Absorbér: Věda o akustickém absorbéru

Absorbér:

Věda o akustickém absorbéru:

⦁ Proč se vyplatí především regulovat zvuk?
⦁ Řešení akustického problému
⦁ Stanovení pokrytí
⦁ Porovnání různých basových pastí

V tomto přehledu shrnujeme, jak fungují širokopásmové akustické panely a jak vybrat ten nejvhodnější pro daný úkol. Dále poskytujeme základní pokyny, kde je používat a jak je porovnat s jinými výrobky pohlcujícími zvuk, které jsou na trhu k dispozici.

Tato webová stránka nechce z vás udělat odborníka, jen se snažíme poskytnout obecné informace o dané vědě a její aplikaci.

Proč bychom měli zvuk ovládat?

Obecně řečeno, ovládání zvuku pomáhá zlepšit jasnost a porozumět komunikaci.

Zjednodušeně: obejít poruchu zvuku, aby byla zpráva jasně slyšet. V kostele to může být mluvené slovo. Na letišti to mohou být i informace o letu.

Může to souviset s bezpečnostními varováními v továrně. V hotelové hale nebo restauraci se chceme jen snažit snížit ozvěnu, aby byla komunikace mezi personálem a zákazníkem pohodlnější.

V audio studiu nám ovládání akustiky umožňuje vytvořit předvídatelný výsledek, aby záznam zněl stejně kvalitně i v jiných systémech.

https://www.youtube.com/watch?v=rcoZzFP04b8

Bez akustické úpravy

Bez akustické úpravy se zvuk odrazí od stěn, podlahy a stropu a dosáhne bodu, kdy místnost není schopna absorbovat a rozptylovat energii.

Například existuje velký rozdíl mezi učitelem, který tiše mluví ve třídě, a někým, kdo křičí v místnosti plné vzrušených dětí. Pokud překročí přirozený práh absorpce zvuku v místnosti, konverzace a komunikace vyžadují mnohem více pozornosti.

To vytváří efekt zvaný „únava ucha“, kdy se musíme při poslechu vysoce soustředit a musíme mluvit hlasitěji, abychom mohli slyšet a překonat ostatní konkurenční zvuky.

Odrazené zvuky soutěží s ostatními:

Akustické absorbující panely ovládají ozvěnu:

Tyto odrazené zvuky nazýváme odrazy. Mohou to být primární nebo sekundární odrazy, které se odrážejí od blízkých povrchů, nebo sekundární odrazy, které vytvářejí ozvěny. Obvykle musí být zvukový tlak nebo směr odraženého zvuku proveden namontováním akustického panelu na zeď nebo zavěšením ze stropu.

Přidáním zvukových panelů můžete snadno upravit ozvěnu ozvučené oblasti, která umožňuje vytvoření pohodlné a relativně efektivní komunikace.

Obecné typy ozvěn jsou následující:

Přímý zvuk

Přímý nebo počáteční zvuk je zvuk přicházející z úst, ze zařízení, kterým je hudba přehrávána, nebo z reproduktoru. Tento zvuk je obvykle nejdůležitější.

K těmto odrazům dochází, když se zvuk odráží od blízkých stěn. Protože obvykle přicházejí několik sekund po přímém zvuku, mohou rušit tzv. fázové přerušení nebo filtrování hřebenů a mohou ztížit porozumění lidskému hlasu.

Řízení primárních odrazů je obvykle prvním akčním plánem. Snížení doby dozvuku obvykle závisí na absorpci zvuku v místnosti. Čím více širokopásmových akustických absorbérů namontujete, tím více energie absorbují.

Chrastící ozvěna bez širokopásmového akustického absorbéru:

Pokud tleskáte rukama v prázdné místnosti, uslyšíte na zdi, stropu a podlaze chvějící se zvuky. Hlavně paralelní povrchy stěny způsobují tleskající ozvěnu a umožňují zadržení ozvěny.

Je snadné snížit kmitající ozvěnu, pokud umístíme širokopásmové zvukové panely proti sobě na rovnoběžné stěny, takže ozvěna nebude příliš dlouho trvat.

Vysokorychlostní absorbér jsme zmínili výše, protože tleskání je nad 1000 Hz, a proto můžeme tuto frekvenci tlumit rovnoměrněji pouze pomocí širokopásmového absorbéru. Proto nemůžeme ovládat ozvěnu nižších frekvencí.

