Коэффициенты звукопоглощения материалов и конструкций

Таблица
А

Продолжение таблицы
А

Продолжение таблицы
А

Продолжение таблицы
А

Купите звукопоглощающие материалы по недорогим ценам в Москве от компании Рива

Внутри помещений, где велика площадь открытого кирпича, штукатурки, бетона, кафеля, стекла, металла, всегда слышно долгое эхо. Если в таких помещениях есть несколько источников звука (разговор людей, музыка, производственные шумы), то прямой звук накладывается на его громкие первые отражения, что приводит к неразборчивости речи и повышенному уровню шума в помещении. В большинстве случаев это нежелательно. Так, в залах вокзалов и аэропортах, больших магазинах, вестибюлях метро и других подобных помещениях время послезвучия (эхо), или реверберация, должно быть по возможности минимальным. В залах, специально предназначенных для прослушивания (лекционных, театральных, кино- и концертных), время реверберации должно быть не больше и не меньше заданных пределов. Слишком большое время реверберации приводит к искажению восприятия речи и музыкальных произведений. Наоборот, слишком малое — к «сухости» зала и «несочности» слышимых звуков. Для снижения или коррекции времени реверберации помещений в его отделке применяют звукопоглощающие материалы и конструкции (звукопоглотители).

Коэффициент звукопоглощения α равен отношению не отразившейся (поглощенной внутри и прошедшей сквозь) от поверхности энергии колебания воздуха к полной энергии, воздействующей на поверхность. Коэффициенты звукопоглощения большинства строительных материалов см. в таблице 1. Волокнистые и пористые материалы используют в основном для улучшения акустических качеств в кинотеатрах, театрах, концертных залах, студиях, аудиториях. Кроме того, они используются для уменьшения шума в детских садах, школах, больницах, ресторанах, офисах, торговых залах, вестибюлях, залах ожидания, производственных помещениях.

Таблица 1

Для увеличения звукопоглощения на низких частотах необходимо увеличить толщину пористо-волокнистых материалов или предусмотреть воздушный промежуток между поглотителем и отражающей конструкцией.

 Для получения высокого значения коэффициента звукопоглощения (0,7…0,9) в широком диапазоне частот применяют многослойные резонансные конструкции, состоящие из 2-3 параллельных экранов с разной перфорацией с воздушным промежутком разной толщины.

Звукопоглощающие конструкции с большим звукопоглощением в области низких частот изготавливают в виде панелей, состоящих из тонких пластин (дерево, фанера, гипсокартон), закрепленных на раме. Пластины расположены на некотором расстоянии от ограждающих поверхностей. Под действием звуковых волн панели будут колебаться. При совпадении собственных частот панелей и вынуждающих частот звуковых волн будет наблюдаться явление неотражения (поглощения) этих волн. Если при этом между панелями и ограждающими конструкциями разместить эффективные на средних и высоких частотах волокнистые поглотители, то получится широкополосные звукопоглощающие конструкции. Без применения подобных конструкций трудно добиться оптимального времени реверберации в концертных и театральных залах, где применение только эффективных мягких пористых и волокнистых поглотителей приглушает зал на средних и высоких частотах и оставляет его достаточно гулким на низких.

 В заключение необходимо отметить, что наличие в залах мягких кресел, декораций, занавесей, ковровых дорожек, зрителей увеличивает общее звукопоглощение, это надо учитывать при выборе звукопоглощающих материалов для отделки.

Звукопоглощение различных материалов — Sound Goblin

Когда материал сталкивается со звуком, он может делать с этим звуком три разных вещи: отражать звук, пропускать звук через себя или превращать звук в тепло. Звукопоглощение относится к последнему из них.

Материалы с более высоким звукопоглощением будут преобразовывать более высокий процент звуковой энергии, попадающей на них, в тепло.

