Пористый абсорбер или резистивный звукопоглотитель

Попробую очень упрощённо объяснить суть вопроса .
Поглощать ВЧ частоты способен даже тонкий и очень лёгкий синтепон, собственно, как и лёгкие гардины, а также ковровые покрытия на полу и/или стенах. Кстати, вариант с коврами наглядно демонстрирует приоритет толщины и относа акустического материала от отражающей поверхности в отношении объёмной плотности материала! .
Поглощать помимо ВЧ ещё и СЧ способны уже более толстые и более тяжёлые материалы, например, плотные/тяжёлые шторы, расположенные на относе (примерно 10-15 и более см.) от поверхности стены и/или собранные крупными фалдами. Опять же, если на сравнительно большом относе разместить лёгкую занавеску, то особого прироста в СЧ поглощении наблюдаться не будет, что таки подтверждает значение объёмной плотности материала в аспекте СЧ характеристик его звукопоглощения .
Почему именно так. Дело в том, что звукопоглотители резистивного типа потому так и называются, что принцип их действия, как раз, и заключается в создании сопротивления на пути движения звуковых волн. Проходя через пористое/волокнистое тело абсорбера, в результате вязкого трения звуковые волны теряют часть своей акустической энергии, которая в результате превращается в небольшое количество тепловой энергии. То есть, чем больше сопротивление, суть, чем толще материал и чем плотнее его структура, тем большее количество акустической энергии теряет звуковая волна .
В тоже время, как известно, самой большой энергией обладают НЧ звуковые волны, поэтому и акустические материалы, используемые для их поглощения, должны иметь большой объём и относительно большую объёмную массу. Почему "относительно большую", а не просто "большую"? Ответ, как мне кажется, очевиден - по мере увеличения плотности, материал постепенно теряет способность к резистивному звукопоглощению, поскольку его пористая/волокнистая структура уплотняется, за счёт чего резко снижается продуваемость материала воздухом. То есть, на определённом этапе сопротивление прохождению звуковых волн через структуру материала просто становится непреодолимым для этой самой звуковой волны .
Вопрос продуваемости воздухом в данном аспекте является крайне важным! Всё очень просто, если продуваемость слишком лёгкая, следовательно, сопротивление прохождению звуковых волн низкое, то есть, звукопоглощения практически нет (вернее, оно есть, но только на самых высоких частотах). По мере увеличения сопротивления увеличивается эффективность поглощения на более низких частотах. Однако при достижении критических значений сопротивления (слишком плотный материал) эффективность звукопоглощения снова снижается .
Опять же, с ростом объёмной плотности, параллельно с повышением эффективности НЧ звукопоглощения, более высокие частоты начинают уже не поглощаться, а отражаться от более твёрдой/жёсткой поверхности акустического материала .
Остаётся вопрос - до каких значений НЧ диапазона эффективен тот или иной резистивный поглотитель/пористый абсорбер? На этот вопрос позволяет дать более или менее корректный ответ теория четверть-волнового поглощения (прочитать подробнее можно здесь: http://doctor-sound.com.ru/?page=read&id=176) .
Грубо, если расстояние от фронтальной плоскости пористого абсорбера до расположенной за ней отражающей поверхности (как без относа, так и с относом) составляет, скажем, 10 см. - принимаем это значение за 1/4 длины самой низкочастотной звуковой волны, которая ещё, действительно, эффективно (с максимальным КЗП) будет поглощаться условным пористым абсорбером толщиной 10 см. Тогда, полная длина этой самой звуковой волны составит 10х4=40 см. или 0,4 м. Далее просто делим скорость звука в воздухе на длину волны и получаем соответствующее этой длине волны значение частоты: 340:0,4=850 ГЦ. .
Однако, это вовсе не значит, что ниже этой частоты ничего поглощаться не будет! Дело в том, что звукопоглотители резистивного типа имеют плавный спад характеристики звукопоглощения в сторону НЧ, поэтому говорить о конкретной нижней границе поглощения, также, как и о "рабочем диапазоне" пористого абсорбера некорректно. Согласно, распространённой информации о КЗП акустических материалов, в среднем, резистивный поглотитель продолжает заметно поглощать ещё примерно на две октавы ниже расчётного значения для четверть-волнового поглощения. То есть, 850:2:2=212 Гц. Таким образом, усреднённо, условный пористый/волокнистый абсорбер толщиной 10 см. будет относительно эффективен примерно до частоты 250 Гц. А толщиной 5 см., соответственно, до 500 Гц. Именно такие данные присутствуют в большинстве источников тематической информации .
Ну, и, если говорить о физических свойствах акустического материала, помимо значения объёмной плотности, также имеет значение длина, средний диаметр и ориентация волокон в его структуре, а также количество и тип синтетического связующего .
Теперь, собственно, о сути вопроса. В акустическом плане серьёзное значение уделяется частотному диапазону примерно от 100 до 600 Гц., поэтому большинство промышленно выпускаемых акустических материалов специально рассчитываются для адекватной работы в пределах этого частотного интервала и имеют объёмную плотность примерно от 50 до 70 кг./м.куб. (хотя, в некоторых случаях используются и более тяжёлые материалы с объёмной массой до 120 кг./м.куб.) и толщиной, как правило, до 10 см. .
Очевидно, что аналогичные по структуре, но неакустические материалы, предназначенные для иных целей, например, теплоизоляции или изоляции от окружающего шума, могут иметь другие, достаточно сильно отличающиеся физические и, как следствие, акустические параметры .