Резонансные однослойные и многослойные звукопоглощающие перфорированные конструкции без слоя и со слоем пористого поглотителя. Резонаторы Гельмгольца.

Перфорированные (дырчатые) звукопоглощающие конструкции состоят из следующих элементов:
1- перфорированного листа-экрана (сталь, аллюминий, пластик и т.д.)
2-защитно-фрикционного слоя с внутренней стороны перфорированного экрана (стеклоткань, ситец, бязь и т.д). Этот слой увеличивает потери звуковой энергии в звукопоглощающей конструкции.
3-слоя пористого звукопоглотителя или без него

4-каркаса

Механизм звукопоглощения таких перфорированных конструкций основан на использовании акустических свойств резонаторов Гельмгольца

V_р-объем резонатора

l - длина горловины

R –радиус горловины

S – площадь поперечного сечения горловины

Резонатор зазвучит или отзовется, если частота колебания воздуха в горловине будет достаточно близка к собственной резонансной частоте колебаний резонатора (сосуда)

Собственная частота резонатора (f_о)

Резонаторы подобного вида применяются в древнерусской арх-ре соборов Новгорода и Пскова. Замуровывались в стены и своды глиняные сосуды, которые назывались голосняки.

Они служили для усиления звучания хора, речи, т.к. они увеличивали время ревербер помещения. Сосуды-резонаторы имели разные размеры и обладали различными собственными частотами.

Резонатор могли быть и поглотителем звуковой энергии, если в горловине расположить звукопоглощающий материал.

Резонаторы становятся активными поглотителями звуковой энергии, если в горловине разместить слой пористого звукопоглотителя (ситец, вязь) или если горловина малого сечения и большой длины.

Несколько слоев с отверстиями разного диаметра становятся широкополосными звукопоглотителями.

Перфорированные звукопоглощающие конструкции со слоем пористого или волокнисто-пористого поглотителя применяется для увеличения эффективности звукопоглощения или усиления частотного диапазона.

21. Явление эхо. Гулкое эхо. Порхающее эхо. «Ползучесть» звука. Шепотная галерея. Устранение нежелательных акустических явлений.

Эхо возникает при твердых и гладких поверхностях потолка и стен и очень мало звукопоглощающих или совсем не звукопоглощающих поверхностях.

1- Эхо обычное - возникает в случае, когда неослабленный импульс звука в результате отражений чаще многократных, приходит к зрителю за время превышающее критический интервал.

в точку приходит 2-х кратное отражениеие от т.А₁ и А₂

(рис. трехкратное отражение)

Если Δ t> t_крит, то ухо человека сначала услышит прямой звук, а потом повторит его отражённый (чаще многократный звук) такое явление называется эхо (вредное для зала).

2 - Гулкое или звучное эхо может возникнуть при крутых амфитеатров с жесткими креслами от прямых углов зала.

3 - Резкое эхо может возникнуть при купольном или сводчатом решении потолка зала

В(·)А отраженный звук значительно сильнее прямого, что создает неприятно воспринимаемое ухом резкое эхо.

4 - Порхающее эхо может возникнуть в случаях:

а) когда звуковая волна в результате отражений проходит через данную точку несколько раз

Звук от ИЗ в т.А после спектрального отражения возвращается в т.А, создавая неблагоприятное фокусирование -пархающее эхо.

б). Флаттер – эффект может возникнуть между параллельными стенами 1или 2.

В узел отраженные звуковые волны приходят в фазе, происходит усиление звука. В ПУЧНОСТЬ отраженные звуковые волны приходят в противофазе, происходит ослабление звука.

После того как обе отраженные волны пройдут путь 2а+2в и придут в т.А в фазе, то появляется значительное усиление звука, а если придут в противофазе, то происходит ослабление звука и тогда возникает пархающее эхо.

В т.А источника звука резкий отрывистый звук например короткий удар в ладоши будет услышан как последовательная серия импульса. Множество отражений будут приходить в т.А с одним и тем же временным интервалом- последовательная серия импульсов

Концентрированное отражение звука, которое следует друг за другом даже со временным интервалом меньше 50 мс - воспринимается как порхающее эхо.

Устранение порхающего эха

1.Изменение формы поперечного и продольного сечения поверхности зала

2. Избегать больших параллельных плоскостей квадратной и прямоугольной формы зала

3. Обработка поверхностей звукопоглощающими материалами

4. Расчленение поверхностей

5 - «Ползучесть» звука (шепотная галерея)

Отражение звуковой волны не попадают к слушателям в т.А и Б, а двидутся по контуру зала (ползучесть звука).

Примеры: Великая Китайская стена, Храм Св. Павла в Лондоне, Голливудская чаша, Купол Морского собора в Кронштадте.