Ты кричишь в подушку, потому что подушка делает твой крик тише. Он мягче, потому что энергия вашего крика «впитывается» в подушку. Если бы вы кричали в керамическую чашу, большая часть энергии вашего крика просто отразилась бы обратно на вас.

Таким образом, подушки поглощают больше звука, чем керамические миски.

Что заставляет материал поглощать звук?

Материалы с высокой поглощающей способностью имеют две общие черты. Они пористые и плотные.

Высокое поглощение : в данном контексте «Высокое поглощение» означает материал, который превращает большую часть энергии шума в тепло вместо того, чтобы отражать его или пропускать его.

Если подумать логически, вам нужен материал, который не будет отражать много звука, и материал, который не будет пропускать много звука.

Пористый материал будет отражать меньше звуковой энергии, потому что пропускает больше энергии через свои поры. Металлический тренажер для джунглей пористый, но он не очень хорошо поглощает звук.

Гимнастический зал для джунглей пористый, но плохо поглощает звук.

Поры слишком большие. Конечно, звук не отражается, но большая часть звука просто проходит через тренажерный зал для джунглей.

Значит материал тоже должен быть плотным. Это означает, что поры в материале должны быть очень маленькими. Плотный материал не пропускает много звука.

Кирпичная стена плотная, но плохо поглощает звук.

Кирпичная стена плотная, поэтому она не пропускает много звука, но большую часть звука отражает, потому что не пористая. Нам нужны материалы одновременно плотные и пористые.

Такие материалы, как подушки, одеяла, полотенца и пена, поглощают много звука, потому что они пористые и несколько плотные. Однако есть еще одна характеристика, которая может увеличить способность материала поглощать звук.

Роль толщины в звукопоглощении

Вообще говоря, чем толще материал, тем больше звука он поглощает. Это также имеет логический смысл. Если вы кричите в полотенце, большая часть звука все равно будет проходить через полотенце. Но если вы сложите полотенце пару раз, из него выйдет намного меньше звука.

У вас может быть очень поглощающий материал, но если этот материал очень тонкий, через него все равно будет проходить большая часть звука.

Таким образом, материал, поглощающий много звука, должен быть пористым, плотным и толстым.

Помните об этих факторах, пока мы продолжаем изучать различные материалы.

Коэффициент звукопоглощения: используется для описания звука, который отражается.

В физике мы часто присваиваем номера материалам для сравнения их характеристик. Одним из таких показателей является коэффициент звукопоглощения (S.A.C). Хотя важно, чтобы вы понимали, что материалы с высоким коэффициентом звукопоглощения не всегда могут означать, что они отлично поглощают звук (преобразовывают звуковую энергию в тепло).

Почему?

Поскольку S.A.C. это измерение того, сколько звука отражается материалом, а не сколько звука превращается в тепло.

Например, открытое окно имеет S.A.C. из 1 (это означает, что звук не отражается).

Открытое окно имеет коэффициент звукопоглощения 1

Таким образом, высокий S.A.C. может указывать на то, что материал преобразует большой процент звука в тепло, это также может просто означать, что материал пропускает большую часть звука.

Класс звукопередачи и индекс шумоподавления: используется для описания звука, проходящего через

У нас также есть числа, чтобы описать, насколько материал препятствует распространению звука. Класс передачи звука (S.T.C.) используется в основном в США, тогда как индекс снижения звука (S.R.I) используется во всем мире.

Эти числа используются в основном для описания строительных материалов и, по сути, измеряют, сколько звука может пройти сквозь стену.

Находят путем измерения децибел как внутри помещения, где создается звук, так и за его пределами. Чем больше уровень децибел падает за пределами комнаты, тем выше S.T.C. и С.Р.И.

Но помните, одно это измерение не даст вам точного представления о том, сколько звука будет поглощаться данным материалом.

Например, бетонная стена будет иметь высокий S.T.C./S.R.I. потому что он отражает большую часть направленного на него звука.

