О принципе работы перфорированных/щелевых панелей

Часто возникают вопросы по принципу работы перфорированных и щелевых панелей, по сути, являющихся составными резонаторами Гельмгольца.
А как известно, параметры резонатора данного типа зависят:
- от диаметра/площади "горла", суть, отверстия/отверстий;
- от количества отверстий в корпусе устройства;
- от длины "горла", суть, от толщины панели;
- от внутреннего объёма резонатора, суть, глубины конструкции или величины относа перфорированной панели от отражающей поверхности.
Ну, и добротность резонатора зависит от герметичности корпуса, демпфирования и количества отверстий в нём.

Вопросы, как правило, состоят в том, как правильно интерпретировать основные параметры перфорированных панелей, какие функции и в какой степени зависят от их конструктива, как оценить приоритет в использовании того или иного типа перфорированных панелей в конкретном случае. Ну, и так далее...
На самом деле, всё вовсе не так сложно. Просто нужно понимать, что на что влияет в конструкции перфорированной панели или щелевого резонатора Гельмгольца.
Начнём с процента перфорации - отношения площади отверстий к площади панели.
Вообще, несколько упрощённо, если общий процент перфорации более 30%, то такая панель считается акустически-прозрачной, суть, она уже не работает в качестве резонатора, а функция звукопоглощения практически полностью определяется характеристиками поглощения минераловатной панели, расположенной под панелью. То есть, по большому счёту, перфорированная панель в данном случае выполняет роль всего-лишь антивандального, ну, или декоративного покрытия на поверхности обычного широкополосного поглотителя резистивного типа.
С другой стороны, если процент перфорации заведомо низкий, скажем, менее 4%, то панель ведёт себя, как обычная сплошная отражающая поверхность, то есть, эффективность её поглощения незначительна.
Именно поэтому, в составных резонаторах Гельмгольца (как перфорированных, так и щелевых) процент перфорации обычно составляет примерно от 6 до 17%.
Теперь к практической стороне данного параметра.
В общем случае, чем меньше процент перфорации, тем эффективнее поглощение более низкого спектра и, соответственно, тем эффективность звукопоглощения ниже в более высоком частотном диапазоне. И наоборот.
Как видите, для того, чтобы это понимать, нужно оперировать не каким-то обобщённым значением КЗП устройства, а рассматривать и анализировать графики и/или таблицы КЗП на фиксированных октавных частотах. Как правило, это ряд: 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 Гц. На более низких частотах измерение параметров поглощения материалов/устройств даже в специализированных реверберационных камерах корректно невозможно, а выше указанного диапазона - не имеет особого практического значения.

О диаметре/площади отдельных перфорационных отверстий.
Чем меньше диаметр/площадь перфорационных отверстий, тем эффективнее звукопоглощение в более низком частотном диапазоне и, соответственно, тем оно менее эффективно в более высоком частотном диапазоне. И наоборот.
Практически все известные производители выпускают панели с круглой и квадратной перфорацией, с равномерной и групповой группировкой перфорационных отверстий, с прямолинейной и вразброс организацией перфорационных отверстий, с использованием на одной панели разнокалиберной перфорации/щелей. Последнее решение увеличивает широкополосность звукопоглощения.

О толщине перфорированной панели.
Из теории устройства резонатора Гельмгольца - чем толще панель, тем эффективнее звукопоглощение в более низком частотном диапазоне и, соответственно, тем оно менее эффективно в более высоком частотном диапазоне. И наоборот.
Но опять же, если толщина панели заведомо мала, то устройство с такой тонкой перфорированной панелью уже не будет работать в качестве резонатора Гельмгольца, а будет выполнять роль всего-лишь антивандального или декоративного наружного оформления обычного широкополосного поглотителя резистивного типа. То есть, звукопоглощение данного устройства, снова-таки, будет обусловлено параметрами поглощения исключительно минераловатной/стекловолоконной панели, размещённой позади перфорированной панели. А процент перфорации будет определять эффективность данного типа поглощения, поскольку этим регулируется большая или меньшая открытая/активная площадь поверхности пористого абсорбера.

Таким образом, относительно толстые перфорированные панели с относительно небольшим количеством отверстий малого диаметра/площадью, будут определять более низкую резонансную частоту готовой конструкции по сравнению с относительно тонкой панелью с относительно большим количеством перфорационных отверстий, имеющих относительно большой диаметр/площадь.
Обычно перфорированные панели обеспечивают значение резонансной частоты готовой конструкции в интервале примерно 300-600 Гц. Естественно, на резонансной частоте устройства КЗП будет иметь максимальные значения для конкретного типа панелей, то есть, звукопоглощение в области резонансной частоты будет максимальным.

По классам звукопоглощения.

   
Класс звукопоглощения иллюстрирует общую/усреднённую эффективность звукопоглощения конкретного типа панелей.

