Звукоизоляция и звукопоглощение

Основной способ борьбы с воздушным шумом – улучшение звукоизоляции. Посмотрим, от чего зависит звукоизоляция стальной панели без дополнительных звукопоглощающих материалов. Соответствующий график приведен на рисунке (сплошная линия – " голая" пластина, штриховая – оклеенная вибропоглощающим материалом).

На нем явно видно несколько областей. В первой области звукоизоляция определяется жесткостью пластины: чем она больше, тем левее будет ее граница и, соответственно, лучше звукоизоляция на низких частотах. Вторая область – так называемая " область резонансов", в которой звукоизоляция заметно падает. В эту область попадают частоты примерно до 500 Гц. Видно, что вибропоглощающий материал значительно улучшает звукоизоляцию в этой зоне. В третьей области звукоизоляция определяется инерционностью пластины, тут действует " закон массы". Он формулируется очень просто: звукоизоляция увеличивается вдвое (на 6 дБ) при удвоении частоты или удвоении поверхностной массы (т. е. толщины пластины). Приблизительно звукоизоляцию в этой области можно рассчитать по формуле:

В четвертой зоне звукоизоляция падает из-за так называемого " эффекта совпадений" (подробнее на нем останавливаться не буду – достаточно знать, что такой эффект есть). Для стенки системного блока четвертая зона начинается примерно с 12 кГц, поэтому особого значения не имеет – в спектре шума таких частот практически нет.

Звукоизоляция даже " голого" стального листа толщиной 1 мм немаленькая – на частоте 500 Гц она уже равна 27 дБ (то есть стенка снижает звуковое давление в 20 раз), а с ростом частоты она еще увеличивается по " закону массы". Иными словами, меньше 3 процентов звуковой энергии проходят сквозь стенку, а остальные 97 процентов отражаются назад (звукопоглощение у стали практически нулевое). В результате звуковая волна многократно отражается от стенок корпуса, повышая звуковое давление на 10 дБ по сравнению с гипотетической ситуацией, когда отраженная волна отсутствует вовсе.

Поскольку невозможно оклеить всю поверхность корпуса (включая материнскую плату и т.п.), вдобавок шумопоглощение пористых материалов отнюдь не 100%, в реальности эффект от оклеивания корпуса изнутри пористыми звукопоглощающими материалами (поролон, войлок) будет не выше 3-4 дБ. Такие материалы хорошо гасят высокочастотные звуки, хуже среднечастотные и практически бесполезны на низкой частоте (см. таблицу).

Шумопоглощение, %

Важно, чтобы поры были открытыми, т.е. сообщались между собой, как в губке – тогда звуковая волна " гоняет" воздух по порам, теряя при этом свою энергию. Если поры закрытые, как в пенополиэтилене или пенопласте, звукопоглощающие свойства будут намного хуже – в каждом пузырьке воздух, упруго сжимаясь, " отфутболивает" звуковую волну назад.

Максимальная прибавка к звукоизоляции получается в том случае, если пористый материал расположен между двумя тяжелыми стенками: из-за многократного отражения от стенок эффективность пористого слоя увеличивается в десятки раз. Для этого достаточно наклеить на стенку штатную автомобильную шумоизоляцию или сделать такой " бутерброд" самостоятельно из войлока и листа плотного картона, оргалита, пластика и т.п. Если же спектр средне- или низкочастоный (шум большинства вентиляторов), более эффективным средством будет наклеивание на всю поверхность стенки плотного вибропоглощающего материала (заодно это и структурный шум снизит).

Надо иметь в виду, что вентиляционные отверстия в стенке (передней или боковой) заметно снижают звукоизоляцию, особенно на средних и высоких частотах. Иногда есть смысл их заклеить (разумеется, не скотчем, а чем-то посерьезнее), а забор воздуха организовать со стороны задней стенки через снятые заглушки слотов расширения. К воздуховоду, подводящему воздух к процессорному кулеру, это не относится (почему вредно заклеивать эту " дыру", будет сказано ниже).