MuzBar.ru feedback на платформе
Войти

Домашние студии звукозаписи. Часть 5. Архитектурная акустика

18.09.2011

В прошлых статьях мы узнали, как оградить нашу студию от посторонних звуков, также были приведены возможные конструкции студийных окон и дверей, и определены задачи, решение которых необходимо для обеспечения вентиляции и кондиционирования внутри студийных помещений, то есть немного изучили строительную акустику.

А сегодня я хочу рассказать об акустике непосредственно внутри нашего помещения: почему в одних помещениях музыка звучит мощно, громко и чётко,  в других превращается в неразборчивую кашу, а в третьих звучит хоть и разборчиво, но вяло и неинтересно. Для начала уясним, что такое архитектурная акустика, и с помощью каких теорий она описывается.

Архитектурная акустика – это раздел прикладной акустики, изучающий:

  1. распространение звуковых волн в помещении;
  2. отражение и поглощение их ограждающими конструкциями;
  3. влияние отраженных волн на слышимость речи и музыки. 

Соответственно, существует целых три теории, описывающих процессы, происходящие при распространении звуковых волн внутри помещений, это:

  1. геометрическая теория
  2. статистическая теория
  3. волновая теория.

1. Геометрическая теория одна из самых древних, с её помощью были построены ещё греческие и римские амфитеатры, она основана на законах геометрической оптики, то есть распространение звуковых волн рассматривается аналогично распространению световых лучей: угол падения равен углу отражения, вогнутая поверхность фокусирует звук, выгнутая – рассеивает, гладкая поверхность отражает звук, как зеркало, шероховатая – рассеивает, наподобие матового стекла. Однако применение этой теории на практике ограничено весьма важным условием: размеры преграды должны быть многократно больше длины звуковой волны. Например для частоты 340Гц длина  волны будет около 1 метра, соответственно, чтобы её «отразить» размер преграды должен быть больше 10 метров, а таких размеров в «малой студии», понятно, быть не может. На низких частотах эти размеры ещё больше. Поэтому геометрическая теория применяется в настоящее время в основном для проектирования больших концертных залов. Однако, и для нас она всё-таки не бесполезна: с её помощью мы можем рассчитать время прихода первых отражений, просто измерив длину отраженного полом, стенами и потолком «луча», исходящего из источника звука. А также уменьшить их энергию, разместив в местах   отражения звукопоглощающий материал. Причём сделать это можно с помощью зеркала: двигая его вдоль стены, со своего рабочего места вы в определённой точке положения зеркала увидите в нём  мониторы, вот эту точку и нужно заглушить, если  первые отражения вам мешают. Однако, это правило действует только для средних частот, но об этом ниже.

2. Статистическая теория,  заключается  в рассмотрении процессов, возникающих в помещении, после выключения источника звука, как запаздывание многократно отраженных волн, и их постепенное ослабление в результате поглощения энергии волн преградами. Таким образом, с помощью статистической теории можно рассчитать время реверберации, и её спектральный состав, зная геометрические размеры помещения, и акустические характеристики ограждающих поверхностей.  Однако и статистическая теория имеет ограничения. Рассмотрим сначала процессы, возникающие в помещении с источником звука, смотрим на рисунок

Первым в точку приема, где находятся уши слушателя или микрофон, приходит по пути 1 прямой звук, затем по пути 2 и 3 звуки, отраженные от ближайших к источнику поверхностей, далее звуки по пути 4, отраженные от удаленных поверхностей, и претерпевшие двукратные, трёхкратные и т.д. отражения. Помещение начинает «звучать» совместно с инструментом.

Кстати, это очень важно для правильного звука. Дело в том, что отражения, приходящие к слушателю или микрофону с разных сторон, с определённой задержкой и спектральным составом, и создают то самое ощущение глубины и пространственности звука. Если вы «переглушите» помещение, то звук в нём будет сухой и неинтересный, тембры акустических инструментов будут малоузнаваемыми, к тому же, в случае концертного зала, или репетиционной «точки», вы значительно потеряете в громкости звучания инструментов, или акустических систем, вплоть до 9 дБ. Если же наоборот, время реверберации будет слишком большим, то следующая нота будет «наезжать» на предыдущую, ударные инструменты звучать с явным эхом, и музыка превратится в трудноразличимую кашу.

