Акустическое оформление и звукоизоляция помещений

Основное и наиболее важное понятие архитектурной акустики заключается в том, что помещение, предназначенное для прослушивания музыкальных, речевых или кинематографических программ, само по себе является значимой частью звуковоспроизводящей системы. От того, насколько правильно звукоинженер рассчитает акустические параметры вашего помещения (как для воспроизведения звука электроакустическими системами, так и для игры живых инструментов) будет зависеть, какой итоговый звуковой образ Вы получите. Какова будет глубина звука, тональный баланс, ясность, разборчивость деталей, локализация, окрас. И как итог, какую эмоциональную картину Вы получите в момент прослушивания звуковых программ.

Другими словами, насколько Вы будете участными к воспроизводимой музыке, и насколько будут оправданы вложенные Вами в звуковое оборудование средства.

Общие понятия

Условно, архитектурную акустику можно разделить на два основных раздела:

1) акустические параметры помещения;
2) звукоизоляция (шумоизоляция).

По сути, это разные разделы, но в ряде случаев, они тесно взаимосвязаны друг с другом.

Акустика помещения отвечает за комфорт и гармонию прослушивания музыкальных, речевых и кино программ, позволяя воссоздать правильный звуковой образ, и передать звуковую программу с высокой точностью и хорошим разрешением деталей контента.

Звукоизоляция помещения (шумоизоляция) необходима для ограждения себя от посторонних шумов или ограждения других жителей дома от шумов своей жизнедеятельности. А также для более комфортного прослушивания звуковых фонограмм, за счет увеличения динамического диапазона выраженного физическим отношением – сигнал/шум.

Основные понятия

(Людям, имеющим техническое образование можно пропустить описание основных понятий, так как многое из нижеописанного им и так более чем понятно, но для «гуманитариев» будет более познавательно ознакомиться с материалами этого раздела, так как раздел основных понятий, как нельзя более ясно отражает самую суть вопроса архитектурной акустики доступным рядовому пользователю языком.)

Для чего было написано предисловие? Имея емкий жизненный опыт, мы отметили, что в диалогах с заказчиками большая часть инженеров предпочитает апеллировать формулами, но в ряде случаев, рядовому пользователю такие диалоги скучны и непонятны. Рядового пользователя интересует в первую очередь доступный для него язык, посему мы решили раскрыть, чем занимается отдел архитектурной акустики на языке, понятном всем.

АКУСТИКА ПОМЕЩЕНИЯ КАК НЕОТЪЕМЛЕМАЯ ЧАСТЬ ЗВУКОВОСПРОИЗВОДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ

Здесь, для начала, мы хотим отметить, о чем в ряде случаев умалчивают продавцы электронных компонентов и электроакустики: высокое качество звукового компонента еще не гарантирует Вам высокое качество воспроизведения звука у Вас в помещении. Помещение, предназначенное для прослушивания звуковых программ по физической природе обладает характеристиками линейного фильтра и, по сути, является неотъемлемой частью звуковоспроизводящей системы. Проектирование архитектурной акустики предназначено в первую очередь для того, чтобы электронная аппаратура, электроакустика или живой музыкант имели реальную возможность донести до вашего слуха то, что было задумано автором произведения, исполнителем и студией звукозаписи его записавшей. Чтобы достичь этого, помещение, должно обладать совершено определенными акустическими параметрами, которые возможно рассчитать и измерить.

Безусловно, инженер-проектировщик должен иметь в своем арсенале все необходимое для проведения подобных работ измерительное оборудование и профессиональные расчетные программные комплексы. Но иметь хорошее оборудование и грамотно уметь его использовать – все же суть разные вещи.

В практике жизни имеют место быть случаи, когда инженеры используют расчетные или измеряемые индексы, не беря во внимание ни характер назначения помещения, ни предпочтения его будущих обладателей; или наоборот, не берется во внимание своего рода универсальность помещения, когда необходимо совместить некую мультиформатность, найдя своеобразную «золотую» середину между различными вариантами звуковых программ. Поиск возможности совмещения различных форматов чаще всего оказывается весьма трудоемким занятием и не всегда возможным, так как один из предпочитаемых заказчиком форматов должен быть доминирующим. Ввиду этого, при архитектурно-акустических изысканиях, инженеру-проектировщику необходимо учитывать разницу назначения помещения или комнаты, то есть: будет ли в конкретном помещении или комнате проводиться игра живого инструмента, к примеру: фортепиано, рояль, скрипка, саксофон и пр., или звук будет воспроизводиться через электроакустические системы. Возможно, это будет смешанное использование того и другого. В таких случаях на плечи инженера порой ложится далеко непростая задача: найти лучший компромисс между возможными имеющимися вариантами, учитывая доминантное предпочтение заказчика.