Идеальный звукопоглотитель: высокий S.A.C. и высокий S.T.C./S.R.I.

Идеальный материал должен иметь высокий коэффициент звукопоглощения (что означает, что он отражает очень мало звука) и высокий класс/индекс звукоизоляции (что означает, что он пропускает очень мало звука).

Если материал отражает мало звука и пропускает мало звука, это означает, что большая часть энергии звука поглощается материалом и превращается в тепло.

Звуковая частота (высота) и поглощение

Прежде чем мы начнем рассматривать конкретные материалы, необходимо обсудить еще один вопрос: звуковую частоту. Материалы не одинаково поглощают и отражают звук разных частот.

Когда вы смотрите на коэффициент звукопоглощения материала, он будет меняться в зависимости от измеряемой частоты звука (он также будет меняться в зависимости от толщины материала).

Например, материал может отражать очень мало шума от говорящего человека, но он может отражать большую часть шума, создаваемого большим барабаном.

На самом деле, более низкие частоты (более низкий звук, как у бас-барабана) хуже поглощаются большинством материалов.

Коэффициент шумоподавления

Поскольку S.A.C. изменения материала в зависимости от частоты тестируемого звука, существует еще один коэффициент, называемый коэффициентом шумоподавления (N.R.C.), который представляет собой среднее значение коэффициента звукопоглощения материала по всем частотам.

Цель N.R.C. заключается в суммировании коэффициентов поглощения на всех частотах в одно число.

Однако будьте осторожны в интерпретации этого числа.

Допустим, вы нашли материал с сертификатом N. R.C. 0,6. Вы можете посмотреть на это число и подумать, что материал будет поглощать 60% звука.

Это может быть примерно так, но вы можете смотреть на материал, который поглощает 95% звука высокой частоты, 65% звука средней частоты и только 20% звука низкой частоты. В зависимости от вашего предполагаемого использования материала, это может не сработать для вас.

Звукопоглощение различных материалов

Хорошо, теперь, когда у нас есть общее представление о том, как измерять звукопоглощение, давайте попробуем описать/измерить звукопоглощение различных материалов.

Коэффициент звукопоглощения различных материалов

В этой таблице перечислены несколько распространенных материалов и показан их приблизительный коэффициент звукопоглощения на разных частотах, а затем среднее значение этих чисел используется для приблизительного определения их коэффициента шумоподавления.

Вот несколько ресурсов, которые я использовал для составления этого списка:

• Таблицы коэффициентов акустических материалов
• Таблицы акустических материалов

Материал	Низкочастотный. С.А.К.	Средняя частота. С.А.К.	Высокая частота. С.А.К.	Average (N.R.C.)
Smooth Concrete	0.01	0.02	0.05	0.03
5/8 inch drywall (painted)	0.02	0.02	0.02	0.02
1/2 inch glass	0.14	0.04	0.02	0.07
Fiberglass insulation	0.25	0.80	0.85	0,63
Blue Jean Denim	0,25	0,75	0,85	0,62
Рок -шерстяной0115 0.90	0.67
Spray foam insulation	0.20	0.60	0.90	0.57
Brick	0.03	0.04	0.06	0.04
Carpet	0.02	0.10	0. 35	0.16
Marble	0.01	0.01	0.02	0.01
Wood floor	0.13	0.09	0.06	0.09
Heavy Curtains	0.25	0.55	0.75	0.52
Fiberglass board (4 inch)	0.99	0.99	0.99	0,99
Вода/ICE	0,01	0,01	0,02	0,01

, как это видно, что наиболее отражает, что это наименее, что отражает, что это наименее. Такие вещи, как шторы, джинсовая ткань, шерсть и различные виды изоляции, имеют высокие коэффициенты звукопоглощения. Эти материалы очень похожи на подушку, одеяло и полотенце, о которых мы упоминали ранее.

