Включенный пылесос у соседа втягивает все наши мысли.

Вы приобрели стереосистему или домашний кинотеатр. Привезли, установили и... Как бы это повежливее? Не получили обещанного "кайфа". Звук какой-то невнятный, и хорошо знакомая фонограмма звучит совсем не так, как надо. Плюс разные посторонние шумы (в том числе исходящие от соседей) и механическое "дребезжание". И в довершение ко всему сосед начал барабанить в стену, требуя "прекратить это издевательство". Но почему же так получилось? Давайте попробуем разобраться.

Начнем, как говорится, "от яйца …….или курицы". Точнее, с природы звука, законов его распространения и некоторых особенностей его восприятия человеческим ухом.

Звук в широком понятии - колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твердой среде. А в узком смысле - явление, субъективно воспринимаемое специальным органом чувств человека и животных. Проще говоря, вы хлопнули в ладоши, ударили мячом об пол или сказали слово, то есть издали всего лишь один звук, и вот в помещении, где вы находитесь, родилась звуковая волна, обладающая энергией. Волна распространяется по помещению (падающая энергия), находит преграду (стену или перекрытие) и частично отражается от нее (отраженная энергия). Другая часть энергии волны рассеивается по преграде (рассеянная или поглощенная энергия), превращаясь в тепловую энергию. А оставшаяся часть все-таки "прорывается" сквозь преграду и выходит с другой ее стороны (прошедшая энергия).

Оговоримся сразу: этот обзор мы условно разделили на 3 части. В первой из них речь пойдет о восприятии человеческим ухом падающей и отраженной волны, а рассеянные и прошедшие волны будут оставлены соответственно для второй и третьей частей.

С помощью органов слуха человек воспринимает колебательные движения воздуха, различая их по частоте и силе. Принято считать, что мы слышим только звуковые волны с частотой от 16 до 20000 Гц. Но и в этом диапазоне разные частоты воспринимаются человеческим ухом неравнозначно. Наиболее хорошо оно слышит так называемые средние частоты (от 500 до 2000 Гц) - это разговор и бытовые шумы. Как более низкие (16-500 Гц), так и более высокие (2000-20000 Гц) воспринимаются несколько хуже. Звук с частотой 20000 Гц способны слышать в основном младенцы. В среднем возрасте максимальная воспринимаемая частота для большинства людей ограничена 17000-18000 Гц, а к старости дело доходит и до 15000 Гц. Для оценки звука принят показатель уровня его интенсивности L и особые единицы измерения децибелы (дБ). Порог слышимости человека соответствует звуковому давлению 0 дБ (2• 10-5Па). Для определения воздействия шума на слуховой аппарат человека разработаны специальная методика и шкала А, позволяющая оценивать шум различных спектров одной цифрой в единицах дБА.

Теперь о прямых и отраженных звуковых волнах. В украинском языке явление отражения звука принято называть “відгук”, рус. – “эхо”, в английском - реверберацией. Реверберация (позднелат. reverberatio - отражение от лат. reverbero - отбрасываю) - процесс постепенного затухания звука в закрытых помещениях после выключения его источника. Длительность такого затухания характеризуется временем реверберации, в течение которого интенсивность звука уменьшается в 106 раз, а его уровень - на 60 дБ. Время реверберации тем больше, чем больше объем помещения и чем меньше поглощение звука на ограничивающих поверхностях. Этот показатель является едва ли не важнейшим фактором, определяющим акустические качества помещения. Именно время реверберации оказывает значительное влияние на слышимость речи и музыки в помещении, поскольку слушатели воспринимают прямой звук на фоне отраженного. Явление реверберации в быту заметно, например, в новом доме, еще не заполненной мебелью. В этом случае вы слышите как прямой, так и отраженный от ограждающей конструкции звук, приходящий к вам с некоторым запаздыванием.

К чему все эти научные подробности? А к тому, что без них было бы трудно понять некоторые особенности восприятия звуков человеческим ухом.

Начнем с того, что в результате эволюции слух человека сделался таким, что наиболее комфортно воспринимает шумовую обстановку, характерную для леса, но не для полностью открытого (поле) или же полностью закрытого пространства (звукоизолированная комната). Людям генетически привычно постоянно находиться в среде, где присутствуют различные шумы малой интенсивности (в лесу абсолютной тишины не бывает), но в то же время отсутствуют громкие звуки (таких шумов, действующих постоянно, в природе просто нет, а есть лишь действующие непродолжительное время - гром, шум водопада, дождь, рев животных и т. д., да и те гасятся деревьями).

