Ultimate Studio Home Theatre

Total Professional Concept

 

Акустическая обработка помещения (доп. статья)

Акустические безэховые камеры (акустически мёртвые комнаты) должны иметь максимально возможные габариты и крупные звукорассеивающие клинья на своих стенах. Такие фантастические, в прямом смысле этого слова, конструкции, могут себе позволить разве что крупные компании или научно-исследовательские институты. Для первоклассного звуковоспроизведения это явное излишество, так как цена и размеры данных проектов получатся просто фантастическими. Да и само стремление прослушивать музыку в условиях реального свободного поля (реальной безэховой камеры) лишено всякого смысла и просто губительно для звука, так как задача данных сооружений заключается в проведении адекватных измерений АЧХ АС на низких частотах (ниже 300 Гц). В случае обеспечения качественного звуковоспроизведения необходимо исключить влияние помещения на частотах до 500 Гц и дополнительно обеспечить достаточный уровень поглощения низкочастотных комнатных мод. Полностью линейная АЧХ на низких частотах не требуется, так как в случае качественной акустической обработки её неравномерность будет достаточно низкой, а оставшиеся резонансы вполне можно выровнить программируемым эквалайзером.

Габариты помещения, необходимые для обеспечения качественного звуковоспроизведения, определяются довольно легко. Основополагающим фактором здесь является размер экрана. Будем считать, что у нас имеется полноценная система домашнего кинотеатра класса Ultimate Studio с проектором и main мониторами. Пусть ширина экрана равна четыре метра. К этой величине нужно прибавить ещё по одному метру с каждой стороны для установки акустических систем. Акустика должна располагаться по принципу равностороннего треугольника: расстояние между акустическими центрами АС должно равняться расстоянию от каждой отдельной АС до слушателя. Иными словами, акустику нужно устанавливать под углом в 30 градусов. Правда, при наличии крупногабаритного экрана, расстояние до слушателя может быть несколько увеличено по сравнению с расстоянием между самими акустическими системами. Использование проектора, а следовательно и большого экрана, позволит получить практически полноценный кинотеатр, только меньших размеров. Поэтому было бы глупо использовать эту систему только для одиночного просмотра кинофильмов. Так что необходимость в организации 9-16 человекомест вполне понятна. В данном случае вершина вышеописанного равностороннего треугольника должна попадать на 25-50% длины посадочных мест. Далее необходимо определить зону свободного хода звуковой волны: её ширина складывается из суммы ширины экрана и габаритов корпусов АС, длина – от АС до последнего ряда посадочных мест, а высота определяется вертикальными размерами экрана или акустических систем, если они выше последнего. На нижеприведённой картинке эта зона изображена внутренним красным прямоугольником. В ней запрещено располагать любые посторонние звукоотражающие объекты (столы, стойки, голый пол, технику и т.п.). Даже кресла в данном случае являются звукоотражающими предметами.

Затем необходимо применить основное правило расстановки акустических систем, которое заключается в отдалении звукоотражающих поверхностей от границ зоны свободного хода звуковой волны на расстояние не менее двух метров с каждой стороны. Превышать это расстояние тоже необязательно, так как в случае качественного звукопоглощения это будет лишено всякого смысла. При этом акустические системы и слушатели будут находиться на равноудалённом расстоянии от всех поверхностей помещения. Хотя равноудалённость как таковая и не требуется: главное, чтобы стены, пол и потолок находились от АС и слушателя на расстоянии не менее двух метров. В итоге конечные эффективные габариты комнаты для прослушивания, показанные внешним красным прямоугольником, находятся путём прибавления к длине, ширине и высоте ранее определённой зоны свободного хода звуковой волны по четыре метра (по два с каждой стороны). Не стоит забывать, что экран, АС и слушатели при этом будут подняты на высоту в два метра относительно пола.

Ранее я уже говорил о том, что для качественного звуковоспроизведения необходимо помещение площадью не менее ста квадратных метров. Эта величина как раз и получается при анализе вышеперечисленных требований. Точный вид оптимального помещения для прослушивания музыки и просмотра кинофильмов показан ниже.