Также стоит отметить, что почти каждый материал (кроме деревянного пола) лучше предотвращает отражение высоких частот, чем низких.

Если вам нужна дополнительная информация о том, как толщина может влиять на коэффициенты поглощения, вам следует ознакомиться с двумя статьями, на которые я дал ссылку над таблицей.

Класс звукопропускания различных материалов

Оказывается, определение звукопроницаемости материала значительно сложнее, чем определение его коэффициента звукопоглощения. Я думаю, это потому, что эти числа обычно используются только для описания материалов, используемых для строительства и изоляции стен. Я постарался собрать как можно больше материалов.

Помимо нескольких поисков в Google, на этих двух страницах я собрал свои S.T.C. numbers:

• STC Ratings for wall assemblies
• STC Ratings for masonry walls

Material	Sound Transmission Class
Concrete	45-55
5/8 inch drywall	30-34
Стекло 1/2 дюйма	32-38
Изоляция из стекловолокна	34-38
Голубая джинсовая изоляция	44-46
Скальная шерстяная изоляция	48-52
. )	44-48
Кирпич (10 дюймов)	50-60

Кажется, все эти материалы попадают в небольшой диапазон. Для большего контекста значения класса передачи звука варьируются от 0 до примерно 60, где 60 соответствует материалу, который передает наименьший звук.

Интересно (по крайней мере для меня), что тип материала не так важен для передачи шума, как для звукопоглощения. Если вам нужны дополнительные доказательства этого, просмотрите две статьи, на которые я дал ссылку над таблицей. Если вашей единственной целью является предотвращение выхода звука из комнаты, то толщина вашего материала, кажется, имеет большее значение, чем фактический материал, который вы используете.

Материалы с высоким звукопоглощением и звукопоглощением (превращают большую часть звуковой энергии в тепло)

Некоторые материалы обладают высоким звукопоглощением (что означает, что они отражают мало звука) и высоким шумоподавлением (что означает, что они пропускают мало звука). Это материалы, которые задерживают больше всего звука.

Основываясь на том, что мы узнали о свойствах отражения/пропускания звука различных материалов, я читаю, чтобы сделать некоторые выводы.

Прежде всего, я думаю, что мы можем смело перечислить несколько материалов, которые будут отлично предотвращать отражение звука в помещении:

• Занавески
• Полотенца
• Джинсовая ткань
• Изоляция
• Стекловолокно

Кроме того, я думаю, что лучший способ предотвратить передачу звука через стену — это обеспечить толстый слой практически любого материала (включая пять перечисленных выше).

Таким образом, лучшими звукопоглощающими материалами являются толстые слои плотных пористых материалов, таких как полотенца, ткань и джинсовая ткань.

Применение этих знаний

Я полагаю, вы читаете эту статью, потому что хотите достичь одной из двух целей:

1. Вы хотите полностью предотвратить попадание шума в помещение (звукоизоляция)
2. Вы хотите улучшить качество звука в помещении

Эти две цели требуют определения приоритетов различных аспектов ваших материалов. Давайте продолжим и поговорим о том, как мы должны достичь каждого из них.

Звукопоглощение при звукоизоляции

Если вы пытаетесь звукоизолировать помещение, то либо внутри помещения создается много шума, и вам необходимо предотвратить выход этого звука наружу, либо помещение должно быть защищено от внешнего шума. В обоих случаях вашей первоочередной задачей должно быть получение материалов с высоким классом звукопроницаемости, окружающих помещение, и максимально толстый барьер.

Если вы строите, то можете использовать для этого толстые бетонные или кирпичные стены, но если комната уже построена, ваши возможности будут более ограниченными.

Вам нужно выровнять стены, пол и потолок, чтобы добиться достаточной звукоизоляции комнаты. Можно использовать комбинацию материалов.

Например, вы можете положить на стены изоляционные плиты. Тогда вы можете использовать фанеру на полу и покрыть его толстым ковром. Для потолка вы можете выбрать изоляцию из стекловолокна и положить плотную пористую потолочную плитку.