Sekundární odrazy nebo ozvěny

Tuto dlouhou ozvěnu můžete slyšet ve starém kostele. Pokud se vrátíme do času před dobou moderních reproduktorových systémů, můžeme vidět, že kostel vytvořil velký a prostorový zvuk s úmyslnými odrazy, aby zprostředkoval jejich poselství. Obzvláště efektivní je, když posloucháte sbor nebo gregoriánské písně.

Klasická hudba těží z dlouhého a ozvěnového prostoru, protože umožňuje hudebním nástrojům stimulovat místnost. Řízení doby dozvuku je obvykle otázkou zvýšení schopnosti pohlcování zvuku v místnosti.

Čím více panelu pohlcuje zvuk, tím více energie absorbují.

Pohlcení zvuku akustickými panely

Když hrajete hudbu nahlas, položte ruce na reproduktor, na podlahu, poblíž nábytku nebo dokonce na okno a budete cítit vibrace. Zvuková energie prochází pevnými materiály nebo tekutinami ve formě vibrací a když uvede médium do pohybu, nevyhnutelně bude produkovat teplo.

Absorpce zvuku je ve skutečnosti funkcí přenosu energie. Vědecký termín tohoto jevu se nazývá termodynamický přenos.

Použití materiálů je velmi důležité

Když zvuk proniká do širokopásmového absorbéru, vlákna akustické minerální vlny uvnitř panelu vibrují. Stejný termodynamický přenos je generován uvnitř minerální vlny.

Když mluvíme o vláknité struktuře o vysoké hustotě, zvuk, který prochází, se výrazně sníží a díky své hustotě se změní na teplo. Při použití širokopásmových absorbérů se tedy ozvěny v místnosti rychle sníží.

Absorpce nízkých frekvencí pomocí panelu pohlcujícího zvuk:

Ve světě akustiky je obtížné snížit basy nebo nízké frekvence kvůli jejich dlouhé vlnové délce. Bez dostatečné hustoty projdou basy téměř vše.

To znamená, že výroba basů vyžaduje nejen více energie (myslete na ocas slona nebo myši), ale je také mnohem obtížnější ji zastavit, jakmile začne (myslete na pokus zastavit nákladní vlak ve srovnání s jízdním kolem).

Vysoké frekvence způsobují mnohem menší problém, protože zvuky s kratší vlnovou délkou jsou slabší než u nízkých frekvencí. To je důvod, proč pěny s nízkou měrnou hmotností absorbují tuto zvukovou energii snadno, ale basy jimi snadno procházejí.

Nejjednodušší způsob, jak absorbovat nízké frekvence

Nejjednodušší způsob, jak absorbovat nízké frekvence, je zvětšení tloušťky a hustoty panelu. Můžeme více či méně odhadnout potřebnou tloušťku prvku pohlcujícího zvuk pomocí výpočtu čtvrtinové vlnové délky.

Ale skutečné akustické testování obvykle ukazuje překvapivé výsledky. Pokud není panel dostatečně hustý, basy projdou plynule.

To je problém pěny s nízkou hustotou, při absorpci basů je to neúčinné. Na druhé straně, pokud jsou basové pasti příliš husté, vysoké frekvence se jednoduše odrazí zpět do místnosti.

Prvek pohlcující zvuk je navržen pro oba, poskytuje vyváženou absorpci.

Bas obsahuje více energie:

Tyto dva grafy porovnávají nízké a vysoké frekvence se stejnou amplitudou. Vezměte v úvahu, že delší nízké frekvence obsahují více energie, jak je znázorněno ve žluté oblasti. Protože ve zvukové vlně je více energie, bude obtížnější absorbovat nebo regulovat basy.

Výpočet čtvrtinové vlnové délky

 „Výpočet čtvrtinové vlnové délky“ nazýváme matematiku používanou pro predikci nízkofrekvenčního výkonu prvku, kde tloušťka panelu se rovná 1/4 vlnové délky nejnižší frekvence plus faktor úhlu dopadu. Tloušťka panelu hraje důležitou roli.

