Что такое реверберация? Как справиться с эхом в помещении?

 

 

Раздающиеся в помещении звуки многократно отражаются от поверхностей (пола, стен, потолка, окон, мебели, предметов обстановки и пр.), смешиваются друг с другом. Для обозначения всей совокупности переотражений звука в акустике есть специальный термин – «реверберация».

В этом материале мы постараемся доступно и просто рассказать о том, что такое реверберация, способах расчета времени реверберации и методах, используемых для обеспечения оптимальных звуковых качеств помещения.


 studiya-zvukozapisi-s-barabannoy-ustanovkoy

Понятие «реверберации»

Реверберация — это процесс  уменьшения интенсивности звука в результате многократного отражения звуковых волн от различных поверхностей.

Попадая на стены и другие поверхности, звуковая энергия переходит в другие формы энергии. При отражении звуковых волн от гладких и твердых материалов трение между частичками воздуха и поверхностью минимально, в то время как пористые покрытия пола, потолка, стен, драпированные занавеси способствуют переходу механической энергии в тепловую. При каждом отражении звуковой поток теряет часть своего энергетического потенциала, и происходит постепенное заглушение эха.

Подробнее об этом и других акустических явлениях можно узнать из трудов Лэмба, Рэлея, Сэбина и других известных исследователей.

 


skhema-protsessa-reverberatsii


Влияние реверберации на акустическую среду

Реверберация звука — это фактор, который не стоит оставлять без внимания, если Вы хотите создать в помещении оптимальные условия для восприятия разнообразных звуков. Так, чересчур большое время реверберации в вузовской аудитории, конференц-зале способно сделать речь лектора неразборчивой.

В то же время, низкий показатель реверберации в концертном зале делает роскошное звучание симфонического оркестра менее выразительным, не позволяет в полной мере передать все богатство красок живого звука.


dizayn-komnaty-s-ispolzovaniyem-akusticheskikh-plit


Время реверберации

Чтобы объективно оценить масштаб реверберации в конкретном помещении (определить как комната «реагирует» на звук акустики) используется числовая характеристика, именуемая временем реверберации. Простыми словами, длительность послезвучания или временной промежуток от момента отключения источника звука до момента, когда мы перестаем слышать эхо.

От чего зависит время реверберации?

Что такое реверберация как акустическое явление разобрались, теперь определим основные факторы, от которых зависит длительность послезвучания:

  • Размер помещения.
  • Количество мебели и предметов обстановки.
  • Материалы поверхностей.
  • Количество людей в помещении.

Расчет времени реверберации

Как определить время реверберации — это вопрос, который требует более детального рассмотрения. Ведь именно длительность послезвучания является определяющим фактором при выборе материалов, мебели для звукозаписывающих студий, конференц-залов, помещений театров, домов культуры, где планируется установка профессионального акустического оборудования, проведение лекций, тренингов, концертов, других мероприятий.

RT60 – основное понятие, используемое при расчете точного времени реверберации с помощью профессионального оборудования. Здесь:

  • «RT» — аббревиатура от английского словосочетания «reverberation time» (время реверберации).
  • «60» — числовой показатель, указывающий на уровень снижения звукового давления (единица измерения — децибелы, дБ/dB).

grafik-otobrazhayushchiy-printsip-izmereniya-rt60


На схеме наглядно показано уменьшение звукового давления со 100 до 40 децибел. Промежуток времени (измеряется в сек.), в течение которого звуковое давление с момента выключения источника звука затухает на 60 dB принято считать временем реверберации.

Звуковые источники

Чтобы максимально точно, в соответствии с международными стандартами, измерить RT60 следует использовать диффузный источник звука, обеспечивающий равномерное всенаправленное распределение звуковой энергии.

Внимание! При проведении практических исследований, направленных на выявление эффекта реверберации, необходимо использовать специальные защитные наушники. Звук от диффузных источников, используемый для измерения RT60, достаточно громкий и может негативно сказаться на работе органов слуха.

Использование импульсивного звука при определении времени реверберации нецелесообразно, поскольку импульсивные сигналы (мгновенные резкие звуки) не являются точно повторяемыми, что недопустимо при проведении точных расчетов.


akusticheskaya-panel-vilds-dub-sonoma-v-komnate


Международные стандарты

Расчет времени реверберации проводится с учетом требований международных стандартов:

  • ISO 3382-1 (производственные помещения).
  • ISO 3382-2 (обыкновенные помещения).
  • ISO 3382-3 (офисные помещения с планировкой «open space»).
  • ASTM E2235.

