Akusztikai elemek tudománya

Akusztikai elemek tudománya:

⦁ Miért érdemes elsősorban a hangot irányítani?
⦁ Az akusztikai probléma megoldása
⦁ A lefedettség meghatározása
⦁ Különböző akusztikus panelek összehasonlítása

Ebben az áttekintésben összegezzük, hogy a szélessávú akusztikai panelek hogyan működnek, hogyan lehet kiválasztani a munkához a legfelelőbbet.Valamint, alapvető útmutatások arról, hogy hol használják őket, és hogyan hasonlítsák össze a piacon megtalálható más hangelnyelő termékekkel.

Ennek a weboldalnak nem az a célja, hogy szakértővé tegye Önt, “csak” általános információkat próbálunk nyújtani a szóban forgó tudományról és annak alkalmazásáról.

Miért kell a hangot vezérelni?

Általánosságban elmondható, hogy a hang vezérlése az érthetőség javításában, és a kommunikáció megértésében segít.
Egyszerűbben:kijátszani a hang rendetlenséget, hogy tisztán hallhassa az üzenetet.Egy templomban ez lehet a beszélt szó.Egy repülőtéren akár lehet a repülési értesítések.Előfordulhat, hogy egy gyárban a biztonsági értesülésekhez kapcsolódik.

A szálloda és előcsarnokában vagy étteremben egyszerűen csak kísérletet próbálunk tenni a visszhang csökkentésében, hogy kényelmessebbé tegye a kiszolgáló személyzet és a vásárló közötti komunikációt.Egy hangstúdióban az akusztika vezérlése lehetővé teszi számunkra, hogy kiszámítható eredményt hozzunk létre annak érdekében, hogy a felvétel más rendszerekben is ugyanabban a minőségben szóljon.

Akusztikai kezelés nélkül, a hang visszapattan a falakról, a padlóról és a mennyezetről, és eléri azt a pontot, ahol a szoba meghaladja az energia elnyelésének és szétszórásának képességét. Például egy tanár, aki csendben beszél az osztályban, nagyon különbözik attól, mint egy izgatott gyerekekkel teli szobában kiabálni.

Ha a szoba természetes küszöbét túllépik, a beszélgetés és a kommunikáció sokkal több figyelmet igényel. Ez egy „fülfáradtságnak” nevezett hatást vált ki – amikor keményen kell figyelni a hallgatáshoz, és hangosabban kell beszélnünk, hogy meghalljuk, hogy megpróbáljuk túlkiabálni a többi versengő hangot.

A visszapattanó hangok versenyeznek:

Akusztikai panelok szabályozzák a visszhangot:

Ezeket a visszaverődő hangokat reflexióknak nevezzük. Ezek lehetnek elsődleges vagy másodlagos visszaverődések, amelyek visszaverődnek a közeli felületekről, vagy lehetnek másodlagos visszaverődések, amelyek visszhangzó mezőt hoznak létre. A hangnyomást vagy a visszaverődő hang irányítását általában úgy kell elvégezni, hogy akusztikus paneleket helyeznek a falra vagy a mennyezetről függesztik le. A hangelnyelő panelek hozzáadásával könnyedén átalakíthatja a visszhangos hangzásterületet, amivel kényelmessé, viszonylag hatékony kommunikációt hozhat létre..

A következők a visszhang általános típusai:

Közvetlen hang

A közvetlen vagy a kezdeti hang a szájból, a lejátszott műszerből vagy a hangszóróból származó hang. Ez az hang, általában a legfontosabb.
Ezek az erős visszatükröződések akkor fordulnak elő, amikor hang visszhangzik a közeli falakon.

Mivel általában néhány pillanattal érkeznek a közvetlen hang után, zavarhatják az úgynevezett fázismegszakítást vagy a fésűszűrést, és megnehezíthetik az beszédhangot. Az elsőrendű reflexiók ellenőrzése általában az első cselekvési terv. A utózengési idő csökkentése általában a helyiség hangelnyeléséről szól. Minél több szélessávú akusztikai panelt tesz fel, annál több energiát fog felszívni.

Csörgő -visszhang, szélessávú panelek nélkül:

Ha tapsolunk egyet egy üres helyiségben ,akkor a falakon a mennyezeten és a padlón csapkodó hangot hallunk.A tapsolás visszhangját elsősorban a párhuzamos falfelületek okozzák, amelyek lehetővé teszik a visszhang megtartását.A csapkodó visszhangot könnyű csökkenteni, ha a szélessávú akusztikai panelokat helyezünk egymással szemben a párhuzamos falra úgy, hogy a visszhang ne tudja életben tartani magát.