Габариты помещения, изображенные внешним красным прямоугольником, являются только свободным пространством без учёта его заполнения звукопоглощающим материалом и габаритов несущих конструкций. Заметьте, что необходимость в расчете комнатных мод полностью отпадает: в нормальных помещениях для прослушивания их не должно быть по определению. Как ни странно, но размер зоны свободного хода звуковой волны почти равен стандартной жилой комнате в квартире.

Более подробный подсчёт эффективных габаритов помещения для вышеприведённого случая описан ниже:

Длина: 2 м расстояние от задней стены до АС, 1 м АС, 4-5 м до слушателя или начала (середины) посадочных мест, 3-4 м длина зоны посадочных мест, 2 м от спинок кресел до задней стены. Итого: 12-14 м.

Ширина: 2 м от стены до левой АС, 1 м левая АС, 4 м экран, 1м правая АС, 2 м от правой АС до стены. Итого: 10 м.

Высота: 2 м от пола до нижней кромки экрана, 2,25 м высота экрана, 2 м от верхней кромки экрана до потолка. Итого: 6,25 м.

В итоге общий эффективный объём помещения составляет 750 кубических метров. Площадь поверхностей, подлежащих акустической обработке, составляет 515 квадратных метров.

Теперь необходимо обклеить рассчитанное помещение со всех внешних сторон звукопоглощающими материалами. Первыми располагаются звукорассеивающие клинья, которые обычно изготавливаются из поролона средней жесткости, а за ними находится толстый слой рыхлого звукопоглотителя ватного типа. Основную проблему, как ни странно, создают именно звукорассеивающие клинья: большинство из них имеют высоту волны не более 10 см, поэтому их применение в крупногабаритном помещении с мощными АС просто бессмысленно. Для эффективного звукорассеивания на НЧ необходима высота их рельефа не мене 20-30 см (идеально метр), что повысит цену метра такого материала до 2-4 тысяч рублей. При учёте того, что ими необходимо обработать до 500-600 кв. метров, то стоимость только данной, да и не требующейся для поставленных выше целей, обработки будет варьироваться от 1 до 2 миллионов рублей. Поэтому оптимальным выходом из данной ситуации будет применение обычного мягкого листового поролона низкой плотности чёрного цвета. Обычно из такого материала делаются мягкие губки для посуды. Чёрный цвет необходим для предотвращения отражения света от поверхностей помещения при воспроизведении кинофильмов. Такой поролон обладает очень низким коэффициентом звукопоглощения, поэтому он будет частично пропускать весь спектр звуковых волн через свою структуру в следующий основной толстый слой звукопоглотителя. Высокие и средние частоты будут отлично поглощаться такой "мягкой стеной", а низкие смогут проходить в глубины следующего слоя.

После звукорассеивающих клиньев или слоя поролона необходимо поместить высококачественный звукопоглощающий материал, который должен обладать максимальным коэффициентом звукопоглощения во всём слышимом частотном спектре и не очень высокой ценой. Для данных целей себя отлично зарекомендует любой строительный утеплитель: стеклянная, минеральная, шлаковая, базальтовая вата. Все они имеют почти одинаковый средний коэффициент звукопоглощения, лежащий в пределах 0,7-0,95. Лучшим звукопоглощающим материалом является БСТВ, правда он дороже остальных утеплителей, но обладает большей экологичностью: не осыпается, не колется, не содержит фенольной клеевой основы. Главное, чтобы звукопоглотитель не был прессованный, иначе большая часть низкочастотного спектра будет просто переотражаться в помещение. Обычно прессованию, а следовательно и приданию формы, подвергается листовая расфасовка данных материалов. Рулоны же имеют как раз нужную степень сжатия. Строительные утеплители полностью поглощают средние и высокие частоты. Основную проблему создают как раз низкие частоты, которые не имеют направленности и обладают большой энергией. При этом они отражаются от поверхности самого звукопоглощающего материала, либо от стены, расположенной за ним. Именно поэтому нужно использовать рыхлые поглотители, вместо прессованных, которые позволяют пропускать низкочастотную энергию в свои самые дальние слои. Но при этом они должны обладать толщиной не менее 50-100 см. Слой поролона в данном случае выполняет также роль своеобразного воздушного фильтра, который предотвращает осыпание и попадание мелких волокон звукопоглотителя в окружающее пространство и дыхательные пути человека. Дополнительной защитой от них может служить слой не очень плотной ткани между ватой и поролоном.