Řešení akustického problému

Skutečný proces lze zjednodušit na čtyři kroky:

⦁ Určete problematický rozsah.
⦁ Vyberte vhodný akustický prvek k vyřešení problému
⦁ Odhadněte částku, kterou chcete utratit, a rozpočet
⦁ Nainstalujte prvek pohlcující zvuk do strategicky nejdůležitějších oblastí pro maximální účinnost.

Nejprve byste měli určit místo, kde se v místnosti vyskytují problémy identifikováním problematické frekvence. Jinými slovy, měli byste zvážit, jaké frekvence se snažíte absorbovat, než jednoduše připojíte nějaké basové pasti na zeď a očekáváte, že budou fungovat tak, jak jste předpokládali.

Například ve studiu je velmi důležité vyvážit absorpci zvuku v celém zvukovém rozsahu, aby vaše nahrávání znělo dobře i s jinými zvukovými systémy. V tomto případě chceme vytvořit opravdu neutrální prostředí pro poslech.

Požadovaná linearita je v místnosti důležitá také v případě domácích kin, kde byste měli zajistit, aby všechny centrální kanály, které jsou v dialogu, byly křišťálově čisté.

V učebně, sále nebo kanceláři se přenáší lidský hlas, proto musí akustické ošetření zohlednit i tento zvuk.

Lidský hlas:

Následující grafy ukazují míru zvuku typického lidského hlasu a poté ukazují, jak se mění zvuková energie v závislosti na tom, jak hlasitá je. Všimnete si, že zvýšením hladiny zvuku se energie ve středním pásmu zvýší.

Graf ukazuje rozsah typického mužského hlasu, udržuje většinu energie ve středním rozsahu 400 Hz a 1 000 Hz a harmonické kmity se rozšiřují na 3 500 Hz.

Podíváme-li se blíže, můžeme vidět, že největší energie lidského hlasu je mezi 300 Hz a 1500 Hz.

Proto je důležité, že když je čas vybrat si vhodný panel pro daný úkol, měli byste si vybrat ten, který skutečně pracuje v tomto rozsahu, jako je širokopásmový akustický panel.

Pouze pro řeč nedoporučujeme zvolit koženou membránu, která tlumí zvuk pouze pod 600 Hz, protože horní frekvence by se volně v místnosti chvěly.

Podobně by bylo špatné rozhodnutí zvolit si akustickou pěnu, protože tyto absorbují zvuk pouze nad 800 Hz.

V tomto případě je nejlepší volbou širokopásmové basové pasti:

V případě absorbéru obvykle koeficient absorpce zvuku určuje výběr vhodného panelu absorpce zvuku. Specifikace ukazuje, že pokud je hodnota absorpce zvuku v dané frekvenci 1,0, bude akustický panel schopen absorbovat zvuk ve 100% v dané frekvenci. Hodnota 0,5 znamená absorpci 50%.

O akustických pěnách:

Širokopásmové absorbéry jsou vyrobeny z akustické vlny o vysoké hustotě 90 kg/m3, zatímco většina pěnových panelů je vyrobena z polyethylenu o nízké hustotě 10 až 15 kg/m3. Když lidé řezají většinu pěn, aby vytvořili umělecký design, hustota pěny se bude dále snižovat v důsledku velkých vzduchových mezer.

Konečná hustota většiny pěn není vyšší než mírně nad 8 kg/m3. Vzhledem k tomu, že hustota širokopásmového akustického panelu je více než desetinásobná, nedivme se, že polyethylenová pěna nemůže absorbovat basy.

Proto není pravda, pokud někdo tvrdí, že akustická pěna nebo xps mohou absorbovat basy i s výsledky měřenými jako lapač basů. Fyziku nepopřeme, ať je publicita za reklamním textem jakákoliv.

Pokračujme

Pokud půjdeme dále a porovnáme zvukovou energii s energií nejvíce akustického panelu, můžeme jasně vidět, že širokopásmové prvky poskytují absorpci 95% až 100 Hz, zatímco pěnový panel může absorbovat 95% při ne méně než 1000 Hz.

To zdůrazňuje význam tlumení naší cílové frekvence v příslušném frekvenčním rozsahu. (Většina populárních výrobců nabízí širokou škálu produktů. Před přijetím rozhodnutí zkontrolujte technický popis, použití materiálu a hmotnost produktu!)