Előbbiekben azért irtunk szélessávú panelekről, mivel a tapsolás általábban 1000Hz fölött van, ezért ezt a tartományt csak a szélessávú akusztikai panelekkel tudjuk egyenletesebben csillapítani.Ebből adódóan a mélyebb hangok utózengését így nem tudjuk ellenőrizni.

Másodlagos visszatükröződések vagy visszhangok:

Ezt a hosszú visszhangot hallhatja egy régi templomban. Ha visszamegyünk az időben a modern hangosbeszélő rendszer előttre, akkor láthatjuk ,hogy az egyház szándékos visszaverődésekkel hozta létre a nagy tágas térhangzást, hogy az közvetítse a mondanivalójukat.

Ez különösen akkor hatásos, ha kórust vagy gregorián éneket hallgatnak. A klasszikus zenének előnye van egy hosszú, visszhangzó térből is, mivel lehetővé teszi, hogy a hangszerek gerjesszék a helyiséget. A visszhangzó idő ellenőrzése általában a helyiség hangelnyelő növelésének a kérdése. Minél több panelt tesz fel, annál több energiát fog felszívni.

Hangelnyelés panelek használatával:

Ha hangos zene szól, helyezze a kezét a hangszóróra, a padlóra, a közelben található bútorokra vagy akár ablakra is, és így érzi a rezgéseket. A hangenergia levegőn, szilárd anyagokon vagy folyadékokon halad át rezgések formájában, és amikor a közeget mozgásba hozzák, elkerülhetetlenül hőt termel. A hangelnyelés valójában energiaátadási funkció. Ennek az esetnek a tudományos kifejezését termodinamikai transzfernek nevezik.

Amikor a hang áthatol a szélessávú akusztikus panelen, akkor a panelben lévő akusztikai kőzetgyapot- rostok rezegnek. Ugyanaz a termodinamikai átadás jön létre a kőzetgyapot belsejében.Mivel egy nagy sűrűségű rostos szerkezetről beszélünk, a rajta áthaladó hang nagymértékben lecsökken és a sűrűségből adódóan hővé alakul át. Ezáltal szélessávú panelek használatával a helyiségben a visszhang gyorsan lecsökken.

Alacsony frekvenciák elnyelése panelek segítségével:

Az akusztika világában a basszust vagy az alacsony frekvenciákat a hosszú hullámhosszuk miatt nehéz csökkenteni. Elegendő sűrűség nélkül a basszusok átjutnak majdnem mindenben. Ez azt jelenti, hogy nemcsak több energiát igényel a basszus előállítása (gondoljunk az elefántra, vagy az egérre), de sokkal nehezebb is azt megállítani.

Amikor elindul (gondoljunk arra, hogy megpróbáljuk megállítani egy tehervonatot, szemben a kerékpárral). A magas frekvenciák sokkal kevésbé jelentenek problémát, mivel a rövidebb hullámhossz sokkal kevésbé erős, mint a mély.Ezért van, hogy a kisebb fajsúlyú habok, szivacsok könnyedén elnyelik ezt a hangenergiát, de a mélyek gond nélkül áthaladnak rajtuk.

Legegyszerűbb mód

Az alacsony frekvenciák elnyelésének legegyszerűbb módja a panel vastagságának és sűrűségének növelése. Többé-kevésbé meg lehet becsülni az akusztikus panel szükséges vastagságát a negyed hullámhossz számítások alkalmazásával. A tényleges akusztikus tesztelés azonban általában meglepő eredményeket hoz. Hacsak a panel nem elég sűrű, a mélyhang akadály nélkül áthalad.

Ez az kis sűrűségű hab problémája; hatástalan a basszus elnyelésében. Másrészt, ha a panel túl sűrű; a magas frekvenciák egyszerűen visszaverődnek és visszatükröződnek a szobábna. A szélessávú akusztikai paneleket mindkettőhöz tervezték; kiegyensúlyozott felszívódást biztosítanak.

A basszus több energiát tartalmaz:

Ez a két grafikon összehasonlítja az alacsony és a magas frekvenciákat ugyanolyan amplitúdóval. Vegye figyelembe, hogy a hosszabb mélyhang frekvencia több energiát tartalmaz, ahogy a sárga terület ábrázolja. Mivel több energia van a hanghullámban, a basszust nehezebb lesz elnyelni vagy irányítani.

Negyed hullámhossz kiszámítása

Az akusztikai panel alacsony frekvenciájú teljesítményének előrejelzésére használt matematikát „negyed hullámhossz számításnak” nevezzük, ahol a panel vastagsága megegyezik a legalacsonyabb frekvencia hullámhosszának 1/4-ével, plusz a beesési szög tényezője. A panel sűrűsége fontos szerepet játszik.