После прекращения звучания источника начинается процесс затухания колебаний. Сначала в точку приема приходят сравнительно редкие начальные отражения. Далее плотность запаздывающих импульсов увеличивается, а их энергия постепенно спадает. Собственно, именно этим спадающим «хвостом» и занимается статистическая теория. Однако, для расчетов принимаются некоторые допущения, в частности считается, что распределение амплитуд и фаз акустических волн носит хаотический характер (что далеко не так), из чего следует, что средняя плотность звукового поля во всех точках помещения одинакова (таковое поле называется диффузным), что тоже невозможно.

Например, в помещении размером 3 на 4 и на 5 метра возникнут т.н. «моды» - «стоячие» волны с частотами 57,  42,5, и 34 Гц (340/2/L, где 340 - скорость звука, а L – измерение комнаты), которые нарушат равномерность звукового поля, и создадут амплитудные «всплески» (резонансы) на этих, и кратным им высших частотах. Таким образом, применение статистической теории также ограничено, её можно применять только для тех частот, где модальные «всплески» сливаются друг с другом, и мало влияют на диффузность звукового поля.

Эта частота зависит от объема помещения, и его  геометрической формы, и ориентировочно вычисляется по формуле: 

f = K ( RT60 / V )1/2 (Гц),

где RT60 – это коэффициент реверберации, равный (в секундах) времени, за которое звуковое давление падает на 60дБ, V – объём помещения, а К – экспериментально полученный коэффициент, равен 1890 по одним данным, и 2000 по другим. 

Вот как раз выше этой частоты, называемой частотой Шрёдера, действует статистическая теория, причём, для частоты в 4 раза большей частоты Шрёдера можно уже применять и законы геометрической акустики. А область частот «вниз» от частоты Шрёдера, до частоты также приблизительно определяемой формулой:

f=340/2L (Гц),

где 340-скорость звука (м/с), а L-максимальный размер комнаты (м), называется «резонансной», и в ней применяют третью акустическую теорию.

3. Волновая теория. Данная теория рассматривает процессы, происходящие внутри помещения, как  постепенно затухающие сложные резонансы самого помещения (плюс воздух в нём, конечно), где помещение рассматривается, как объёмный резонатор.  Данная теория применяется для расчета мод помещения, а также для выбора оптимальных пропорций помещения, в котором моды были бы распределены наилучшим для слуха образом. Также с помощью волновой теории рассчитываются методы борьбы с модами – резонаторы Гельмгольца, панельные поглотители, и пр.

Таким образом, мы узнали сегодня о теориях, с помощью которых можно рассчитать акустические характеристики нашей студии. Вот о том, какими они должны быть, а также об устройствах,  позволяющих осуществить акустическую коррекцию помещения, мы и поговорим в следующий раз. 

Дмитрий Розе
RP-STUDIO

Читайте также:

Домашние студии звукозаписи:
акустическое оформление и звукоизоляция.
Часть 1

Домашние студии звукозаписи:
акустическое оформление и звукоизоляция.
Часть 2

Домашние студии звукозаписи:
акустическое оформление и звукоизоляция.
Часть 3. О герметичности

Домашние студии звукозаписи.
Часть 4. О студийной вентиляции

Купить Звуковое оборудование,Микрофоны, мегафоны, радиосистемы, наушники,Микрофоны,Радиосистемы,Микшерные пульты,Зонные микшеры,Активные микшеры,Аналоговые микшеры,Цифровые микшеры,Акустические системы,Мониторы,Активные акустические системы,Пассивные акустические системы,Мультимедиа и MIDI,MIDI-контроллеры,Звуковые карты,Усилители мощности и кроссоверы,Усилители,Кроссоверы,Приборы обработки звука,Процессоры эффектов,Эквалайзеры,Наушники,Прочее звуковое оборудование,Рекордеры, портостудии,Софт
Объявлений: (3212)
Фото Описание
BEYERDYNAMIC DT 990 Pro
Наушники
BEYERDYNAMIC DT 990 Pro
Год выпуска: 2017

Россия. Москва
Опубликовано: 17.10.2017
Behringer X32 rack
Цифровые микшеры
Behringer X32 rack
Россия. Челябинск
Опубликовано: 08.10.2017
Pioneer VSX-S300-k
Усилители
Pioneer VSX-S300-k
Год выпуска: 2016

Россия. Тверь
Опубликовано: 03.10.2017
Pioneer DJM400
Цифровые микшеры
Pioneer DJM400
Год выпуска: 2011
Россия. Москва
Опубликовано: 01.10.2017
Shure PGX4
Радиосистемы
Shure PGX4
Россия. Санкт-Петербург
Опубликовано: 20.09.2017
Allen Heath GL2400-24
Аналоговые микшеры
Allen Heath GL2400-24
Год выпуска: 2013
Россия. Москва
Опубликовано: 06.09.2017
Behringer Truth B1030A
Мониторы
Behringer Truth B1030A
Россия. Санкт-Петербург
Опубликовано: 31.08.2017
KRK  RP5G3
Мониторы
KRK RP5G3
Год выпуска: 2016