КЗП - коэффициент звукопоглощения характеризует эффективность поглощения на определённой частоте. Максимальное значение "1", ниже значения 0,2 - это заведомо очень низкий коэффициент и, соответственно, звукопоглощение малоэффективно.
Коэффициент звукопоглощения иллюстрирует конкретную эффективность звукопоглощения конкретной панели на конкретной частоте.
В некоторых документах иногда приводятся значения КЗП 1,1 или 1,2, то есть, более единицы, но это уже отдельная тема...

Ну, и конечно же на конечные параметры звукопоглощения готового устройства на основе перфорированных/щелевых панелей также определяются глубиной его корпуса и использованием или неиспользованием минераловатной панели внутри устройства.
Чем глубже устройство (больше относ перфорированной панели от отражающей поверхности), тем глубже (ниже по частоте) и эффективнее поглощение более низких частот. И наоборот.
Введение в конструктив минеральной/стекло ваты несколько понижает добротность устройства, то есть несколько снижает его эффективность/КЗП на резонансной частоте, но в то же время, несколько расширяет его "рабочий" диапазон, делая график КЗП более плавным.

Нужно понимать, что характер звукопоглощения конструкций на основе перфорированных или щелевых панелей также зависит от величины воздушного зазора между панелью и комнатным ограждением (стена или потолок), а также от варианта расположения минераловатной панели, относительно поверхности перфорированной/щелевой панели.
Вот, например, диаграмма, иллюстрирующая характер поглощения с демпфированием внутреннего пространства резонатора Гельмгольца и, вообще, без демпфирования:
   
А следующая диаграмма иллюстрирует зависимость характеристики звукопоглощения от варианта размещения минераловатной панели непосредственно на тыльной поверхности составного резонатора Гельмгольца или на относе от неё:
   
На практике обычно используется первый вариант с низкодобротным характером звукопоглощения.

Об использовании пористых/волокнистых акустических материалов в звукопоглощающих конструкциях резонансного типа.
Дело в том, что в конструкциях звукопоглотителей резонансного типа пористые/волокнистые акустические материалы работают абсолютно по иному принципу, чем в открытых конструкциях.
В открытых конструкциях нас интересуют значения КЗП на разных частотах звукового диапазона, то есть, то, о чём Вы говорите, поскольку именно эти параметры определяют эффективность широкополосного звукопоглощения данного материала.
В случае же использования акустического материала для демпфирования закрытых звукопоглощающих конструкций резонансного типа (например, панельных поглотителей) требования другие, поскольку в данных условиях материал выполняет уже не функцию звукопоглощения, а функцию амортизатора. То есть, это, как шайба с мелкими отверстиями внутри масляного автомобильного амортизатора, которая создаёт сопротивление на пути перемещения масла в обоих направлениях при работе амортизирующей стойки...
Следовательно, в этом аспекте нас больше интересует значение сопротивления, которое создаёт акустический материал на пути колебательных перемещений молекул воздуха "туда-сюда" внутри устройства.
Понятно, что если это сопротивление заведомо мало, то и демпфирование резонансной системы будет неэффективным, а следовательно, и эффективность звукопоглощения тоже. С другой стороны, также плохо, если сопротивление будет заведомо высоким - материал просто практически не будет продуваться воздухом (а это является непременным условием!) и резонансная система будет передемпфирована, суть, практически потеряет способность к поддержанию резонанса...
Для информации. Коэффициент сопротивления у акустических материалов средней плотности составляет примерно 15000 Pa./m2 и выше.
Но опять же, также очевидно, что резонатор Гельмгольца - это не панельный поглотитель, поскольку его конструкция имеет перфорацию, то есть, это уже полу-открытая конструкция с другим принципом акустического действия. А следовательно, возможно, и демпфирование может быть не таким интенсивным, как в случае с панельным поглотителем. Но, думаю, сопротивление всё-равно должно быть достаточно значительным.

Думаю полезно будет сюда добавить каталог потолочных перфорированных панелей Кнауф, потому как они там указывают не только процент перфорации, расстояние и диаметр отверстий, но и приводят графики поглощения частот для каждой панели.
Сам файл прикрепить не получается(ограничения по размеру), поэтому вот ссылка на их сайт Технические документы - Подвесные потолки с КНАУФ-Акустика

Не возражаю .
Действительно, полезная техническая информация .
На самом деле, эти перфорированные панели могут быть использованы не только в конструкции потолков, но и стеновых акустических устройств, скажем, в конструкции звукопоглотителей в площадках первых отражений.
Такие данные, как толщина панелей, процент перфорации, расстояние и диаметр отверстий, а также графики и/или таблицы КЗП на фиксированных частотах на разном относе, с использованием или без использования демпфирования внутреннего пространства конструкции, обычно указываются любым авторитетным производителем аналогичной продукции.
Эти данные нужны при расчёте необходимого общего фонда звукопоглощения в конкретном помещении, например, при использовании соответствующего калькулятора Андрея Смирнова: http://www.akustik.ua/acoustic_calculator_rt60.html