Az akusztikai probléma megoldása

A ténylegesen résztvevő folyamatot négy lépésre lehet egyszerűsíteni:
⦁ Határozza meg a problémás frekvenciatartományát
⦁ Válassza ki a megfelelő akusztiai paneleket a probléma megoldásához
⦁ Becsülje meg a rászánt összegét és a költségvetést
⦁ Telepítse az akusztikai paneleket stratégiailag a legmegfelelőbb területeken a maximális hatékonyság érdekében

Először meg kell határoznia a problémák helyét a helyiségben, a problémás frekvenciatartomány azonosításával. Más szavakkal, meg kell fontolnia, hogy milyen frekvenciákat próbál elnyelni, mielőtt egyszerűen feltesz néhány akusztikai panelt a falra, és elvárja, hogy úgy működjenek ahogy elképzelte.

Például egy stúdióban alapvető fontosságú, hogy kiegyenlítse a hangelnyelést az egész hangtartományban, hogy a felvétele jól szóljon más audio rendszereken is. Ebben az esetben, valóban semleges hallgatási környezetet szeretne létrehozni. Házimozi során is fontos a kívánt linearitás a teremben, miközben biztosítani kell, hogy a párbeszédet folytató összes központi csatorna kristálytiszta legyen. Osztályban, tanácsteremben vagy irodában az emberi hang továbbításra kerül, ezért az akusztikus kezelésnek figyelembe kell vennie ezt a frekvenciatartományt is.

Beszédhang:

A következő grafikonok egy tipikus emberi beszélt hangfrekvenciatartományát mutatják, majd azt, hogyan változik a hangenergia attól függően, hogy milyen hangos. Észre fogja venni, hogy a hangszint növekedésével az energia növekszik a középső sávban.

A grafikon egy tipikus férfi hang tartományát mutatja, az energia nagy részét a 400Hz és 1000Hz középső tartományban tartja, a harmonikusok pedig 3500Hz-ig terjednek.
Ha közelebbről megvizsgáljuk a képet, láthatjuk, hogy az emberi hang legtöbb energiája 300Hz és 1500Hz között van. Ezért fontos, hogy amikor eljön az ideje és kiválassza a megfelelő akusztikai panelt a feladathoz, akkor azt kell kiválasztania, amely valóban ezen a tartományon belül működik, mint pl a szélessávú akusztikai panelt.

Csak beszédhez hiába választanánk bőr- membránt, ami csak 600Hz alatt csillapítja a hangot, mivel a felsőbb frekvenciák szabadon csaponganának a helyiségben.Ugyanígy rossz döntés lenne egy “akusztikai szivacs is , mert azok csak 800Hz fölött nyelik el a hangot.

Ebben az esetben a legjobb választás a szélessávú akusztikai elemek:

Akusztikai paneleknél a megfelelő hangelnyelő panel kiválasztását általában a hangelnyelési együttható határozza meg. A specifikáció azt mondja nekünk, hogy ha egy adott frekvencián a hangelnyelés 1,0 értéket mutat, akkor az akusztikai panel 100% -ban hatékonyan képes elnyelni a hangot az adott frekvencián. A 0.5 érték 50% -os abszorpciót jelez.

Akusztikai szivacsokról, habokról:

A szélessávú akusztikai panel nagy sűrűségű 90kg/m3 akusztikai gyapotból készül, míg a legtöbb habpanel alacsony sűrűségű, 10-15kg/m3 polietilénből készül. Mivel a hab-szivacs nagy részét elvágják, hogy művészi mintát hozzon létre, a hab sűrűsége tovább csökken az elvágott hatalmas légrések miatt. A legtöbb hab vagy szivacs olyan sűrűséggel végződik, amely alig haladja meg az 8kg/m3 sűrüséget.

Mivel a szélessávú akusztikai panel sűrűsége több mint 10 szerese, nem csoda, hogy az polietilén hab nem képes felszívni a basszust. Ezért nem hihető ha bármilyen akusztikai hab vagy szivacs , xps-ről állítják a basszus felszívását akár basszuscsapdaként mért eredményekkel.Mivel a fizikát nem lehet meghazutólni bármilyen reklámszöveg is álljon mögötte.

Ha egy lépéssel tovább megyünk, és a hangenergiát egymással összehasonlítjuk a legtöbb akusztikai panelével, akkor egyértelműen láthatjuk, hogy a szélessávú akusztikai panel 95% -os abszorpciót biztosít 100 Hz-ig, míg a habpanel csak 1000Hz-nél tudja a 95% -ot elnyelni. Ez kiemeli annak fontosságát, hogy a megfelelő frekvenciatartományban csillapítsuk cél frekvenciánkat. (A legtöbb neves gyártó nagy termékválasztékot kínál. Mielőtt döntést hozna, mindig ellenőrizze a műszaki leírást és az anyaghasználatot és a termék súlyát!)

