О расчёте комнатных мод

О расчёте комнатных мод.
У пользователей калькуляторов по расчёту комнатных мод часто возникает вопрос - от каких именно ограждений нужно делать корректный отсчёт?
Понятно, что, скажем, в случае идеально отражающих НЧ ограждений, например, в цокольном этаже домостроения с массивными бетонными стенами, полом и потолком результаты теоретических расчётов комнатных мод будут практически в точности коррелировать с фактически измеренными. Но как быть в случае, скажем, с каркасно-монолитными домами, в которых межкомнатные перегородки могут быть сделаны из разных материалов, таких как: гипсоблоки, газобетон, гипсокартонные конструкции и т.п.?
Начнём с того, что абсолютно все калькуляторы расчёта комнатных мод в своей основе используют алгоритм вычисления для "идеальных" условий, то есть, если ограждения полностью отражают падающие на них басовые звуковые волны. То есть, "идеальным" с практической точки зрения, можно назвать, скажем, всё тот же цокольный этаж домостроения с массивными бетонными стенами, полом и потолком, а также, что не менее важно, с минимальным количеством оконных и дверных проёмов. Само собой, исключается и открытые сообщение воздушных объёмов смежных помещений - арочные проходы, межэтажные лестничные марши и т.п.
Понятно, что в реальной жизни гораздо чаще приходится иметь дело с более лёгкими ограждающими конструкциями, такими, как: гипсовые, газобетонные, гипсокартонные или тонкие кирпичные межкомнатные перегородки, потолки и перекрытия на лагах. Опять же, как правило, в жилых помещениях имеется достаточно большая площадь остекления и дверные проёмы. В связи с этим, часть энергии НЧ звуковых волн уже не отражается, а проходит через эти препятствия насквозь и частично поглощается. Соответственно, нарушаются "идеальные" условия, гарантирующие точность теоретических акустических расчётов. Как результат - сдвиг фаз и несоответствие реальных частот расчётным частотам комнатных мод.
Конечно, данные значения не будут очень сильно отличаться, но в некоторых случаях, скажем при выборе проектной частоты панельных поглотителей это может играть очень важную роль.
Таким образом, в реальной жизни расчётные параметры модальной картины могут заметно отличаться от реальных.
И ещё! Всё вышесказанное вовсе не означает, что "железобетонные бункеры" лучше в акустическом плане, чем комнаты с более лёгкими ограждениями и большой площадью оконных и дверных проёмов - просто в отличие от первых, во втором случае, представление о реальной модальной картине могут дать только натурные акустические измерения. Опять же, помещение с массивными ограждениями однозначно потребует куда более серьёзной низкочастотной акустической обработки...
А вот комментарий профессионального инженера-акустика Андрея Смирнова по этому поводу: "В расчетах необходимо отталкиваться от массивных ограждений (кирпич, бетон, пенобетон и т.п.), несмотря на разницу в значениях поверхностной массы. Сложнее в помещениях, в которых некоторые ограждения представляют собой гипсокартонные перегородки, но и в этом случае в расчет принимаются габаритные размеры комнаты.
В общем случае, расчеты калькулятором применимы для помещений со средним значением КЗП не более 0,12-0.15. При большем фонде поглощения начинаются фазовые сдвиги и частоты комнатных мод немного смещаются".

Зачастую, новички в теме имеют неверное представление о проблемности комнатных мод. Они считают, что раз в прямоугольной комнате три плоскости, суть, три линейных размера, то и резонансов всего три, причём, все они одинаково вредны. Отсюда и следующее неверное представление о том, что панельных поглотителей в каждом углу должно быть, как минимум три - по одному для каждого основного резонанса в каждом линейном размере.
Само собой, это не так!
Во-первых, почему вы решили, что все три основные резонансные частоты однозначно являются проблемными и их непременно нужно подавлять с помощью панельных поглотителей?
Во-вторых, если уж говорить о полном наборе аксиальных комнатных мод, то в трёх плоскостях их будет не три, а двенадцать, поскольку к рассмотрению/анализу принимаются не только частоты основных резонансов в каждом линейном размере, а ещё и три их гармоники более высокого порядка для каждого основного резонанса. Но это также вовсе не означает, что обязательно нужно монтировать аж 12 панельных высокодобротных поглотителей...
Например, на практике довольно часто имеет место ситуация, когда проблемной является не основная резонансная частота или не только она, а и вторая или третья гармоника из другого линейного размера комнаты. Скажем, в типичной жилой комнате размерами 5х3х2,5 м. зачастую "долбит" резонанс в районе 70 Гц. - причина во взаимоусилении основного вертикального резонанса второй гармоникой основного продольного резонанса, поскольку эти линейные размеры кратные (5:2,5=2), а следовательно, частота второй гармоники основного продольного резонанса в линейном размере 5 м. с частотой 34 Гц. соответствует 34х2=68 Гц., что в точности совпадает с частотой основного вертикального резонанса в линейном размере 2,5 м. И эти два резонанса из разных плоскостей, но имеющие одинаковую частоту, взаимоусиливают друг друга. Утрированно, амплитуда результирующего резонанса при этом будет в два раза больше, чем все остальные частоты в НЧ диапазоне со всеми вытекающими... И время распада на проблемных частотах тоже, как правило, самое затяжное... 
Таким образом, далеко не все резонансные частоты комнаты являются проблемными, а, действительно, проблемные частоты в большинстве случаев (но не всегда!) являются результатом конструктивного взаимодействия сразу нескольких различных комнатных мод из разных плоскостей.
Например, в комнате правильной кубической конфигурации по частоте будут совпадать, то есть, усиливать друг друга уже не две и даже не три, а  практически все моды, включая и весь спектр гармоник! Именно поэтому, помещения данной конфигурации считаются самыми неудачными с точки зрения акустики.

