В современных условиях помещение студии звукозаписи (репетиционной базы) довольно часто находится в одном здании с другими помещениями, например жилыми, и поэтому одной из задач, поставленных при создании студии является снижение уровня шума, проникающего за пределы студийного помещения. Следует заметить, что самым действенным способом снижение проникающего шума является уменьшение уровня звукового давления источников звука. Однако простое снижение уровня не подходит в данном случае.
Рассмотрим ряд мер, позволяющих снизить уровень звукового давления, не уменьшая в значительной степени громкость источников. Как известно, два звука с одинаковой интенсивностью, но разной частотой, человечек воспринимает с разной громкостью. Разница между уровнем звукового давления и громкостью, воспринимаемой человек, показана на кривых равной громкости (рис. 1)
Как видно из графиков, наибольшее различие происходит в области низких частот. Среди всех источников в студии, наибольший вклад в данную область оказывают ударная установка и бас-гитара (либо синтезатор, выполняющий её функции). В случае ударной установки снижение уровня звукового давления достигается использованием поролона для глушения басового барабана (бочки), использование специальных демпферов для остальных барабанов.
В случае бас-гитары стоит учитывать, что основной диапазон данного инструмента находится в области нижней середины (200-2000 Гц), поэтому возможно уменьшение уровня звукового давления в области до 200 Гц, для данной задачи используется эквалайзер (встроенный в усилитель, или внешний). Кроме того необходимо принимать во внимание, что громкость человек воспринимает не по амплитудному значению, а по среднеквадратическому (RMS). Данная особенность слуха позволяет нам применять компрессор снижения амплитуды, без изменения RMS. Дальнейшее снижение уровня звукового давление можно обеспечить путём изменения местоположения. Во-первых, необходимо избегать установки усилителя в углы помещения и вплотную к стенам, так как в данном случае возможно значительное увеличение уровня звукового давления из-за отражений звуковых волн от стен. Отметим, что для лучшей слышимости источника звука ( в данном случае усилитель бас-гитары) необходимо находиться в зоне, где звуковые волны от источника успели сформироваться. Очевидно, что минимальное расстояние от источника до области формирования волны равно длине этой волны. Приняв скорость звука в воздухе за 344 м/с , возможно рассчитать на каком расстоянии х от усилителя звуковые волны всего диапазона источника будут сформированы.
, где v – скорость звука,м/с; f – нижняя частота диапазона, Гц; х – длина волны с частотой f,м.
Таким образом находясь на расстоянии большем, чем 1.72 м исполнитель (басист) будет слышать частоты до 200 Гц, что в свою очередь позволит уменьшить уровень на басовом усилителе.
Изучив возможные способы уменьшение звукового давления источника, перейдём непосредственно к звукоизоляции помещения. В качестве примера рассмотрим помещение студии ,находящейся в подвале жилого дома, на первом этаже расположена администрация студии, а сбоку от администрации расположен подъезд. Необходимо уменьшить уровень шума в подъезде. [2]
В качестве акустического щита была выбрана конструкция в форме призмы с треугольным основание основанием (рис. 2) [3]
Рис 2. Акустический экран: а) расположение, б) изометрия
Рассмотрим поперечное сечение акустического щита. В таблице представлено снижение уровня интенсивности шума на каждом из слоёв. В качестве опорного значения примем интенсивность шума в помещении.
Рассмотрим поперечное сечение акустического щита. В таблице представлено снижение уровня интенсивности шума на каждом из слоёв. В качестве опорного значения примем интенсивность шума в помещении.
Рис 3 Модель перечного сечения акустического экрана. 1-2 – поперечные сечения. В качестве опорного значения примем интенсивность шума в помещении.
Таблица 1. Снижение интенсивности шума в акустическом щите.
Переведём изменение интенсивности из относительных единиц в децибелы по формуле 2.[1]
,где ΔLI – изменение интенсивности, дБ, ΔI – изменение интенсивности в относительных единицах.
Таблица 2. Снижение уровня шума при использовании акустического экрана
Согласно расчётам итоговое снижение шума составляет примерно 12 дБ, на практике снижение составило около 10 дБ.
Стоит учитывать, что из-за формы акустического экрана итоговое снижение шума будет меньше и будет равно среднему снижению шума по сечению 1 и 2. Значения снижения уровня шума по октавным полосам представлено в таблице.
Таблица 3. Итоговое снижение уровня шума по октавным полосам.