Россия. Москва
Опубликовано: 10.08.2017
DPA D:Facto II
Микрофоны
DPA D:Facto II

Россия. Москва
Опубликовано: 07.08.2017
Pioneer cdj-850k + djm-700k
Цифровые микшеры
Pioneer cdj-850k + djm-700k
Год выпуска: 2013
Россия. Северодвинск
Опубликовано: 01.08.2017
соединитель:Аудио разъем/ Разъем питания/ Разъемы XLR/ Прямой или сварочный терминал/ Съемные клеммные/ Spring Terminal/ Большой ток терминал SUN RISE SVP555A
Прочее звуковое оборудование
соединитель:Аудио разъем/ Разъем питания/ Разъемы XLR/ Прямой или сварочный терминал/ Съемные клеммные/ Spring Terminal/ Большой ток терминал SUN RISE SVP555A
Год выпуска: 2017

Россия. Москва
Опубликовано: 31.07.2017
SUN RISE SCP555A
Радиосистемы
SUN RISE SCP555A
Год выпуска: 2017

Россия. Москва
Опубликовано: 27.07.2017
Эл.Лампы EL34 Marshall (Светлана)
Прочее звуковое оборудование
Эл.Лампы EL34 Marshall (Светлана)
Россия. Москва
Опубликовано: 26.07.2017
DOD 231 Series II
Эквалайзеры
DOD 231 Series II
Россия. Ростов-на-Дону
Опубликовано: 22.07.2017
процессор эффектов  Lexicon MX300
Процессоры эффектов
процессор эффектов Lexicon MX300
Россия. Ростов-на-Дону
Опубликовано: 22.07.2017
Allen Heath GL 2400 16
Аналоговые микшеры
Allen Heath GL 2400 16
Россия. Ростов-на-Дону
Опубликовано: 22.07.2017
AKG C2000
Микрофоны
AKG C2000
Год выпуска: 2014

Россия. Москва
Опубликовано: 19.07.2017
Vestax PMC 05 Pro 3
Аналоговые микшеры
Vestax PMC 05 Pro 3
Россия. Таганрог
Опубликовано: 11.07.2017
JBL MP410 MPro
Пассивные акустические системы
JBL MP410 MPro
Россия. Санкт-Петербург
Опубликовано: 29.06.2017
M-Audio MIDISPORT 2x2
MIDI-контроллеры
M-Audio MIDISPORT 2x2
Россия. Санкт-Петербург
Опубликовано: 29.06.2017

Оставить комментарий

Сейчас в базе:
Объявлений: 8787
Магазинов: 357
Реп. баз: 313
Студий: 307
Преподавателей: 201
Прокатных фирм: 70
Ремонтных фирм: 76
В помощь начинающим

"В помощь начинающим"
смотреть все

Описание моделей

"Описание моделей"
смотреть все

Обзоры

"Обзоры"
смотреть все

Интервью

"Интервью"
смотреть все

Новости

все новости

Cегодня в клубах
20.00 «Грибоедов» JAZZ JAM + JAZZ BAR.
БЛАГОТВОРИТЕЛЬНЫЙ ФЕСТИВАЛЬ "ДОБРЫЙ РОК"
Урбан
19.00 «Эхо Любимовки» Читки современных пьес петербургских драматургов
Twelve Foot Ninja
ШОУ «ROCK + OPERA» (РОК-ПРОЕКТ ORION)
OPEN MIC - free enter
ВИКТОР ЗИНЧУК
AFTER MIDNIGHT
ТЕАТР DEREVO. СИЛА ТОКА. СПЕКТАКЛЬ
21.30 - ДЖАЗ-КВАРТЕТ МИХАИЛА КОСТЮШКИНА /SAX/
iRust - PARTY (autumn-17)
Fog Star
Вечер памяти Максима Кузеванова - donation
Псой Короленко
BANG BANG POETRY
Robusta Project.
У вас не введён E-mail

Пожалуйста заполните это поле. Электронный адрес требуется для получения уведомлений о комментариях, в качестве Вашей контактной информации, а также для Вашей авторизации, в случае если вы забыли пароль или другие методы авторизации будут недоступны.