Сегодня, в новом тысячелетии, уже большинство людей полноценно осознают необходимость учитывать разные варианты звуковых форматов, в том числе и мультиформатность кино. Ведь в фонограммах современных кинолент наблюдается наиболее широкий спектр разносторонних источников звука: от звучания классических музыкальных инструментов и человеческой речи, до рева реактивных самолетов и скрежета металла тонущего Титаника. Естественно, при решении такого рода задач электроакустика должна полностью гармонировать с архитектурной акустикой, так как здесь играют роль не только технические параметры электроакустических систем, но и их тесное взаимодействие с акустической атмосферой помещения. В связи с чем, инженерам-акустикам приходится усердно трудиться,чтобы должно водворить идеи, замыслы и труд звукорежиссеров, и умело превратить Ваше помещение в истинное ристалище судеб киногероев. Для этого, кроме основных акустических параметров как формирование структуры частотнозависимого реверберационного процесса, распределение уровней звукового давления и акустической мощности)инженерам-проектировщикам приходится также уделять внимание ранним отражениям (их уровням, направлению прихода и задержке), тональному балансу, величине коэффициента междуушной корреляции и десяткам других параметров.

Не менее сложная задача встает перед проектировщиком при проведении расчетов индекса музыкальной ясности в камерных и других помещениях, предназначенных  для игры живых классических инструментов, где расчет и оценка музыкальной ясности используется для того, чтобы предсказать артикуляцию различных жанров музыки. Ввиду того, что музыкальная ясность зависит от величины времени реверберации, темпа исполняемой музыки, скорости атаки и типа инструментов,  отмечается существенная разница в расчете этого индекса при исполнении классической музыки (Амадей Моцарт, Йозеф Гайдн) или романтической музыки (Иоганнес Брамс, Рихард Вагнер), вследствие чего инженеру порой приходится  искать разумный компромисс для возможности исполнения музыкантами  произведений и того и другого жанра. По этой причине, для решения подобных вопросов проектировщику, в дополнение к его емкому опыту и знаниям, приходится обращаться еще и к его природному таланту – интуиции.

Здравомыслящие люди хорошо понимают, что ни один программный пакет или измерительное оборудование не решит подобных задач за инженера, – тут необходимо умелое использование этого самого оборудования.Тогда опыт и знания инженера в совокупности с этим оборудованием превратят Ваше помещение в «скрипку Страдиварии».

В инженерной практике порой бытует ошибочное мнение о том, что некоторые из дефектов акустических параметров можно исправить электронной коррекцией звука специализированными радиокомпонентами, но в реальности, сколько ни пытаются некоторые инженеры подогнать определенные акустические параметры методом электронной эквализации или выравниванием фаз линиями задержек, – все равно в ряде случаев у них не получается достигнуть такими методами уровня природной гармонии хорошей архитектурной акустики. К тому же, это не всегда выполнимо. При этом необходимо помнить о том, что дополнительное электронное вмешательство в тракт звуковоспроизведения всегда влечет за собой (пусть в некоторых случаях и небольшое) искажение сигнала первоисточника, так как эти электронные устройства и сами не обладают безупречными характеристиками, то есть они совсем не нейтральны. Трудности такой электронной коррекции также заключаются еще и в том, что выравнивая амплитудно-частотную характеристику электроакустической системы на оси, чаще всего сильно искажают угловые АЧХ этих систем, что соответственно ухудшает воспринимаемое качество звука.

