Шведские дизайнеры создали экологически чистые, влагостойкие, звукопоглощающие стеновые покрытия, изготовленные из древесного волокна и цемента, которые могут быть собраны как головоломки.
Анета Ваиткиене
Комфортность пространства жилья люди воспринимают всеми чувствами, в том числе и слухом. Два необходимых условия акустического комфорта - эффективная звукоизоляция помещения и хорошая внутренняя акустика. Хотя эти факторы очень часто путают и воспринимают одну и ту же особенность, на самом деле это - два совершенно разные понятия.
Независимо от того, насколько хорошо изолированы помещения от внешнего шума, внутренние акустические проблемы могут остаться нерешёнными. В комнате человек должен чувствовать себя комфортно, не слышать постороннего шума и резонирующих звуков, но такой акустический комфорт по-прежнему считается роскошью и второстепенным делом.
Акустические материалы. Будучи волокнистыми или перфорированной структуры, акустические материалы поглощают звук, уменьшают фоновый шум и улучшают разборчивость звука. Их сырье - древесное волокно, минеральная вата, стекловата, синтетические волокна. Поверхности таких материалов, обрабатываются специальной пористой дышащей краской, воздухопроницаемыми или неткаными материалами. Волокнистые материалы имеют мягкую пористую структуру и относительно высокое аэродинамическое сопротивление. Часть звуковой энергии, проходящей через материал из-за трения между частицами воздуха и порами материала превращается в тепловую энергию.
Дома мы окружены несколькими источниками звуков. В частности, это из источника исходящий (прямой) звук, излучаемый человеком, аудио, видео и бытовая техники и так далее. Во-вторых, звук, отражённый от поверхностей помещения (отражения звука). Это напрямую зависит от отделочных материалов и геометрии их расположения. Звуковая волна, словно шарик отскакивает от поверхности, летает по помещению или застревает в этих поверхностях и затухает. От того, как звук отражается в помещении или поглощается, зависит акустический комфорт комнаты. Если внутренние плоскости помещения слишком хорошо отражают звук, формируется эффект эха - вы можете себя почувствовать словно находитесь в железной бочке. Если звук слишком поглощён, вы потеряете чувство пространства и появится чувство что вам заложило уши.
Резонирующие материалы. Они твёрдые, с определённым рисунком перфорации (с сетью дырочек). Они действуют по принципу резонатора Гельмгольца: закрытый объем воздуха за панелью соединяется с пространством через узкое горлышко. На панель падающая звуковая волна увеличивает давление во внутреннем объёме, поэтому приходящие звуковые волны деформируются у выхода горлышка. Энергию поглощает трение в горлышке. Резонансные материалы хорошо поглощают звук, близкий резонансной частоте. Их действие зависит от типа и процента перфорации, размера дырочек, толщины панели и объёма за материалом.
Важные цифры
Человеческое ухо может услышать звуки частоты 16-20 000 Гц:
• 16-350 Гц - низкая частота;
• 350-800 Гц - средняя частота;
• 800-20000 Гц - высокая частота.
Низкочастотные звуки такой же мощности слышны хуже, чем звуки средней или высокой частоты. Звуков менее чем 40 Гц почти не слышим, но они часто физически ощущаются как вибрация.
Человеческий язык входит в диапазон частот 100-7000 Гц, в котором есть и высокие и низкие частоты.
Ковёр, мягкая мебель, портьеры, неровная отделка стен, переламывающая и рассеивающее звуковые волны - все это устраняет нежелательное эхо.
Разрушители звуковых отражений
Потолки - самая большая свободная площадь помещения, от которого звук отражается и возвращается эхом. На полу и у стен в помещении находятся всякие вещи - мебель, ковры, подушки, картины и так далее. Звуку здесь и так есть где распасться, а потолок, как правило, бывает гладкий и неприкрыт. Таким образом, изменения их акустических свойств, окажет наибольшее влияние.
Только занавес из толстый и плотной ткани может хорошо поглощать звуковые волны.
Виктор Mекас, инженер акустик ЗАО „Architektūra. Akustika. Technologijos“, предлагает установленные натяжных потолков из акустических материалов и в наиболее "звонких" местах повесить сегмент такого материала на стене. Волокнистый материал толщиной в 2 - 4 см поглощает средние и высокие частоты (коэффициент α - от 0,4 до 1,0), а толще 4 см - и некоторый уровень низких частот.
"Акустические резонирующие пластины можно устанавливать не только на потолке, но и на стенах. Самое главное, чтобы изделие было отодвинуто от стены минимум 2 см, иначе эффекта не будет", - рассказывает В. Мекас.
На полу постеленный ковёр может также поглощать звуковые волны. Толщиной в 1 см, ковёр с подстилкой хорошо поглощает высокочастотный звук, который мы субъективно воспринимаем как более шумный чем низкие частоты. Таким образом, ковёр может быть частью комплекса решений звукопоглощения. Кроме того, мягкое покрытие полов устраняет навязчивый стук шагов: соседи будут вам благодарны за такое решение, поскольку им больше не будет нужно мириться с звуком ваших шагов, падающих предметов или шума пылесоса.
В новой штаб-квартире Harley Davidson в Ной-Изенбурге (Германия), дизайнеры интерьера руководствовались девизом «Рождённый быть диким, но не слишком шумным", в потолках установили звукопоглощающие акустические панели.
