Звук в закрытом помещении

Канал звукового вещания начинается с микрофона, расположенного в помещении, откуда идет передача, и заканчивается громкоговорителем, находящимся в комнате слушателя. Акустические свойства этих помещений влияют на характер звучания вещательной программы. Для понимания этого влияния необходимо рассмотреть некоторые вопросы акустики помещений.

Структура звукового поля в помещении существенно сложнее структуры звукового поля в свободном пространстве.

Звуковые волны, излучаемые источником звука, достигая поверхностей, ограничивающих помещение, частично поглощаются преградами, частично отражаются от них (направленно или рассеянно). После многочисленных отражений, когда поглощенная энергия станет равна излученной, устанавливается стационарное звуковое поле. Оно состоит из энергии, непосредственно (без отражений) достигающей точки, в которой находится приемник звука, и энергии многократно отраженных волн (диффузной энергии). Интенсивность звука непосредственной, прямой волны уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния, интенсивность энергии диффузного звука примерно одинакова во всех точках помещения.

Наряду с прямой волной, идущей от источника звука, в помещениях существуют и отраженные волны. Они образуются при отражении от преград, то есть на границе двух сред с различными удельными акустическими сопротивлениями аналогично тому, как отражаются электромагнитные волны на границе сред с различными электрическими и магнитными свойствами (с разными волновыми сопротивлениями). Частным случаем отражения электромагнитных волн является отражение волн напряжения и тока на стыке электрических линий с различными волновыми сопротивлениями. Непременное условие отражения — размеры преград должны быть соизмеримы с длиной волны или больше ее.

При отражении звуковых волн от плоских препятствий (достаточно больших размеров по сравнению с длиной волны) справедлив закон геометрической оптики: угол отражения равен углу падения.

Характерным недостатком акустики помещений является наличие в ряде случаев стоячих волн. Они образуются при нормальном (перпендикулярном) падении волны на плоскую поверхность. В результате сложения непосредственной (прямой) и отраженной волн возникают максимумы (пучности) и минимумы (узлы) звукового давления и колебательной скорости, причем у преграды -максимум звукового давления и минимум колебательной скорости. Явление стоячих волн особенно ярко выражено при движении волны между двумя параллельными поверхностями, когда на расстоянии между преградами укладывается целое число длин полуволн.

Рассмотрим некоторые понятия, относящиеся к акустическим свойствам помещений: коэффициент поглощения и звукопоглощение.

Коэффициент поглощения — отношение энергии, поглощенной преградой, к энергии падающей волны.

Теоретически коэффициент поглощения изменяется от нуля (полное отражение) до единицы (полное поглощение). Следует заметить, что коэффициент поглощения полностью поглощающей поверхности (открытый проем) оказывается больше единицы вследствие того, что энергия, поступающая в проем, «собирается» с большей площади, чем площадь проема вследствие дифракции волн у границ проема.

Поглощение звуковой энергии преградой обусловлено вязкой деформацией поверхностного слоя материала или трением частиц воздуха в порах материала.

Материал преграды не является абсолютно упругим, смещение частиц вызывает потери на трении, в конечном счете, нагрев материала. Чем выше частота, тем все чаще за один и тот же промежуток времени повторяется деформация материала и отбор энергии, тем больше коэффициент поглощения.

Для типичных проблем, связанных с шумоизоляцией, могут быть применены готовые решения, основанные на результатах лабораторных испытаний и опыте установки подобных систем. Специалисты компании СтопЗвук54 г. Новосибирск, могут разработать индивидуальный проект звукоизоляции и составить смету на используемые материалы.