Tehát attól függően, hogy milyen frekvenciát vagy zajt próbál elnyelni, ki kell választania egy akusztikai panelt, amely egy adott frekvenciatartományon belül működik. Az akusztikus paneleket általában 6-11-13-20cm vastagságban választják meg.A vékonyabb akusztikai paneleket általában a közép- és a magas frekvenciák elnyelésére használják, míg a vastagabb 11cm-től a panelek további alacsony frekvenciaelnyelést biztosítanak.

Akusztikai panel kiválasztási szempontjai:

1. 6cm magasabb hangtartományhoz irodákban és éttermekben, vagy a csörgő- visszhangot a stúdióban
2. 11cm zenével kapcsolatos terekben és az elsőrendű visszaverődések vezérléséhez, ahol a szélessávú tartományban kívánunk csillapítani.
3. 13cm 20-30-40cm basszusok elnyeléséhez, ahol a szélessávú akusztikai panel nem hoz kellő mélyfrekvencia csillapítást.

1. példa: Tegyük fel, hogy egy irodában van egy olyan probléma, amelyet egy pontmátrix nyomtató okozott, ahol a magas frekvenciájú visszhang visszaverődik a falakon, és idegesítő visszhangot okoz. Mivel a fülsértő probléma elsősorban a felső frekvenciákon van, a vékonyabb, 6cm-es szélessávú akusztikai panel a megfelelő választás lenne.

2. példa: Többfunkciós nappali vagy terem amit néha táncórákra, máskor közösségi találkozókra használják. Korlátozott költségvetéssel rendelkezik. A szélessávú akusztikai panel 11cm szélességben, ami kiváló hangelnyelést biztosít a hangtartomány teljes sávszélességében, így ezek a panelek jó választás lehet és nagyon hatékonyak a zene számára.

A lefedettség meghatározása:

Tegyen egy kis akusztikai panelt egy gimnáziumba, és valószínűleg nem fog hallani semmit. Helyezzen egymillió panelt a falra és a mennyezetre, és a hang teljesen halott lesz. A legtöbb szobakezelés valahol a kettő között található.Ezért érdemes követni az úgynevezett utózengési görbét.
Az utózengési idő, a falfelület lefedettségét és az hangelnyelést jelzi. A falfedés növekedésével vagy a helyiségben a panelek számának felhasználásával a hatékonyság lassan emelkedik. Egy ponton a szoba elkezd átalakulni egy barlangos visszhangkamrából egy kényelmes környezetbe. Ezután a további panelek hozzáadásával a hatás csökken, és a panelek hozzáadása már nem jelent jelentős előnyt.

Elérted a túlcsillapítást.

Nincsenek abszolút szabályok arra vonatkozóan, hogy „mennyi hangelnyelő panel fogja elvégezni a kívánt munkát”. A „beszéd” esetében, ahol a maximális érthetőség kívánatos, az akusztikai mérnökök általában 1 másodpercnél rövidebb időre szólnak. Ez hosszabb lehet nagyobb szobákban. A klasszikus zenei koncerttermeknél általában a hosszú visszhangosítás előnyös, mivel a hangszerek kombinálják a hangulatot, hogy izgatják a helyiséget és a közönséget.

Egy utózengési- idő görbe:

Utózengési idő más- más méretű termekben

A lefedettség mértékét az alkalmazás, a józan ész és a preferencia határozza meg. Például, ha stúdióval foglalkozik, akkor inkább élvezetes környezetben keverhet. Másrészt, ha olyan istentiszteleti házat kezel, amely a beszélt szó és az élõ rock együttes között vált, akkor hasznos lehet, ha nagyobb a hangelnyelés. Kezdje 10% -ról 20% -os lefedettséggel. Ha nem elégedett, egyszerűen adjon hozzá még többet. Valóban ennyire egyszerű.

Különböző panelek összehasonlítása:

A helyiség akusztikájának kezelésekor általában megpróbáljuk ellenőrizni a hangvisszaverődéseket azáltal, hogy akusztikus paneleket helyeznek a falra és a mennyezetre, ahol a leghatékonyabbak. Ez általában akusztikai elemek segítségével történik. A piacon többféle akusztikai panelt lehet választani. Mindegyiknek van erőssége és hiányossága.
Annak érdekében, hogy a termékválasztást a lehető legegyszerűbbé tegyük, bemutatjuk az egyes termékeket, és véleményünkkel azok összehasonlításaival ajánljuk termékeinket.