Эффективные способы сокращения времени реверберации

Время реверберации находится в прямой зависимости от абсорбирующих способностей поверхностей, от которых отражается звук. Шторы, обивка мягких стульев, ковровые покрытия, специальные стеновые и потолочные панели, одежда людей — эти и другие предметы, которые находятся в помещении, способны изменить длительность послезвучания. Время реверберации также может меняться при открытии оконных и дверных проемов, через которые звуковая энергия «выходит» из комнаты.

Понятие оптимального времени реверберации

Что такое реверберация звука оптимальная? Это понятие введено для обозначения времени реверберации, которое обеспечивает оптимальные звуковые качества помещения. Для помещений разной площади и назначения этот показатель будет различным.

К примеру, для звукозаписывающих студий, площадь которых не превышает 50 кв. м рекомендуемый RT60 составляет 0,3 сек., тогда как для концертных залов площадью до 20 тыс. кв. метров оптимальное время реверберации — 1,4-2,0 сек.

Коэффициент поглощения материалов

Определенный коэффициент поглощения звуковой энергии есть у каждого материала. Соответственно, использование правильных покрытий позволяет скорректировать время реверберации, избавиться от эха в помещении.


akusticheskiye-paneli-skayross-v-komnate


Панели из гипсовых обшивочных листов помогают справиться с избыточным послезвучанием, поглощая звуковую энергию на низких частотах, в то же время этот материал практически бесполезен при транслировании звуков на высоких частотах. Достаточное поглощение звука на средних и высоких частотах способны обеспечить ковры с толщиной ворса от 1 см.

Мебель тоже способна поглощать звуковую энергию, но ее коэффициент на порядок ниже, чем у ковров, гипсовой обшивки, специальных акустических панелей.

Преимущества использования акустических панелей, акустического поролона

Как убрать реверберацию с уверенностью в высокой эффективности результата? Использование современных звукопоглощающих материалов позволяет просто и быстро обеспечить оптимальные звуковые качества помещения. Специальные акустические панели (Tetras Acoustic и др.), акустический поролон:

  • Обладают хорошим коэффициентом поглощения низкочастотных, среднечастотных и высокочастотных звуковых сигналов.
  • Отличаются современным видом, высокой износостойкостью и гигиеничностью.
  • Выпускаются в разных размерах, цветовых решениях. Подходят для реализации проектов индивидуального дизайна.
  • Могут использоваться в помещениях различного назначения, способны гармонично вписаться в любой интерьер.

 


komnata-proslushivaniya-s-bas-lovushkami-akusticheskim-porolonom-i-diffuzorami


Уменьшение времени реверберации в помещении: практические рекомендации

Чтобы справиться с эхом и обеспечить оптимальные звуковые качества помещения, добиться практической независимости времени реверберации от количества публики, стоит руководствоваться таким алгоритмом:

  • Определить объем помещения (в м3), воспользовавшись формулой Д х Ш х В.
  • Вычислить общую поглощающую способность всех материалов, использованных при отделке помещения (дерево, штукатурка, металл, стекло, текстиль и пр.).
  • Добавить к полученному результату числовые показатели поглощающей способности слушателей (в среднем 0,27-0,4 на 1 человека).
  • Вычислить время реверберации по формуле Сэбина (t=0,162 V/aS), выведенной из более сложного уравнения Эйринга (formula-sebina ) в исходном виде эту формулу есть смысл использовать лишь при необычайно больших показателях поглощения).
  • Показатель времени реверберации получился выше, чем того требуют мировые стандарты? Уменьшить продолжительность послезвучания можно с помощью специальных материалов.
  • С учетом ранее полученных сведений подобрать акустические панели с нужным коэффициентом поглощения (0,40, 0,60, 0,80), определить площадь добавочных материалов и выбрать место для их монтажа.
  • Выполнить работы, направленные на исправление акустики в помещении, оценить результат и при необходимости внести доп. корректировки.

 


skhema-otobrazhayushchaya-algoritm-rascheta-vremeni-reverberatsii


Выводы

  • Эффект реверберации — это явление, возникающее в результате отражения звуковой энергии от покрытий, мебели, предметов обстановки, одежды людей, которые находятся в помещении.
  • Время реверберации — промежуток от момента выключения источника звука до момента, когда мы перестаем слышать эхо.
  • Точное определение времени реверберации осуществляется с использованием специального оборудования, формул для расчета RT60, в соответствии с международными стандартами ISO 3382 и ASTM E2235.

Оптимальное время реверберации обеспечивается за счет установки в помещении специальных акустических панелей. Для корректировки показателя длительности послезвучания также применяют ковровые покрытия, гипсовые обшивочные листы, обладающие меньшей эффективностью, чем специализированные покрытия, но при этом способны немного улучшить звуковые качества помещения.