Поэтому применять электронную эквализацию можно только контролируя характер зависимости изменения характеристики направленности от изменения частоты для данной системы. Кроме этого, выравнивая АЧХ можно ухудшить фазовые соотношения и, следовательно, временную структуру сигнала, что также может иметь нежелательные последствия. Наконец, более менее приемлемое выравнивание характеристик в низкочастотном диапазоне, где по сути сильнее всего сказываются резонансы помещения, возможно лишь при помощи специализированных адаптивных цифровых процессоров, которые могут корректировать и амплитуду и временную структуру сигнала (фазу). Но в этом случае, звуковой сигнал претерпевает дополнительную двойную конвертацию из аналогового сигнала в цифровой и обратно, со всеми вытекающими из этого последствиями.

По всей видимости, такой вариант вряд ли устроит потребителя, предпочитающего чистое аналоговое звучание. Иногда сие положение немного спасает наличие в некоторых подобных процессорах цифрового входа, но совсем не намного. Во-первых, потому что снять нужного формата сигнал возможно далеко не с каждого цифрового источника, во-вторых, потому что подобные адаптивные цифровые процессоры не призваны к совместной работе с мультиформатными и многоканальными процессорами, в-третьих, в случае использования чисто аналоговых источников звука, цифровой конвертации звука не избежать. В силу этих причин возникает много вопросов: скажем, вопрос рентабельности покупки прецизионного проигрывателя виниловых пластинок.

Ведь в этом случае, в таком приобретении теряется здравый смысл, если впоследствии, в тракте звуковоспроизведения его своеобразное аналоговое звучание будет подвергнуто двойной цифровой конвертации. Рентабельности покупать CD проигрыватель высшего качества в этом случае тоже не будет, так как его прецизионные цифроаналоговый преобразователь и аналоговый фильтр будут перекрыты качеством и разрешающей способностью ЦАПа процессора, как в случае подключения аналоговым способом, так и в случае подключения цифровым кабелем. Кроме того, большая часть подобных процессоров имеет всего только один цифровой вход и ни одного органа управления общей громкостью,- и это вполне логично; из чего следует, что, скорее всего, цифровым входом воспользоваться просто не получится и вследствие чего, двойной цифровой конвертации аудиосигнала избежать не удастся.

По этой причине, в рядовом домашнем использовании  применять подобные устройства обработки звука было бы верхом беспечности. Другими словами,  по ряду причин,  природную  естественность  хорошей архитектурной акустики  тяжело заменить искусственным вмешательством посредством электроники.  Необдуманные заявления некоторых инженеров о том, что  многие проблемы акустики  возможно  исправить вращением  ручек приборов,  зачастую говорят лишь об  очень поверхностном понимании  этими инженерами волновой природы звука, или об отсутствии у них  необходимого для этой работы слуха.

Хотя, справедливости ради, надо отметить, что в некоторых случаях подобное вмешательство все же требуется:

Во-первых, по ряду причин, в профессиональной практике: в работе на публичных объектах, где подобное оборудование используется совместно с цифровыми консолями управления и микшерными пультами, и где в силу особенностей звукоинженерной работы, эти приборы бывают вообще незаменимы, а «пуристические» требования заказчиков к качеству воспроизводимого звука, как не смешно, менее категоричны.

Во-вторых, по причине того, что иногда нет физической возможности исправить дефект акустики помещения архитектурно: к примеру, когда данное помещение имеет некие свои архитектурные особенности, которые необходимо сохранить, или если помещение уже полностью отделано и у заказчика банально нет желания что-либо еще в нем переделывать. В этом случае, с точки зрения некоторых заказчиков, применение устройств электронной обработки звука является меньшим «злом».

Но прежде всего, дОлжно понимать, что только некоторые акустические параметры можно скорректировать дополнительными электронными компонентами, и потом, подобные решения могут быть лишь приближены к природным параметрам правильно рассчитанной и правильно выполненной архитектурной акустики, и являются своего рода суррогатными способами хоть как-то смягчить архитектурно-акустическое уродство неправильно спланированной акустики.

По этим причинам, всегда разумнее задумываться над подобными вопросами еще на этапе строительства или ремонта. Также как и о заблаговременной прокладке кабельной продукции под аудио-визуальное оборудование и электроакустические системы. Чтобы после завершения ремонтных работ никого не раздражали торчащие повсюду кабели, а инсталлированное звуковоспроизводящее аудио и видео оборудование вписывалось в интерьер как единый архитектурный ансамбль и доставляло его обладателям истинное удовольствие.

ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ И ТИШИНА КАК ИСТОЧНИКИ ЗДОРОВЬЯ И КАК СРЕДСТВО, ПОЗВОЛЯЮЩЕЕ ДОСТИГНУТЬ КАЧЕСТВЕННОГО ЗВУКА ЗА СЧЕТ УВЕЛИЧЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА (шумоизоляция)

Под собственным комфортом мы подразумеваем тишину. Тишину как для собственного отдыха, так и для более комфортного прослушивания любимых фонограмм.

Мы думаем, что некоторые из Вас уже не раз отмечали, что при прослушивании любимых фонограмм поздним вечером и ночью создается впечатление, что многие фонограммы звучат значительно качественнее, чем в другое время суток. Связано это в первую очередь с тем, что в вечернее и ночное время уровень городского шума, к которому мы привыкаем и не замечаем, но который на самом деле вносит свою долю в звучание фонограммы, становится существенно ниже. Субъективно, мы чаще всего не слышим конкретного шума, так как наш мозг привыкает к нему и перестает акцентировать на нем внимание, чтобы избавить себя от ненужных подробностей и переутомления; посему, почувствовать разницу между реальной тишиной и замаскированным мозгом шумом, мы можем лишь молниеносно переместившись в звукоизолированную безэховую камеру. Но, несмотря на то, что мы привыкаем к этому шуму и перестаем реагировать на него, он довольно заметно поглощает множество интересных деталей в звучащих фонограммах, по сути изменяя их динамический диапазон: так как с точки зрения акустики, из-за малого отношения сигнал/шум в физическом его проявлении, субъективно существенно снижается динамический диапазон воспроизводимого звука. Говоря простыми словами, мы перестаем улавливать тончайшие нюансы в прослушиваемой фонограмме и субъективно оцениваем звуковую картину как неясную, с плохой разрешающей способностью, с малой глубиной сцены и пр. Словно на нашу воспроизводящую систему натянули полиэтиленовую пленку. Другими словами, в звуковой картине пропадает жизнь и, как следствие, переживаемые нами эмоции. Наш мозг и душа становятся безучастными и перестают реагировать и отзываться на призывы исполнителей.

Второй причиной лучшего звучания в вечернее время является меньшее количество помех от промышленного оборудования в питающей электросети. Но не всегда. Не всегда по причине того, что и современное бытовое электронное оборудование тоже вносит свои помехи в нашу электросеть. Это происходит по причине того, что в последнее время все больше и больше электронного оборудования комплектуется импульсными блоками питания, энергосберегающими лампами и прочей широтно-импульсной техникой. Подобного рода оборудование в ряде случаев выбрасывает в питающую сеть токи высоких гармоник. Это иногда приводит не только к искажениям и шумам в звуковом оборудовании, но бывает даже и к выходу из строя самого звуковоспроизводящего оборудования.

Не во всех случаях мы улавливаем эти помехи своей слуховой системой в отдельности, но они вносят искажения в тончайшие нюансы фонограмм в процессе усиления звука.

Что касаемо комфорта окружающих Вас людей, то, думается, многим понятно, что если вы захотите послушать музыку с хорошим динамическим диапазоном или посмотреть довольно динамичный фильм вечером, то не все окружающие Вас люди будут рады Вашему решению. Возможно, что соседи, в это время укладывающие спать своего малыша, будут категорически против такого решения. В этом случае, дискомфорт соседей перерастет в Ваш личный дискомфорт. А если и Вашим малышам уже пора ложиться спать, то это может вызвать недовольство уже со стороны и Ваших членов семьи, что вряд ли добавит Вам приятных впечатлений от прослушивания любимых фонограмм.

Все вышеописанное, кроме шумов в электросети (от которых, кстати, тоже возможно избавиться), решается грамотно спроектированной звукоизоляцией. Используя нашу проектную документацию, Ваша строительная бригада с легкостью сможет осуществить все необходимые строительные работы по звукоизоляции нужного Вам помещения.