Коэффициент поглощения звука α
Это измерение, указывающее способность материала поглощать звуки различных частот. α изменяется от 0 (полное отражение) до 1,00 (полное поглощение).
Ковры, успешно поглощающие высокочастотные звуки, однако, не в состоянии справиться с низкочастотными звуками. "Большинство бутовых звукопоглощающих материалов успешно снижают шум высоких и частично средних частот, в то время как с низкими частотами всегда самая большая проблема - делится опытом В. Мекас. - Для погашения низких частот (когда нет необходимости дополнительно абсорбировать звуки средних и высоких частот), как правило, используют мембранные конструкции, которые вибрируют всей поверхностью. Мембранный поглотитель - это твёрдая пластина с плотным воздушным пространством позади. Этот промежуток может быть заполнен пористым материалом, таким как каменная вата. Но если вам нужно поглотить более широкий звуковой спектр, то мы всегда рекомендуем волокнистые или резонирующие материалы, отодвинутые от твёрдых поверхностей. Их установка близко к углам комнаты ещё больше снижает низкие частоты.
• Одним из примеров мембранных материалов - двойные гипсокартонные перегородки. В помещении, оснащённом такими структурами, низкий голос мужчины был бы менее звучен, а звучание высокого женского голоса изменилось бы незначительно.
• Оконное стекло - так же мембрана, поглощающая низкие частоты, но отражающая высоких. Можно сказать, что ковёр и окно - совместимы и дополняют друг друга.
•Шторы окон немного впитывают высокочастотные звуковые волны, но их плотности и толщины не хватает, чтобы эффект был значительным. "Если шторы плотные и со складками, это, конечно, улучшит поглощение звука, но гости, которые пришли одетыми в толстые пальто, принесут больше пользы", - бодро сравнил В. Мекас.
Все части комплекса разрушения эхо - грубая отделка стен, предметы домашнего обихода, текстиль, мягкая мебель, шторы - поглощают или рассеивают звуковые волны, но их эффект из-за меньшей площади поверхности и плохого звукопоглощения по сравнению с потолком или полом, не столь значителен. С другой стороны, все эти маленькие средства образуют единое целое, в любом случае, их использование лучше, чем ничего не делать.
• Например, настенный книжный шкаф обеспечит некоторое поглощение звука. А если книги выставлены неравномерно, их спинки образуют не ровную, ломанную поверхность и акустические волны между спинками будут ломаться и рассеиваться.
• Если на стене висит картина, она будет минимально поглощать звук. Но, если картину немного отодвинуть от стены и в зазор вставить пластину пористого акустического материала, эффект увеличится.
Акустические панели можно сделать и самостоятельно. Возьмите полосу минеральной ваты, накройте её тканью и повесьте на стене. А можете обратится к дизайнерам, которые предложат сборные модули отделки стен из переработанных материалов - тканей и пластмассы.
Умножители отражений звука
Материалы с коэффициентом поглощения звука α близким к 0, отражают звуковые волны. Например, звукопоглощение бетона или полированного камня при шуме всех частот является минимальным. Звуковые волны от таких поверхностей отражаются почти без потерь и распространяются дальше, пока отскакивают от чего-нибудь ещё. Теперь представьте себе две параллельные бетонные стены и между ними стоящего человека, который хлопает ладонями. Вы получите почти бесконечное эхо.
В целом можно сказать, что все не пористые, прочные конструкции с гладкой поверхностью, чей контур не имеет ломанных углов, которые параллельны или соединены под крутым/острым углом, создадут стоячие волны или эхо. Чем больше в помещении твёрдых поверхностей (напольная плитка, паркетные полы, голые стены и т.д.) и чем меньше мебели, тем больше будет эха, и наоборот - чем больше мягких (ковры, шторы, мягкая мебель, кровати и т.д.) или звуковой фронт рассеивающих поверхностей, тем эхо будет меньше.
Знаете ли вы, что, разговаривая по телефону в комнате, в которой все поверхности являются твёрдыми (стеклянные стены, окна, витрины, ламинат, бетонные потолки), голос эха, отражаясь от таких поверхностей, может вернуться к ушам до 16 раз? В таких условиях, человек уже через несколько часов устаёт от эха собственного голоса, хотя этого и не замечает. Это может вызвать головную боль и даже тошноту. А если в комнате в то же время общаются с не один, а десятки людей?
Когда эхо становится вредоносным?
Продолжительность реверберации (эхо) - это время в секундах, которое требуется, чтобы звонкий звук в закрытой комнате ослаб до одной миллионной части начальной интенсивности. В небольших закрытых помещениях, время реверберации может длится до 1 секунды. Чем дольше длится реверберация, тем больше она утомляет человека. Приемлемое время реверберации составляет от 0,9 до 1,0 с, а комфортное от 0,4 до 0,6. Если оно меньше, чем 0,4 сек, то комната может показаться "мёртвой", не усиливающей звуков. Быть и общаться в таком помещении становится неуютно. Точного измерить время реверберации бытовыми средствами невозможно. Для этого требуется специальное устройство - реверберометр обычно используемое профессиональными акустиками. Тем не менее, расчётное время реверберации можно проверить специальными компьютерными программами с микрофоном или виджетами смартфонов.
