т. д. Не существует фиксированного решения или ответа, и в конечном итоге должна преобладать фактическая ситуация.
Для получения дополнительной информации о меламиновой пене SINOYQX, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте [email protected] или по телефону: +86-28-8411-1861.
Некоторые изображения и тексты воспроизводятся из Интернета, и авторские права принадлежат оригинальному автору. Если есть какие-либо нарушения, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления.