Немного теории
Сегодня мы продолжим обсуждать тему звукоизоляции помещений. Но это в общем смысле. Если быть более конкретным, то нам предстоит разговор о теории акустики помещений. То есть о науке, которая занимается исследованием параметров и характеристик помещений, которые оказывают какое-либо влияние на акустику помещения. Сразу замечу, что изначально теория была рассчитана не на рядовых пользователей домашних кинотеатров или любителей hi-fi звука, а на профессионалов в своей области: звукоинженеров, работников звукозаписывающих студий и т.д. В данном материале вы встретите термины, имеющие отношение к науке. В частности, к физике.
Не так давно мы рассуждали на тему того, как не беспокоить соседей по многоэтажному муравейнику ухающими басами при прослушивании любимой музыки или просмотре наполненного батальными сценами кинофильма у себя дома. Приводились разные примеры о том, как лучше защититься от звуков с улицы, так и оградить ближайшие квартиры от ваших звуков. Но представьте себе, что в помещении, сильно заполненном мебелью, различными коробками и прочей чепухой, звучание будет отвратительным. Хотя соседи, скорее всего, ничего не услышат. Связано это с природой звука. Дело в том, что подавляющая часть того, что мы слышим – это отраженные звуковые волны. Так называемый «прямой звук» не обладает привычными уху характеристиками.
Итак, никто не станет спорить с тем, что акустические свойства помещения могут значительно изменить характер звучания любой, даже самой хорошей акустической системы. Грубо говоря, если вы купите прекрасную high-end акустику и поставите ее в сарай, то не стоит надеяться на качественный звук. Посудите сами, это просто глупо. Говорить о важности «прямого звука» можно тогда, когда речь идет об озвучивании больших открытых пространств. Но когда мы обсуждаем улучшение звуковых характеристик в рамках закрытого помещения, то нужно принимать во внимание немного другие законы. Как формируется акустическое поле в комнате? Звук, источником которого является, допустим, качественная стереопара, отражается от стен, пола, потолка и всех предметов в комнате, «возвращается» и накладывается друг на друга. Причем каждая волна остаётся «живой» до определенного момента времени, то есть, безусловно, она постепенно затухает. Дальше – больше! В формировании звукового поля участвуют, как старые, так и новые волны. И если в начале прослушивания композиции мы могли говорить о некой дискретной закономерности, то с течением времени затухание звука принимает непрерывный и даже плавный характер, так как в процессе принимают участие волны с разными фазовыми соотношениями. Именно этот хаос мы и имеем удовольствие (или, наоборот, разочарование) слышать. В науке такое звуковое поле называют рассеянным или диффузным (звуковым полем).
Вы, наверное, замечали, что звук в комнате не исчезает сразу же после выключения источника? Этот эффект обязан своим существованием вышеописанному процессу и называется послезвучанием или реверберацией. По времени реверберации в данном помещении можно судить о степени поглощения звука комнатой и предметами в ней. Чем оно больше, тем меньше энергии (соответственно, и звука) поглощается материалами и рассеивается. Впрочем, большое время реверберации совсем не равно хорошей звукоизоляции. Но здесь стоит привести пример. Если в вашей комнате много мягкой мебели, на стенах ковры, а на окнах плотные шторы, то звук будет поглощаться довольно сильно, ведь перечисленные элементы буквально впитывают его в себя. Вспомните, при въезде в пустую квартиру, как «звучит» комната, чтобы было понятно о чем идет речь. В то же время, например, паркет, качественные пластиковые окна и вообще любые очень гладкие поверхности очень хорошо отражают звук.