V závislosti na tom, jakou frekvenci nebo šum se snažíte absorbovat, musíte zvolit basové pasti, které pracují v daném frekvenčním rozsahu. Tloušťka akustických panelů je obvykle 6-11-13-20 cm.

Lidé obvykle používají tenčí akustické panely k absorbování středních a vysokých frekvencí, zatímco tlustší panely od 11 cm absorbují i nízké frekvence.

Kritéria výběru pro akustický absorbér:

1. 6 cm pro vyšší zvukový rozsah v kancelářích a restauracích nebo pro chrastící ozvěny ve studiích
2. 11 cm v místech, kde se hraje hudba, a pro ovládání primárních odrazů, kde chceme tlumit širokopásmový rozsah.
3. 13cm 20-30-40cm pro absorpci basů, kde širokopásmový zvukový důkaz dostatečně neztlumí nízké frekvence.

Příklad 1:

Předpokládejme, že jehličková tiskárna způsobuje problém v kanceláři, kde se vysokofrekvenční echo odráží od zdi a způsobuje nepříjemné ozvěny. Protože tento skřípavý zvuk je hlavně ve vyšších frekvencích, správná volba by byla tenčí širokopásmová zvuková izolace 6 cm.

Příklad 2:

Multifunkční obývací pokoj nebo sál používaný někdy pro taneční kurzy a také pro společenská setkání. Máte omezený rozpočet. Širokopásmový prvek pohlcující zvuk v tloušťce 11 cm, který poskytuje vynikající absorpci zvuku v celé šířce pásma zvukového rozsahu, mohou být pro tyto panely tou pravou volbou a jsou velmi efektivní pro hudbu.

Stanovení pokrytí:

Umístěte malý akustický panel na střední školu a pravděpodobně nebudete slyšet žádnou změnu. Umístěte jeden milion panelů na zeď a strop a zvuk bude úplně mrtvý. Většina návrhů místnosti je někde mezi těmito dvěma. Z tohoto důvodu je vhodné sledovat tzv. dozvukovou křivku.

Doba dozvuku označuje pokrytí povrchu stěny a absorpci zvuku. Účinnost se bude pomalu zvyšovat zvýšením pokrytí stěny nebo zvýšením počtu panelů v místnosti.

Po chvíli se místnost pomalu změní z jeskynní ozvěny do pohodlného prostředí. Poté se účinek sníží přidáním dalších panelů a přidání panelů již neznamená významnou výhodu. Dosáhli jste přílišného tlumení.

Neexistují absolutní pravidla týkající se toho, kolik panelů pohlcujících zvuk bude vykonávat požadovanou práci. V případě „řeči“, kdy je vyžadována maximální srozumitelnost, akustičtí inženýři obvykle mluví o době dozvuku kratší než 1 sekunda. Ve větších místnostech to může být delší.

V případě koncertních sálů pro klasickou hudbu je obvykle preferován dlouhý dozvuk, protože nástroje kombinují atmosféru tím, že stimulují místnost a publikum.

Křivka doby dozvuku:

Doba dozvuku v halách různých velikostí

Rozsah pokrytí určuje aplikace, zdravý rozum a preference. Například, pokud pracujete ve studiu, můžete si vytvořit svou vlastní hudbu v příjemném prostředí.

Na druhou stranu, pokud navrhujete akustiku pro kostel, kde se střídají mluvené slovo a rockové skupiny, může být užitečnější větší absorpce zvuku. Začněte od 10% s pokrytím 20%. Pokud nejste spokojeni, jednoduše přidejte další. Je to opravdu tak snadné.

Porovnání různých akustických prvků:

Když se zabýváme akustikou místnosti, obvykle se snažíme ovládat zvukové odrazy namontováním difuzérů na zeď a strop tam, kde jsou nejúčinnější. To se obvykle provádí pomocí absorbéru. Můžete si vybrat z několika typů akustických panelů na trhu. Každý z nich má své výhody a nevýhody.

Abychom usnadnili výběr produktů, představujeme každý produkt a nabízíme jej s naším hodnocením a porovnáním produktů.

https://www.youtube.com/watch?v=1_wpWe_kI0w

Napsal Róbert Polgár
Pokud máte nějaké připomínky, kontaktujte prosím kontakt. Napsal Róbert Polgár
Pokud máte nějaké připomínky, kontaktujte prosím kontakt. Nebo napište e-mail

ML