Естественным для человеческого слуха является наличие сопровождающей все звуки реверберации (отраженный от деревьев сигнал) с запаздыванием в несколько десятых долей секунды. И этот отраженный сигнал как бы усиливает первичный звук и делает его "сочным". Одновременно меняется и тембровая окраска - поверхность деревьев по-разному отражает разные частоты. В поле же отраженного звука практически нет (разве что от земли, да и тот гасится ее неровностями и травяным покровом). И человек, воспринимая только прямой сигнал, теряет ощущение комфортности - звук становится "сухим".

Какое время запаздывания отраженного сигнала ощущается как наиболее комфортное? Специалисты-акустики считают, что это около 0,02 с (время запаздывания отраженного звука от преграды на расстоянии 3,5 м). Сигнал с меньшим временем запаздывания (например, отраженный от преграды на расстоянии 1 м - запаздывание в этом случае составляет всего 0,006 с) человеческим ухом просто не воспринимается ("сухой" звук). Ну, а сигнал, запаздывающий более чем на 1,5 с, наложившись на прямой звук, делает его неразборчивым - вроде бы все слышишь, а вот понять не можешь (вспомните типичную вокзальную ситуацию, когда даже при большом усилии не удается разобрать, что же все-таки объявил диктор).

Таким образом, чтобы комфортно воспринимать речь и музыку, человек должен находиться в оговоренных благоприятных для него условиях - в помещении, где нет ни сильных длительных шумов, ни полной тишины, но при этом имеется небольшое (комфортное для слушателя) время запаздывания звука и, конечно, отсутствуют посторонние, поступающие извне шумы. Да, все именно так. Вот почему практически нет людей, которым бы не нравилось слушать органную, фортепьянную или симфоническую музыку в концертном зале, но ту же музыку, транслируемую по телевизору или воспроизводимую проигрывателем, любят далеко не все. Не хватает того самого отраженного и чуть запаздывающего звука. Да и посторонние шумы дома могут отвлекать. Но если смотреть концерт или воспроизводить его стереозапись в помещении, где, кроме звука из динамиков, появится отраженный сигнал со временем запаздывания, соответствующим концертному залу, музыка будет восприниматься точно так же, как в этом самом зале.

Однако сказанное относится только к записям старого образца, которые специалисты за отсутствие объемности звучания называют "плоскими". Современные методики позволяют придать звуку необходимую объемность. Он записывается в специально оборудованной студии, причем каждый инструмент отдельно. Из записи убираются все лишние шумы и хрипы. Затем инструменты накладываются друг на друга, поверх записывается голос певца. Но этим дело не ограничивается. Далее звукорежиссер создает звуковые спецэффекты и добавляет то, чего не было при записи в студии, - электронное эхо. Да, речь идет о той самой реверберации. И в результате на пластинке оказывается исправленный и уже "доведенный до ума" звук. Остается лишь воспроизвести его именно так, как он записан, и наслаждаться.

После того как мы разобрались с понятиями и законами распространения звука, вернемся чуть назад - к вступлению к этому обзору. Честно говоря, нарисовав в начале материала столь печальную картину, мы, конечно же, несколько утрировали. Плачевный результат ожидает покупателя стереосистемы или домашнего кинотеатра далеко не во всех случаях.

Например, многие из тех, кто, приобретя такую систему, устанавливает ее в "обычной" жилой комнате (чаще всего это гостиная), вполне могут сразу же получить вполне удовлетворительный результат. Удовлетворительным он может оказаться по двум причинам. Во-первых, имеющиеся в гостиной ковры, мебель (особенно мягкая) и прочие атрибуты домашнего уюта несколько "погасят" отраженный сигнал. Во-вторых, в гостиной, являющейся и комнатой для прослушивания звукозаписей, и домашним кинотеатром, как правило, устанавливается не слишком дорогостоящая аппаратура. Так что если из-за недочетов помещения некоторые нюансы звучания утратятся, это не будет особенно заметно.

Но этот вроде бы положительный результат еще совсем не означает, что проблем нет и они в ваших условиях никогда не возникнут. Очень может быть, что, как только вы увеличите громкость, проблемы тут же выявятся. Что же может произойти? Например, могут начать дребезжать стекла. Как оконные, так и в серванте (не говоря уж о находящейся в нем посуде). Окна большого размера способны сработать как мембрана и начать отражать и даже усиливать звук, на определенных частотах входя в резонанс с падающей волной. Поэтому с точки зрения акустического комфорта лучше, если в окнах установлен двухкамерный стеклопакет. И не с одинаковыми четырехмиллиметровыми, а с более толстыми стеклами - в данном случае, чем их толщина больше, тем ниже звукопроницаемость конструкции и меньше вероятность того, что стекло начнет дребезжать. Например, неплохо использовать стеклопакет с формулой 6-4-5 мм, а еще лучше - с формулой 4-6-8 (толщина стекол приведена от наружного к внутреннему). А раз уж мы заговорили о звукопроницаемости, то следует отметить, что этот показатель можно дополнительно понизить, применив так называемый "несимметричный" стеклопакет, в котором среднее стекло приближено к одному из крайних. Такой стеклопакет не просто обеспечивает надежную защиту от уличного шума, но и меньше резонирует. Вероятность резонанса снижают и путем применения окон, разделенных импостами (чтобы площадь отдельных использованных в них стеклопакетов была как можно меньше).