Но, это всё мелочи, если у вас есть земельный участок, где можно соорудить такую конструкцию. Его отсутствие ставит под сомнение саму возможность создания полноценной аудиосистемы Ultimate Studio. Больше всего данная ситуация сковывает руки москвичам и жителям иных крупных городов где земельные участки, с необходимыми коммуникациями, стоят очень дорого. Их цена может элементарно превысить не только стоимость всего аудио- и видео оборудования, но и строительства, и акустической обработки самого помещения для прослушивания. Сейчас, на мой взгляд, это является единственным существенным ограничением.

Но не всё так страшно, как может показаться с первого взгляда. Выше я описал максимально качественный вариант комнаты для прослушивания, которую можно сделать гораздо компактнее. Если вам не нужно столько много посадочных мест, то можно ограничиться только одним рядом или диваном. В таком случае помещение уже будет не прямоугольным, а квадратным. Да и расстояние от АС и слушателей до стен можно смело уменьшить до одного метра, не говоря уже об уменьшении габаритов киноэкрана. При этом, казалось бы, огромное помещение легко уменьшается всего лишь до размеров гаража или дачного брусового домика 6*6 метров.

Если же вы не можете выйти за пределы своей квартиры, то для домашнего кинотеатра необходимо отвести самую большую комнату. Но, на хороший результат следует рассчитывать лишь в том случае, если её площадь больше 20 метров. Это позволит вам использовать акустическую систему с размером низкочастотного динамика до 12", что обеспечит более-менее приличную панораму звучания и воспроизведение низких частот. Акустика класса Ultimate Studio с натяжкой, но всё же может работать в бытовых условиях. В комнату можно поставить Stage Accompany или самодельные мониторы на мелкогабаритных низкочастотных головках TAD, а также колонки окружающего звука комплекта JBL Everest - они тоже обладают трёхполосной конструкцией и бериллиевыми диафрагмами. Требования и принципы акустической обработки по сути те же, что и в вышеприведённом варианте. Но, вряд ли вам удастся нанести на стены слой звукопоглотителя более 15-20 сантиметров, т.к. увеличение его толщины будет уменьшать и так чрезвычайно маленькую площадь помещения. В случае же использования обычных колонок, предназначенных для спокойного прослушивания музыки в стандартной жилой комнате, с размером низкочастотного динамика до 8” на среднестатистической нормальной громкости, что составляет около 80 дБ, данного слоя звукопоглотителя вполне достаточно. Но, при использовании даже мелкогабаритных вариантов акустики Ultimate Studio, т.е. как минимум с 12” низкочастотным динамиком, для озвучивания кинофильмов, где уровень громкости должен быть повышен на 10 дБ, данной простой акустической обработки уже будет недостаточно. В маленьком помещении рекомендуется применять звукорассеивающие клинья, но только с высотой волны не более пяти сантиметров. Это ограничение связано с тем, что они лишь несколько рассеивают звук и обладают меньшим коэффициентом звукопоглощения, чем качественный звукопоглощающий материал. Так что вполне возможен и полный отказ от их применения. Требования же к самому звукопоглотителю здесь более жесткие. Это связано с его ограниченной толщиной и довольно сильным разбросом коэффициента звукопоглощения в зависимости от партии поставки. Поэтому желательно применять материалы с максимальным коэффициентом звукопоглощения, скажем, БСТВ или специальные марки строительных утеплителей для изготовления звукопоглощающих конструкций.

Статьи

Основы студийного звуковоспроизведения

Аудиосистемы класса Ultimate Studio

Дополнения

Разное