Сравнительный анализ расчётно-экспериментальных данных свидетельствует о хорошей сходимости результатов расчёта и эксперимента. На основании проведённых исследований можно сделать вывод, что снижение уровня шума на низких частотах целесообразно проводить непосредственно в источнике, а на средних и высоких снижение уровня достигается применением звукоизоляционных материалов по конструкциям помещения.
Рассмотрим ряд мер, позволяющих снизить уровень звукового давления, не уменьшая в значительной степени громкость источников. Как известно, два звука с одинаковой интенсивностью, но разной частотой, человечек воспринимает с разной громкостью. Разница между уровнем звукового давления и громкостью, воспринимаемой человек, показана на кривых равной громкости (рис. 1)
Как видно из графиков, наибольшее различие происходит в области низких частот. Среди всех источников в студии, наибольший вклад в данную область оказывают ударная установка и бас-гитара (либо синтезатор, выполняющий её функции). В случае ударной установки снижение уровня звукового давления достигается использованием поролона для глушения басового барабана (бочки), использование специальных демпферов для остальных барабанов.
В случае бас-гитары стоит учитывать, что основной диапазон данного инструмента находится в области нижней середины (200-2000 Гц), поэтому возможно уменьшение уровня звукового давления в области до 200 Гц, для данной задачи используется эквалайзер (встроенный в усилитель, или внешний). Кроме того необходимо принимать во внимание, что громкость человек воспринимает не по амплитудному значению, а по среднеквадратическому (RMS). Данная особенность слуха позволяет нам применять компрессор снижения амплитуды, без изменения RMS. Дальнейшее снижение уровня звукового давление можно обеспечить путём изменения местоположения. Во-первых, необходимо избегать установки усилителя в углы помещения и вплотную к стенам, так как в данном случае возможно значительное увеличение уровня звукового давления из-за отражений звуковых волн от стен. Отметим, что для лучшей слышимости источника звука ( в данном случае усилитель бас-гитары) необходимо находиться в зоне, где звуковые волны от источника успели сформироваться. Очевидно, что минимальное расстояние от источника до области формирования волны равно длине этой волны. Приняв скорость звука в воздухе за 344 м/с , возможно рассчитать на каком расстоянии х от усилителя звуковые волны всего диапазона источника будут сформированы.
, где v – скорость звука,м/с; f – нижняя частота диапазона, Гц; х – длина волны с частотой f,м.
Таким образом находясь на расстоянии большем, чем 1.72 м исполнитель (басист) будет слышать частоты до 200 Гц, что в свою очередь позволит уменьшить уровень на басовом усилителе.
Изучив возможные способы уменьшение звукового давления источника, перейдём непосредственно к звукоизоляции помещения. В качестве примера рассмотрим помещение студии ,находящейся в подвале жилого дома, на первом этаже расположена администрация студии, а сбоку от администрации расположен подъезд. Необходимо уменьшить уровень шума в подъезде. [2]
В качестве акустического щита была выбрана конструкция в форме призмы с треугольным основание основанием (рис. 2) [3]
Рис 2. Акустический экран: а) расположение, б) изометрия
Рассмотрим поперечное сечение акустического щита. В таблице представлено снижение уровня интенсивности шума на каждом из слоёв. В качестве опорного значения примем интенсивность шума в помещении.
Рассмотрим поперечное сечение акустического щита. В таблице представлено снижение уровня интенсивности шума на каждом из слоёв. В качестве опорного значения примем интенсивность шума в помещении.
Рис 3 Модель перечного сечения акустического экрана. 1-2 – поперечные сечения. В качестве опорного значения примем интенсивность шума в помещении.
Таблица 1. Снижение интенсивности шума в акустическом щите.
Переведём изменение интенсивности из относительных единиц в децибелы по формуле 2.[1]
,где ΔLI – изменение интенсивности, дБ, ΔI – изменение интенсивности в относительных единицах.
Таблица 2. Снижение уровня шума при использовании акустического экрана
Согласно расчётам итоговое снижение шума составляет примерно 12 дБ, на практике снижение составило около 10 дБ.
Стоит учитывать, что из-за формы акустического экрана итоговое снижение шума будет меньше и будет равно среднему снижению шума по сечению 1 и 2. Значения снижения уровня шума по октавным полосам представлено в таблице.
Таблица 3. Итоговое снижение уровня шума по октавным полосам.
Сравнительный анализ расчётно-экспериментальных данных свидетельствует о хорошей сходимости результатов расчёта и эксперимента. На основании проведённых исследований можно сделать вывод, что снижение уровня шума на низких частотах целесообразно проводить непосредственно в источнике, а на средних и высоких снижение уровня достигается применением звукоизоляционных материалов по конструкциям помещения.
