Как измеряют коэффициент звукопоглощения акустических материалов?

Как измеряют коэффициент звукопоглощения акустических материалов?

При выборе акустических панелей, минеральной ваты, поролона или других звукопоглощающих материалов часто можно увидеть график с кривой по частотам и значениями коэффициента звукопоглощения. Но откуда берутся эти данные и как именно проводят измерения? Разберёмся простым языком.

Что такое коэффициент звукопоглощения

Коэффициент звукопоглощения показывает, какую долю звуковой энергии материал поглощает, а какую отражает обратно. Обозначается обычно буквой α (альфа).

• α = 0 — материал полностью отражает звук.
• α = 1 — материал полностью поглощает звук.

Например:

• бетонная стена: α ≈ 0.02–0.05
• толстая акустическая панель: α ≈ 0.7–1.0

Важно понимать: коэффициент зависит от частоты звука. Один и тот же материал может плохо поглощать низкие частоты и отлично — высокие. Поэтому результаты показывают не одной цифрой, а графиком.

Как выглядит график звукопоглощения

Обычно:

• по горизонтали — частота звука (Гц)
• по вертикали — коэффициент звукопоглощения α

Например:

• 125 Гц — низкие частоты
• 500–1000 Гц — средние
• 4000 Гц — высокие

Типичная картина:

• тонкие материалы плохо работают на басах
• эффективность растёт на средних и высоких частотах

Основные методы измерения

Существует два основных способа измерения коэффициента звукопоглощения:

1. Реверберационная камера
2. Импедансная труба

1. Измерение в реверберационной камере

Это наиболее распространённый метод для строительной и интерьерной акустики. Реверберационная камера - это специальное помещение с очень отражающими стенами. Внутри создаётся максимально «звенящее» звуковое поле, где звук многократно отражается от поверхностей.

Как проходит измерение:

Шаг 1. Измеряют пустую камеру. В помещении включают широкополосный шум через акустическую систему. После выключения звука измеряют:

• насколько быстро затухает звук
• время реверберации RT60

RT60 — это время, за которое уровень звука падает на 60 дБ.

Шаг 2. Помещают материал. На пол или специальную раму укладывают образец материала известной площади. Например:

• акустические панели
• минеральную вату
• подвесной потолок
• тканевые поглотители

Шаг 3. Измеряют повторно. Снова определяют время реверберации. Если материал хорошо поглощает звук — реверберация уменьшается.

Шаг 4. Вычисляют поглощение. По разнице времени реверберации рассчитывают эквивалентную площадь звукопоглощения. Далее получают коэффициент α для каждой полосы частот.

Формула Сабина

В основе расчётов лежит классическая формула:

• RT60 = 0.161*V/A

Где:

• RT60 — время реверберации
• V — объём помещения
• A — эквивалентная площадь звукопоглощения

По изменению RT60 вычисляют, сколько звука поглотил образец.

Особенности метода реверберационной камеры

Плюсы:

• близко к реальным условиям помещения
• подходит для крупных материалов
• используется в международных стандартах

Минусы:

• дорогая лаборатория
• сложные измерения
• результаты зависят от монтажа образца

2. Измерение в импедансной трубе

Этот метод более лабораторный и точный. Его часто используют:

• для исследований
• разработки новых материалов
• небольших образцов

Импедансная труба - это металлическая труба с динамиком и микрофонами. На одном конце находится источник звука, на другом — образец материала.

Принцип работы

Динамик создаёт звуковую волну. Часть энергии:

• отражается
• часть поглощается материалом

Микрофоны фиксируют:

• падающую волну
• отражённую волну

После этого вычисляют коэффициент отражения и звукопоглощения.

Формула через отражение.

Коэффициент звукопоглощения определяется так:

• α = 1-R

Где:

• α — коэффициент звукопоглощения
• R — коэффициент отражения

Особенности метода импедансной трубы

Плюсы:

• высокая точность
• быстрые измерения
• нужен маленький образец

Минусы:

• измерение только при нормальном падении волны
• хуже отражает реальные условия помещения

Почему графики у разных производителей отличаются

Иногда похожие материалы показывают очень разные графики. Причины:

• разная толщина
• разная плотность
• наличие воздушного зазора
• разные методы испытаний
• различные стандарты измерения

Также важно: материал в реальной комнате может работать иначе, чем в лаборатории.

Международные стандарты

Наиболее распространённые стандарты:

• ISO 354 — реверберационная камера
• ISO 10534-2 — импедансная труба
• ASTM C423 — американский стандарт

Именно по ним обычно получают официальные графики.

Что влияет на звукопоглощение

На результат сильно влияют:

• Толщина материала. Чем толще поглотитель — тем лучше работа на низких частотах.
• Воздушный зазор. Если отодвинуть панель от стены, эффективность на низах возрастает.
• Плотность. Слишком плотный материал начинает больше отражать звук.
• Тип структуры. Лучше всего поглощают звук пористые материалы, материалы с волокнистой структурой, открытоячеистый поролон.

Итог

График коэффициента звукопоглощения — это результат лабораторных измерений на разных частотах. Основные методы:

• реверберационная камера — ближе к реальным условиям
• импедансная труба — более точный лабораторный метод

Именно поэтому профессиональные акустические материалы сопровождаются не одной цифрой, а полноценной частотной характеристикой поглощения.
 

Capital Garant Group