Шумоизоляция

В принципе, в природе не существует материалов, которые абсолютно не поглощают звук. Другое дело – насколько эффективно они это делают. Эффективность звукопоглощения конкретного материала () определяется отношением количества поглощённой им акустической энергии к общему количеству, падающей на него звуковой энергии и называется коэффициентом звукопоглощения.

Таким образом, за «1» коэффициента звукопоглощения принимается свойства идеального 100% звукопоглотителя, полностью поглощающего всю, падающую на него акустическую энергию.

Коэффициент звукопоглощения у всех материалов различный, к тому же, его значение очень сильно и, часто непредсказуемо, зависит от частоты. По этой причине выбор поглощающих материалов и конструкций оказывается непростой задачей даже для профессионалов.Коэффициент звукопоглощения обратно пропорционален плотности материала, то есть, в общем случае, более плотные материалы имеют меньший КЗП, в то время, как менее плотные, рыхлые материалы имеют гораздо более высокие показатели звукопоглощения.

В связи с этим, для оформления помещений, к акустической среде которых предъявляются особые требования, используются, в основном, поглощающие материалы с рыхлой структурой. Именно поэтому, такие материалы называются акустическими материалами.

Наиболее часто для создания сопротивления воздушному потоку используются акустические материалы, имеющие пористую (ячеистую или волоконную) внутреннюю структуру, такие, как минеральная или стекловолоконная вата, акустический поролон, войлок, ватин и т.п. При прохождении через тело такого материала возникает трение движущихся молекул воздуха о плотно расположенные переплетённые волокна или стенки ячеистой структуры материала, в результате чего часть акустической энергии звуковой волны преобразуется в тепловую.

В общем объёме структуры пористого звукопоглощающего материала основное вещество составляет лишь небольшую его часть, представляя собой некое подобие «скелета», формирующего многочисленные открытые наружу и сообщающиеся между собой поры, каналы или полости, заполненные воздухом. Учитывая особенности внутренней структуры и механизма звукопоглощения, данные акустические материалы также называют пористыми поглотителями, пористыми акустическими материалами или пористыми звуковыми абсорберами.

Таким образом, в основе резистивного звукопоглощения лежит принцип поглощения скоростного энергетического компонента звуковой волны.

Ещё одной отличительной особенностью акустических материалов, относящихся к данной группе, является то, что при воздействии звуковой волны они остаются неподвижными. Поэтому их также называют пассивными акустическими поглотителями.

В различной степени аналогичным механизмом звукопоглощения обладают некоторые предметы интерьера, например, мягкая мебель, ковры, толстые портьеры и т.п., а также сами слушатели.

На основании вышесказанного, очевидно, что размещать акустические материалы, действие которых основано на принципе резистивного звукопоглощения следует на достаточном удалении от поверхностей стен, пола и потолка, то есть, в областях, где скорость частиц воздуха максимальна.

Таким образом, поскольку акустическое действие пористых абсорберов основано на принципе поглощения скоростного энергетического компонента звуковой волны, то их размещение непосредственно у твердой отражающей поверхности абсолютно бессмысленно, поскольку скорость звуковой волны в этих областях равна нулю.

В общем случае, чем больше расстояние между звукопоглощающим материалом и отражающей поверхностью, тем активнее поглощение акустической энергии в более низком частотном диапазоне:
Этот эффект непосредственным образом связан с длинной звуковой волны, то есть, чем больше воздушный зазор между звукопоглощающим материалом и отражающей поверхностью, тем более длинные звуковые волны способен поглощать акустический материал.

Коэффициент звукопоглощения пористого поглотителя также зависит от плотности материала, из которого он изготовлен или от значения его объёмной массы, то есть, массы одного кубического метра акустического материала. Чем выше пористость, тем легче материал и, соответственно, тем ниже его плотность. Такой материал лучше поглощает высокие частоты и хуже – более низкие.

В то же время, чем выше плотность материала пористого поглотителя, тем эффективнее он поглощает более низкие частоты. Само собой, это утверждение справедливо только до определённых значений объёмной массы, обычно, не более 120 кг./м.куб. Также следует помнить о том, что плотные акустические материалы отражают более высокие частоты.

К положительным качествам пористых поглотителей следует отнести их эффективность в широком частотном диапазоне и простоту конструкций готовых акустических устройств.

В отличие от пористых абсорберов, в основе акустического действия звукопоглотителей резонансного типа лежит принцип поглощения энергии звукового давления, создаваемого звуковой волной непосредственно у отражающей поверхности. Это определяет, как конструктивные особенности данных устройств, так и специфику их размещения в пространстве помещения.

Я не случайно говорю именно об акустических конструкциях, а не об акустических материалах. Дело в том, что резонансный тип звукопоглощения подразумевает использование «во благо» принципа резонанса, а значит, речь идёт о низкочастотном диапазоне ниже 200 Гц., где, как уже говорилось выше, акустические материалы уже неэффективны или малоэффективны. Такая серьёзная задача под силу только специальным акустическим устройствам - низкочастотным поглотителям резонансного типа.

Акустическое действие этих устройств основано на принципе возникновения свободных колебаний некоторых элементов их конструкций в унисон с колебаниями частиц воздуха в помещении, вызванными воздействием звуковых волн.

В акустике наиболее часто используются два вида таких устройств, это:
1. мембранные поглотители;
2. поглотители, работающие по принципу резонатора Гельмгольца;

Характерной особенностью звукопоглотителей резонансного типа является их способность поглощать частоты, длины звуковых волн которых во много раз превосходят размеры самих устройств.