Когда дело доходит до звукоизоляции, чем толще, тем лучше, потому что ваша главная цель — предотвратить распространение звука через стены, пол и потолок.

Звукопоглощение в акустике

Цель акустики не в том, чтобы поглотить как можно больше звука. Цель состоит в том, чтобы уменьшить количество эха в пространстве до уровня, при котором количество звуковых искажений находится на приятном уровне. Это видео является отличной демонстрацией, объясняющей цель использования звукопоглощения в помещении (либо для личного комфорта, либо для записи).

Кроме того, вы не обязательно пытаетесь предотвратить выход звука из комнаты, поэтому используемые вами материалы не должны минимизировать передачу звука. Можно смело ориентироваться на коэффициент звукопоглощения материала вне зависимости от его класса пропускания.

Обычно в помещении достаточно нескольких звукопоглощающих панелей, чтобы значительно улучшить качество звука. Сравните это со звукоизоляцией, которая требует, чтобы все поверхности комнаты были покрыты звукопоглощающим/блокирующим материалом.

Заключение

Звукопоглощение — это мера того, насколько материал отражает звук, попадающий на него. Вы должны учитывать звукопоглощение различных материалов при обработке звука в помещении, но вы также должны думать о передаче звука.

Наиболее впитывающими материалами являются пористые и плотные материалы, такие как шторы, полотенца, джинсовая ткань, стекловолокно и изоляционные материалы. И помните, что чем больше толщины вы добавляете к материалу, тем лучше он будет блокировать звук.

Лучший (и единственный) изоляционный материал, который вам нужен для самодельных поглотителей

басовые ловушки и контроль низких частот

Существует около миллиона различных видов изоляционных материалов. Некоторые из минеральной ваты, некоторые из стекловолокна и даже конопли или переработанных материалов. А тут пена! Basotec, пена-пирамидка и т. д.

Выбор правильного типа абсорбера для самодельного абсорбера может быть похож на русскую рулетку.

Что, если вы потратите все эти деньги и в итоге получите что-то, что на самом деле не работает? И когда вы, наконец, выбираете один из них, выясняется, что он недоступен в вашей стране или стоит НАМНОГО дороже, чем вы можете себе позволить.

Как узнать, сработало ли это!?

В зависимости от того, насколько плотно уложены волокна, в большей или меньшей степени влияет на движение частиц воздуха[1]. И чем плотнее он упакован, тем тяжелее материал.

Итак, а) вес материала определяет, насколько хорошо он поглощает звук.

Конечно б) его глубина также повлияет на движение частиц воздуха. Если звук проходит через достаточное количество очень легко упакованного материала, он также в конечном итоге полностью остановится.

Но мы не обязательно хотим занимать тонны физического пространства с помощью легкого материала, если мы можем добиться того же результата с более плотным, но более тонким материалом.

Хотя мы и не хотим доводить это до крайности. В конце концов материал станет настолько плотным, что начнет отражать звук. Это как бы противоречит цели.

Дело в том, что теория гласит, что чем глубже поглотитель, тем более низкую частоту он будет поглощать. Это называется эффектом четверти длины волны, и он определенно верен. Мы хотим поглотить как можно больше баса.

Какое идеальное соотношение плотности и глубины обеспечит наилучшее поглощение при наименьшем количестве материала?

Я провел много времени, проверяя это. Некоторые проекты были мелкими, некоторые оказались огромными! Одни были более успешными, другие не очень.

Вот два дизайна, которые я попробовал:

Тот, что слева, был моей версией модульного «суперфрагмента». Это сработало, но человеку было утомительно строить. И неудобно двигаться! Эта штука была ТЯЖЕЛАЯ!

Тот, что справа, работал не так хорошо. Он был просто слишком тонким. Он никогда не достигал какого-либо полезного поглощения басов.

