Пористые материалы.

В пористых материалах вещество заполняет небольшую часть общего объема. Основной объем составляют многочисленные поры, каналы и полости, которые открыты наружу и сообщаются между собой. Такими материалами являются войлок, хлопчатобумажная и стекловолоконная вата, ковры, специальная акустическая штукатурка и т. п.

Теория поглощения звука пористыми материалами была разработана впервые более 100 лет назад Дж. В. Стреттом (лордом Рэлеем). Она построена на постулате, что в пористых материалах существуют силы вязкости, препятствующие протеканию воздуха через поры, за счет чего вещество отбирает часть кинетической энергии колеблющихся частиц воздуха, превращая ее в тепло. Согласно этой теории, поглощающие свойства пористых материалов зависят от вязкости и плотности воздуха, радиуса и количества пор на единицу поверхности, а при использовании материала в качестве покрытия твердой стены – от толщины слоя, точнее от расстояния между ним и твердой стеной. Чем меньше радиус пор и чем их больше, тем лучше поглощаются высокие частоты[10]. Поглотитель этого типа эффективен только на тех частотах, на которых колеблющиеся в звуковой волне частицы воздуха пронизывают пористый материал. Непосредственно у твердой стены колебательная скорость частиц воздуха равна нулю, поэтому толщину поглотителя (или расстояние между ним и стеной) выбирают равной как минимум четверти длины волны поглощаемого звука.

В таблице приведены коэффициенты поглощения наиболее часто используемых в архитектурной акустике материалов[11].

Порхающее эхо.

В подавляющем большинстве случаев комната имеет форму прямоугольного параллелепипеда. С точки зрения акустики это далеко не идеальный вариант. Если существуют две параллельные отражающие поверхности (а в акустически необработанном, не заглушенном помещении таких пар поверхностей три – противоположные стены и пол с потолком), то при появлении звукового сигнала звук, отраженный одной поверхностью, возвращается к другой, отражается от нее, и начинает метаться, как бы порхать между ними, постепенно затухая. Поэтому такое эхо называют порхающим, или флаттер-эхом. Если слушатель находится на одинаковом расстоянии от обеих отражающих поверхностей, то эхо-сигналы повторяются с интервалами, равными времени пробега звука между двумя поверхностями (2 раза по ½ времени пробега). Если же слушатель располагается вблизи одной из поверхностей, то период повторения эхо-сигналов будет равен удвоенному времени пробега.

Ухо человека чрезвычайно чувствительно ко всем повторяющимся ко всем периодически повторяющимся процессам. Если период повторения эхо-сигналов невелик и составляет менее 20 мс (частота следования 50 Гц и выше), то воспринимаемый звук приобретает характер тона. В таких случаях говорят о звучании «как из бочки» при низкой частоте следования отражений и о «металлическом звучании» при высокой частоте. Такое окрашивание звучания наблюдается не только на кратковременных, но и на продолжительных сигналах (вокальное исполнение, длительные ноты и т.п.) [12].