Неприятности могут исходить и от подоконника. С точки зрения акустики пластиковый подоконник гораздо хуже изготовленного из ДСП, поскольку внутри пластикового есть полости. О конструкции окон и подоконников, естественно, надо задумываться еще до их непосредственной установки. А что же делать, если и то и другое уже есть и все вместе создает акустический дискомфорт? В некоторых (но, к сожалению, далеко не во всех) случаях способны помочь тяжелые бархатные шторы. Еще можно посоветовать установить массивные внутренние ставни, которые будут закрываться на время просмотра фильма или прослушивания музыки.

Кроме того, акустических неприятностей можно ожидать от полов, причем особенно существенных - от ламинированных и керамических. Эти покрытия имеют довольно твердую поверхность и потому отражают звук значительно сильнее деревянных (паркета, массивной доски). Средством спасения (правда, не всегда) может стать постеленный на пол ковер. И последнее - стены и перегородки. Особенно много неприятностей могут доставить легкие каркасные конструкции, обшитые одним слоем гипсокартона, с расположением стоек через каждые 60 см. Такая перегородка способна начать вибрировать и даже резонировать, как большое стекло.

Посоветовать тут можно следующее. Во-первых, слоев гипсокартона должно быть, как минимум, два, со смещением швов одного слоя относительно другого. Во-вторых, при сборке надо тщательно затягивать саморезы, прикрепляющие гипсокартон к каркасу (не забудьте это проконтролировать!). И, конечно же, внутреннее пространство каркасной перегородки обязательно должно быть заполнено эффективным звукопоглощающим материалом. Лучше, если конструкции будут опираться на плиты перекрытия, ригели, несущие балки, но ни в коем случае не на лаги или чистовые полы. Ну, а как бороться с вибрацией стекол серванта и посуды, думаем, понятно - лучше всего просто удалить сервант из "кинозала".

Гораздо чаще с нежелательными акустическими явлениями сталкиваются те "счастливцы", которые ценой, можно сказать, титанических усилий выделили под домашний кинотеатр отдельное помещение. И этим людям, пожалуй, вдвойне обидно. Еще бы! Оформил специальное помещение, приобрел дорогостоящую аппаратуру - и на тебе! Звук такой, что уже через несколько минут ничего не хочется ни слушать, ни смотреть, а тянет лишь поскорее покинуть комнату.

Что создает звуковой дискомфорт? К причинам, перечисленным выше, стоит добавить еще две. Первая - количество отражений и их длительность существенно превышают рекомендованные значения, что создает так называемую "звуковую кашу". Вторая - плохая форма помещения. Например, в прямоугольных "пеналах" часто возникает "стоячая волна" - в некоторых местах звук усиливается, а в каких-то, наоборот, ослабевает. И все из-за того же - из-за наложения отраженного сигнала на первичный. Могут возникнуть и другие нежелательные звуковые эффекты. Например, явления "порхающего эха" (появляется между двумя параллельными стенами) и "звукового отскока" (отражения звука от двух или трех сходящихся в углу поверхностей).

Как с этим бороться? Первый способ борьбы - конструктивный. Например, для устранения "порхающего эха" можно с помощью гипсокартонных листов сделать стены "кинозала" не совсем параллельными (с отклонением на 3°). Или создать в помещении множество выступов и углов, используя тот же гипсокартон или мебель. Еще помогает установка пилястр, размер которых зависит от размера зала (у специалистов имеются на этот счет особые рекомендации). И в том, и в другом, и в третьем случае будет происходить рассеивание звука - он начнет отражаться под углом, отличающимся от 90°. В результате, как говорят профессионалы, увеличится диффузность звукового поля - вероятность того, что в каждой точке помещения и в каждом направлении уровень звука и его частота окажутся одинаковыми. То есть все точки внутри пространства станут "звукоравнозначными".

С точки зрения геометрии всегда лучше, если помещение соответствует формуле золотого сечения: отношение длины к ширине и высоте - 1/0,68/0,32. Кроме того, помещение не должно быть очень низким (менее 220 см). Если оно именно таково (например, это подвал), не стоит и пытаться создавать кинотеатр - низкие частоты все равно не будут гармоничными.

Второй способ, говоря профессиональным языком, заключается в "акустической обработке" помещения с использованием специальных акустических материалов. Они подразделяются на звукопоглощающие и звукоизоляционные, и на каждом из них имеет смысл остановиться подробнее.