Проблема в том, что из описанного по поводу свойств поглощения и отражения звука теми или иными предметами не ясно, что же нужно сделать, чтобы в итоге все просто нравилось. Не удивляйтесь, но, как и везде в жизни в теории акустики помещений действует правило «золотой середины». Слишком сильное отражение звука приведет к множественному наложению отраженных волн друг на друга и, например, аудиокнигу будет слушать очень неудобно. А слишком заполненное и впитывающее в себя звук помещение приведет к тому, что ваша любимая музыка будет звучать глухо и безжизненно. Звукоинженеры при оценке помещений для будущих студий звукозаписи используют следующую характеристику. Называется она временем стандартной реверберации. Это время, за которое плотность звуковой энергии в помещении после выключения акустической системы снижается до одной миллионной части от своей начальной величины, то есть уменьшается на 60 дБ. Она не является универсальной, поэтому заранее нельзя сказать, каким это время должно быть именно в вашей комнате, даже зная ее площадь. Среди прочих важных моментов можно посоветовать измерить зависимость времени стандартной реверберации от частоты звукового сигнала. Дело в том, что разные частоты по-разному поглощаются одними и теми же материалами. Если помните, в прошлой статье мы отмечали, как сложно не дать соседят услышать ваши басы. Например, мягкая мебель гораздо лучше поглощает высокие частоты, нежели низкие, поэтому время стандартной реверберации для низких и высоких частот в этом помещении будет отличаться. От этого зависит тембр звучания и окраска музыки.
Третьим важным параметром акустики помещения принято считать диффузность звукового поля. Этот термин характеризует равномерность распределения энергии отраженных волн в масштабах всей комнаты, при котором уровень звуковых волн, приходящих из разных частей помещения, одинаков, а фазы случайны. Как можно добиться улучшения диффузности звукового поля в вашей квартире? Это возможно с помощью оригинальных архитектурных и/или дизайнерских решений, и может стоить вам больших денег. Чем меньше по площади будет отражающая поверхность, тем лучше. То есть любые круглые и овальные поверхности, колонны и дополнительные архитектурные вставки способны улучшить положение дел. В студиях звукозаписи иногда отказываются от параллельных стен, что также положительно влияет на диффузность, однако возможно только в случае перепланировки помещения.
О материалах
Хочу заметить, что этот абзац неспроста самый маленький в материале. Давать конкретные советы по звукоизоляции без учета специфики помещения и запросов домовладельца очень сложно. Поэтому, пожалуйста, не забывайте, что все статьи этого цикла направлены скорее на формирование общего представления в вопросах звукоизоляции у читателя.
Итак, поглотители звуковых волн бывают разные. В основном их делят по роду тех волн, которые они наиболее качественно впитывают: низкочастотные и высокочастотные. Среди низкочастотных поглотителей можно особо выделить резонирующие панели, которые крепят на небольшом расстоянии от стен. То есть получается нечто вроде импровизированной мембраны на воздушной подушке (между панелью и стеной). Впрочем, эффект поглощения басов подобным механизмом напрямую зависит от материала, толщины панели, способов ее крепления и от толщины «мембраны». Как мы уже упоминали выше, высокочастотные волны очень хорошо поглощаются вполне обычными для любой квартиры элементами, как ковры, паласы, мягкая мебель, плотные шторы и т.п. Но небольшая панель из пористого материала только улучшит звукоизоляцию от высоких частот.
А как это бывает в настоящих студиях?
В завершении материала хотелось бы немного внимания уделить тому, какие еще методы применяются в настоящих звукозаписывающих студиях. Любая студия в первую очередь ориентируется на высокий уровень звукоизоляции. В первую очередь это необходимо для того, чтобы внешние шумы не помешали записи и банально не попали в эфир или в запись. Ситуация с квартирой обычно иная. Соседи жалуются, что вы мешаете им спать. Но правило, которое вы прочтете далее, можно применять в обоих случаях – не промахнетесь. Считается, что максимальный уровень шума, проникающий в помещение из соседних помещений или с улицы, не должен превышать акустический нулевой уровень более чем на 15 дБ. Приведем пример. За окном вашей квартиры крупная магистраль, оживленное шоссе, пробки, движение. «Шумность» такой улицы оценивают примерно в 90 дБ. Следовательно, комнату нужно «закрыть» не менее, чем на 75 дБ (90-15). Можете посчитать, по сути, шум, исходящий с улицы должен быть снижен в тысячи раз. И для этого потребуется сделать много: ремонт, перепланировка и уже описанные выше рекомендации. Конечно, относительно обычных квартир применение подобных «законов» - почти абстракция. Однако, вдруг кто-то, прочитав статью, решится на подобный отчаянный шаг – сделать у себя дома студию. Тогда желаю вам удачи!