Безусловно, в определенных случаях можно послушать любимую фонограмму и в наушниках, но многие опытные практики знают, что даже самые лучшие наушники не заменят колебаний частиц в среде нужного объема, выражаясь проще, ввиду физической природы звука, прослушивание фонограмм в наушниках, с одной стороны, не даст физического ощущения звука телом, влияние которого присутствует в субъективной оценке мозгом звуковых образов, так как ушные раковины, голова и торс выполняют роль дифракционного фильтра; с другой стороны, если запись создавалась неспециализированно для ее бинаурального прослушивания в головных телефонах, то наушники не раскроют в должной мере задуманной режиссером сцены и звукового образа. Это связано с тем, что при прослушивании звуковых материалов через головные телефоны, ушные раковины оказываются прижатыми к голове. В силу того, что такое положение для анализа звука мозгом является по природе неестественным, слушатель утрачивает способность фиксировать локализацию источника в пространстве, в результате чего у него создается ощущение латерализации – ощущение того, что источник звука перемещается прямо внутрь головы. Кроме того, в реальной жизни звук не бывает сухо прямым, – он диффузный, то есть состоящий из прямого и отраженного звука. Именно это физическое явление и позволяет нам получить пространственное представление об источнике звука, что учитывается при создании фонограмм в студиях звукозаписи. Как Вы понимаете, получить подобный физический эффект в наушниках трудновато. Приятное физическое восприятие звука телом, равно как и задуманная звукорежиссером глубина звуковой сцены при прослушивании фонограмм в головных телефонах станут недоступными, так как это напрямую связано с неотъемлемой частью звуковоспроизведения – архитектурной акустикой помещения, с особенностями работы нашего мозга и строением нашего тела.

Естественно, все вышесказанное не отменяет использование наушников вовсе, так как они в ряде случаев являются единственной качественно разумной альтернативой, и в некоторых моментах просто незаменимы. Кроме того, в настоящее время существуют специализированные цифровые процессоры, которые производят предварительную обработку и фильтрацию звуковых сигналов для воспроизведения звука в головных телефонах, аналогично тому, как это делают ушная раковина, отражения от плеч, торса и пр. Что позволяет «выносить» звуковой образ из головы, и избавить мозг от излишнего переутомления. И все же, эти процессоры не заменяют природной естественности акустического образа, сформированного в комнате прослушивания с хорошо устроенной архитектурной акустикой.

Кроме того,  в случаях сбора гостей и др. ситуаций, требующих не только воспроизведения подлинной звуковой картины, но и коллективного прослушивания фонограмм или просмотра фильмов, головные телефоны, как правило,  никого не спасают. Либо для таких случаев придется обзавестись не только специализированным процессором, но и как минимум  качественными линейными сплитерами  и дюжиной усилителей для головных телефонов. Реализация этого  в  жизни  представляется маловероятной. На практике, никто не озадачивается комплектацией головных телефонов и оборудованием  даже в количестве, необходимом для членов своей собственной семьи.

Но отвлечемся на время от прослушивания звуковых программ.  Необходимость сделать звукоизоляцию помещения возникает не только по вышеописанным причинам, но и для того,  чтобы, к примеру, отделить спальню родителей от спальни детей  или от  гостевой; или для того, чтобы соседи не тревожили Ваших детей своей жизнедеятельностью,  или строители соседей не будили Вас  или Ваших  малышей во время дневного сна и пр.

Кроме того,  было отмечено многими специалистами,  что жизнь в звукоизолированном помещении намного комфортнее, чем в стандартном. Так как физическое состояние человека сильно  зависит от того, насколько хорошо ему удается отдохнуть. Как было отмечено многими медиками, шум является наиболее раздражающим и утомляющим  фактором  для нашей нервной системы, особенно в отношении малолетних детей.  И даже если мы к нему привыкаем, то это не означает, что его влияние  в этом случае меньше сказывается на нашем  отдыхе  и,  как следствие, на здоровье. Некоторые заботливые  родители  порой пребывают в серьезном поиске причин переутомляемости  своих детей. Между тем, мало кто из них знает, что часто среди  скрытых причин,  вызывающих подобное недомогание, немалая доля падает на «скрытый» шум, к которому мы привыкаем, но который действует на нашу нервную систему (а  впоследствии и на эндокринную и иммунную системы)  не меньше, чем явления цитопаразитарной природы. Именно по этой причине, для домов отдыха и санаториев, в принятых ГОСТах прописаны жесткие нормы и требования по уровню шума.