Наконец, я нашел простое и понятное решение.

На самом деле красиво.

Наилучшее поглощение удара достигается при толщине материала 16 см (6 дюймов) с использованием изоляционного материала плотностью 30 кг/м3 (2 фунта/куб. фут).

06.04.2017 – Посоветовавшись с Джоном Брандтом, я сделал следующее изменение:

И неважно, из чего сделан этот материал! Минеральная вата, стекловолокно, пенька, переработанные джинсы. Все они работают, пока они имеют правильный вес.

И пока вы используете изделия из минеральной ваты или стекловолокна в правильной весовой категории, это работает!

Это касается как угловых ловушек (басовых ловушек), так и первых отражательных ловушек (панелей). Мы можем использовать один и тот же дизайн для всего!

Листы изоляционного материала должны быть шириной около 60 см. Особенно для угловых ловушек, где охват угла позволит поглощать низкие басовые частоты.

Это басовый отклик в комнате, которую я обрабатывал, используя только поглотители глубиной 16 см и шириной 60 см:

Стоячие волны в значительной степени устранены вплоть до частоты 35 Гц. Также обратите внимание на масштабирование по оси Y. Частотная характеристика имеет пульсации не более +-2,5 дБ. И это со сглаживанием 1/48 окт.

Это доказывает, что вам не нужны сложные ловушки, чтобы получить контролируемый бас.

Теперь, используя ТАКИЕ ЖЕ панели в точках раннего отражения, вот влияние на импульсную характеристику левого динамика: динамик (представленный пиком в 0 секунд).

Как правило, мы хотим подавить любые сильные пики в течение первых 50 миллисекунд.

Эти ранние отражения в значительной степени ответственны за искажение стереоизображения и тембра того, что мы слышим. Их подавление значительно улучшает четкость и детализацию стереофонической звуковой сцены и корпуса инструментов.

В качестве примечания: пик, обведенный синим, появляется всего через 2 мс после прямого звука в обоих измерениях. Это отражение от стола. Это основная причина, по которой даже в отлично звучащей комнате частотная характеристика будет испорчена. Это также основная причина того, что некоторые мастеринг-инженеры работают вообще без стола!

Все это было сделано с использованием конструкции с одним абсорбером на основе материала толщиной 16 см (6 дюймов) и весом 40 кг/м3 (2,5 фунта/куб.фут).

Прелесть в том, что время реверберации остается равномерным вплоть до баса. Небольшой толчок остается, потому что ниже 35 Гц комната по-прежнему не контролируется. И да, общее время реверберации короткое, но комната не кажется темной или слишком затухающей. Это происходит только тогда, когда время реверберации сокращается на высоких частотах, но не контролируется на низких.

Это еще одна причина избегать тонких поглощающих панелей. Они только уменьшают время реверберации на высоких и средних частотах, делая звучание комнаты несбалансированным и очень трудным для работы.

Вот видите, это можно сделать. Это не должно быть сложным. Это просто вопрос правильного понимания основ.

Вот список подходящих изоляционных материалов, которые я нашел в разных странах.

Если вашей страны нет в списке, обратите внимание на компанию Knauf, которая работает в большинстве стран мира.

На заметку:

Если вы беспокоитесь о своем здоровье, можете расслабиться, большинство современных изоляционных материалов не представляют серьезной угрозы для здоровья. Но, чтобы быть в безопасности, я рекомендую вам дать ему несколько дней, чтобы выветриться перед обработкой, и завернуть его в тонкую пластиковую фольгу, чтобы избежать вылета волокна. Носите защиту при работе, так как волокна физически раздражают кожу, и, вероятно, лучше не вдыхать их.

Если вам интересно, какое место во всем этом занимает пена: она делает то, что должна делать, только по гораздо более высокой цене. Он также продается с панелями, которые слишком тонкие и поэтому эффективны только на высоких частотах.