Виктор добрый день, скажите я где-то читал на форуме саундмодератор, что человек спросил "если подавить основной резонанс, то и гармоники пропадут", Андрей Смирнов ответил, что вовсе не обязательно давить основную моду, если она слишком низко "забралась" или не представляет проблем. Так вот, если, скажем придавить 2 гармонику резонанса, то логично предположить ,что остальные гармоники не будут проявляться, ведь они по сути "отражения, хоть и более слабые"?

И второй вопрос, несколько вытекает из первого.
Существует проблема нехватки НЧ в районе 70 гц в типичным помещениях (обусловлено модой по высоте в этом районе где потолки 2,5-2,7). Если настроить несколько поглотителей на ~67 гц и разместить на стыке пол-потолок, возможно улучшение качества НЧ в этом диапазоне?

P.S. Если я встану на диван, то я четко услышу подъем НЧ в районе 70 гц.

Алексей, добрый день.
Я, очевидно, знаю того человека, который когда-то задавал Андрею Смирнову этот вопрос - это я году примерно эдак в 2010...
"если подавить основной резонанс, то и гармоники пропадут" - вовсе нет.
На самом деле, каждая гармоника более высокого порядка/мода основного резонанса в условном линейном размере комнаты не зависит от основного резонанса, то есть, не является производной этого самого основного/базового резонанса. Иными словами, каждая мода, по сути, является вполне себе самостоятельным резонансом
Просто какой-либо определённый линейный размер комнаты может одновременно вмещать отличающееся целое количество полуволн для разных кратных частот. Например, на частоте основного резонанса в определённом линейном размере вмещается только 1/2 длины волны. На частоте 2-ой гармоники - в этом же линейном размере вмещается уже одна целая волна. На частоте 3-ей гармоники - 1,5 длины волны. 4-ой - 2 длины волны и т.д.
Таким образом, в определённом линейном размере комнаты одновременно параллельно "живёт" сразу целое "сообщество" обособленных мод. И единственное, что их "роднит" - это кратность значения частоты, относительно частоты основного резонанса
Отсюда понятно, что высокодобротный НЧ ПП можно настроить на частоту любой моды из этого "сообщества" и, очевидно, что эффект будет явным только в отношении единственной моды, на частоту которой и настроен данный звукопоглотитель
Конечно, соседние/смежные моды также могут несколько ослабляться, но это происходит исключительно по причине того, что их частоты таки ещё могут попадать в "рабочий" диапазон поглощения ПП
Суть, речи о поглощении всего более высокого гармонического ряда при настройке ПП на частоту основного (или более низкого) резонанса в конкретном линейном размере КДП не идёт
Следовательно, если прицельно ослабить, скажем, 2-ю гармонику основного резонанса, то остальные гармоники (1,3,4 и т.д.) не ослабятся
Понятно, что случай с использованием НЧ звукопоглотителя резистивного типа с низкодобротным характером поглощения в данном аспекте не показателен...

"Существует проблема нехватки НЧ в районе 70 гц в типичным помещениях..." - как уже неоднократно обсуждали, НЧ поглотители любого типа рекомендуется размещать в зонах с максимальными значениями SPL для конкретной частоты. Разместить несколько НЧ поглотителей на стыке "пол-потолок" вполне возможно и это, естественно, улучшит качество воспроизведения НЧ в соответствующем частотном диапазоне. А для большей эффективности предварительно имеет смысл определить оптимальные зоны для размещения бас-ловушек по длине этого самого угла. Для этого используйте режим RTA REW или SPL-метр и генератор, воспроизводящий нужный звуковой тон
"Если я встану на диван, то я четко услышу подъем НЧ в районе 70 гц." - Вы не поверите! Если опустить голову ближе к поверхности пола - эффект будет аналогичным... И не только на 70 Герцах - пояснения нужны?

Да вы все верно и логично пишете, я собственно об это и знал .

Интересует именно в качестве "профилактики", если сделать пару нчкп настроенные на вертикальную моду, будет ли улучшение баса. Притом, по РТА особо не явный пик в районе 70 гц в местах стыка.

А где локализуются явные пики в районе 70 Гц.?

Пики 70 гц, хоть и небольшой амплитудой локализуются на стыке пол-стена.

Какой из горизонтальных углов "пол-стена" или "потолок-стена" принципиальной разницы нет, поскольку пол и потолок являются равнозначными симметричными параллельными поверхностями, между которыми формируется вертикальный резонанс
Также понятно, что чисто с практической точки зрения рассматривать угол "пол-стена" нецелесообразно...

Почему не целесообразно?

Ну, предложите хотя бы одну приемлемую "не экзотическую" практическую реализацию такого решения
С потолком всё ясно - например, ПП можно изящно встроить в короб по периметру потолка