Конечно, существенно отличается шумовая  картина во многих загородных строительствах, но, к сожалению, не всегда. В любом случае,  даже в загородном строительстве разумно позаботиться о звукоизоляции комнаты прослушивания звуковых фонограмм, с целью ограждения своей же семьи от лишнего источника шума: ведь за пределами этой комнаты  звук будет  уже не так гармоничен  и, в силу особенностей его распространения, будет походить больше на шум, чем на звук, а шум всегда вызывает только раздражение. Кроме того, уровень болевого порога шума (негармоничного источника звука) значительно чувствительнее болевого порога звука (гармоничного источника звука).

В этом случае, будет более перспективно задаться этими вопросами еще на этапе проектирования, строительства или ремонта Вашего жилища.

При желании достигнуть более комфортного уровня своего жилища, Вы можете обратиться в нашу организацию за акустическим проектом, по чертежам которого, Ваш строительный подряд спокойно произведет все необходимые для этого работы.

Если у заказчиков возникнет необходимость в приобретении специализированных акустических материалов, наша организация может помочь Вашим строительным подрядам технической поддержкой, предоставив Вам все необходимые контакты фирм, в которых Вы сможете свободно приобрести специализированные акустические материалы. В любом случае, все используемые нами в расчетах и в проектной документации материалы свободно доступны в строительной практике, и в большинстве случаев не являются дефицитом.

Важно отметить, что в каждом конкретном случае не столько сами материалы играют роль в акустической обработке и звукоизоляции, сколько правильно рассчитанный и собранный конструктив из этих материалов. Нельзя просто взять какой-то специализированный акустический материал и тупо обработать им поверхности комнаты – это все равно, что глухонемому от природы человеку дать настроить фортепиано «на глаз». Как Вы понимаете, звучать такое фортепиано не будет. Аналогичная картина происходит с акустическим оформлением и звукоизоляцией: можно потратить много денежных средств: к примеру, по веянью моды обработать стены комнаты прослушивания пробковым деревом или применить другие специализированные звукопоглотительные материалы, но при этом не получить никакого приемлемого результата; а можно вписаться во вполне умеренную смету и получить великолепный результат. Тут каждый случай абсолютно индивидуален и требует своей настройки на нужный лад.

Представителям заказчиков и их посредникам (архитекторам, дизайнерам, прорабам) хорошо известны факты, когда довольно серьезно раскрученные фирмы, которые помимо продажи техники и предоставления услуг по ее установке, оказывают также услуги и по вопросам архитектурной акустики, на самом деле, пользуясь субподрядами других фирм. В ряде случаев, это нормальная мировая практика, ведь если проект делают профессионалы, то клиент получит желаемое качество выполняемых работ. Но стоит помнить о том, что из-за длинной цепочки посредников, порой полностью отсутствует так называемый «архитектурный контроль», и иногда возникает эффект «испорченного телефона». В силу этого, представителям заказчика, выполняющим роль посредников и контролеров, мы настоятельно рекомендуем со всем усердием взять на карандаш момент архитектурного надзора над звукооформлением специально ориентированных по этому профилю комнат.

Так как далеко не всегда пользователь имеет возможность самостоятельно сделать какие-либо серьезные измерения и расчет архитектурной акустики своей комнаты прослушивания или другого помещения, предназначенного для этих целей, мы настоятельно рекомендуем Вам воспользоваться консультацией специалистов, хотя бы для того, чтобы по возможности свести на нет все имеющиеся архитектурные недочеты: как минимум, путем правильного выбора наиболее подходящих Вашему помещению компонентов, главным образом электроакустических систем, и правильного расположения этих компонентов именно в Вашем помещении.

Ведь очевидно явствует, что электроакустика и архитектурная акустика помещения – это два неразрывно связанных компонента одной составляющей – звука.

Читать дальше >>

Антон Юлин (Albus Pro ltd.)
Юлина Юлия (Albus Pro ltd.)

Все права защищены. Никакая часть настоящего текста не может быть воспроизведена или передана в какой бы то ни было форме и какими то ни было средствами, будь то электронные или механические, включая фотокопирование и запись на магнитных носителях, а также размещение в Интернете, если на то нет письменного разрешения авторов текста.


0 комментариев

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *