Какая шумоизоляция действительно лучше задерживает звук?
Сравнивать материалы только по толщине, массе или заявленным производителем характеристикам недостаточно. Поэтому мы провели лабораторное испытание трёх готовых двухслойных систем шумоизоляции среднего уровня:
В каждом случае использовалась одинаковая схема: сначала на металлическую панель наносился вибродемпфер, поверх него — шумоизолирующий сэндвич. То есть мы сравнивали именно то, что в итоге работает в автомобиле: металл + вибродемпфер + шумоизоляционный слой.
Как проходило испытание
Испытания проводились в лаборатории виброакустических испытаний. Каждая комбинация материалов устанавливалась на одинаковую стальную пластину размером 500×500 мм и толщиной 0,8 мм. Условия испытаний: температура 22 °C, относительная влажность 50%.
Цель испытания — определить изоляцию воздушного шума готовой многослойной конструкции. Эти параметры и условия зафиксированы в протоколе испытаний №75/3.
Принцип измерения довольно простой. С одной стороны панели находится источник звука. С другой стороны измеряется, сколько звуковой энергии прошло через обработанную металлическую пластину.
Чем выше показатель изоляции R в децибелах — тем меньше звука прошла конструкция. Это важно: здесь логика обратна обычному измерению шума в салоне. Мы смотрим не на то, сколько шума осталось, а на то, сколько децибел конструкция смогла задержать.
Для измерений использовалось профессиональное акустическое оборудование, в том числе анализатор Brüel & Kjær Type 2270.
Что мы испытывали
Silent Lab Sigma Red + Sigma Block
Первый слой — Silent Lab Sigma Red, мастичный вибродемпфер для вибронагруженных зон кузова. Второй — Sigma Block, многослойный шумоизолирующий сэндвич с тяжёлой звукоизоляционной мембраной.
Фактические параметры готовой конструкции по протоколу:
- толщина — 9,6 мм
- масса — 12,0 кг/м²
SGM Onyx Prime + Prime Barrier Mix
Первый слой — вибродемпфер SGM Onyx Prime. Второй — многослойный шумоизолятор SGM Prime Barrier Mix с тяжёлой акустической мембраной.
Параметры испытанного образца:
- толщина — 10,0 мм
- масса — 11,0 кг/м²
Comfort Mat Viper + Blockshot
Первый слой — мастичный вибродемпфер Comfort Mat Viper. Второй — многослойный шумоизолятор Comfort Mat Blockshot.
Параметры образца:
- толщина — 10,4 мм
- масса — 8,5 кг/м²
Таким образом, все три системы получились близкими по толщине, но заметно отличались по массе.
Результаты
Лаборатория измеряла изоляцию воздушного шума в широком диапазоне частот — от 100 до 5000 Гц. Ниже — наиболее показательная часть результатов.
По итоговому индексу изоляции воздушного шума Rw первое место заняла система Silent Lab — 34 дБ. SGM получила 33 дБ, Comfort Mat — 32 дБ. Испытания и частотные кривые приведены в лабораторном протоколе.
Но итоговый Rw — только часть картины
Самое интересное видно именно на частотном графике. Примерно до 500 Гц результаты трёх систем достаточно близки. Но начиная с 630 Гц и вплоть примерно до 1600 Гц Silent Lab последовательно показывает более высокую изоляцию, чем обе конкурирующие системы.
Особенно хорошо разница видна на двух частотах.
На 1250 Гц:
- Silent Lab — 36,2 дБ
- SGM — 33,9 дБ
- Comfort Mat — 28,9 дБ
Преимущество Silent Lab над Comfort Mat достигает 7,3 дБ.
На 1600 Гц:
- Silent Lab — 37,4 дБ
- SGM — 32,3 дБ
- Comfort Mat — 32,5 дБ
Разница составляет около 5 дБ. И это, на наш взгляд, один из самых важных результатов всего испытания.
Почему преимущество на средних частотах особенно важно
Человеческое ухо воспринимает разные частоты неодинаково. Нельзя сказать, что диапазон 630-1600 Гц является абсолютным максимумом чувствительности слуха — максимальная чувствительность человеческого уха смещена несколько выше. Но именно среднечастотный диапазон имеет очень большое значение для субъективного восприятия шума.
Здесь находится множество хорошо различимых составляющих дорожного, шинного и механического шума автомобиля. Такие звуки хорошо выделяются на общем фоне, привлекают внимание и при длительном воздействии могут восприниматься как особенно навязчивые. Поэтому две системы с близким итоговым показателем Rw совсем не обязательно будут восприниматься человеком одинаково.
И здесь результат Silent Lab становится особенно интересным. Silent Lab получил преимущество не просто в абстрактной части лабораторного спектра, а именно в диапазоне, который хорошо воспринимается человеческим слухом и существенно влияет на субъективное ощущение акустического комфорта.
Поэтому при обычном сравнении двух автомобилей «невооружённым ухом» эта разница потенциально может оказаться заметнее, чем можно предположить, глядя только на итоговые цифры:
34 дБ против 33 и 32 дБ. Иными словами, важно не только сколько шума задержала шумоизоляция, но и какую именно часть спектра она задержала лучше.
А что происходит на высоких частотах?
Здесь картина меняется. Примерно после 2000-2500 Гц преимущество постепенно переходит к SGM и Comfort Mat. Например, на 4000 Гц результаты составляют:
- Silent Lab — 45,8 дБ
- SGM — 50,7 дБ
- Comfort Mat — 51,1 дБ
А на 5000 Гц Comfort Mat достигает 52,3 дБ против 50,1 дБ у Silent Lab. То есть эксперимент не показал систему, которая была бы лучшей абсолютно на каждой частоте. Silent Lab заметно сильнее в значительной части среднего диапазона, а SGM и Comfort Mat лучше изолируют самые высокие частоты. И это гораздо более интересный результат, чем простое определение победителя одной цифрой.
Почему график выглядит именно так
Многослойная шумоизоляция — это система, в которой одновременно работают:
- масса материалов;
- жёсткость металлической панели;
- эффективность вибродемпфера;
- упругость промежуточного слоя;
- тяжёлая звукоизоляционная мембрана;
- собственные резонансы всей конструкции.
Поэтому принцип «чем толще материал — тем он лучше» здесь не работает.
На определённых частотах конкретное сочетание слоёв оказывается особенно эффективным, а на других характеристика конструкции может снижаться.
Причём речь идёт о резонансе всей системы, а не отдельного листа материала.
Что это значит для автомобиля
В автомобиле мы имеем дело сразу с двумя принципиально разными механизмами передачи шума. Структурный шум передаётся через металл кузова. Колёса, подвеска, двигатель и трансмиссия возбуждают панели автомобиля, которые сами начинают излучать звук.
Для борьбы с этим в первую очередь используется вибродемпфер. Воздушный шум распространяется уже в виде звуковой волны — от шин, дороги, двигателя, ветра и окружающего транспорта. Здесь большое значение приобретает второй слой — шумоизолирующий сэндвич.
Поэтому один только высокий коэффициент механических потерь вибродемпфера ещё не означает автоматически хорошую изоляцию воздушного шума. В этом испытании мы оценивали уже результат работы всей двухслойной системы.
Итоги
По интегральному индексу изоляции воздушного шума результат получился следующим:
1 место — Silent Lab Sigma Red + Sigma Block: Rw 34 дБ
2 место — SGM Onyx Prime + Prime Barrier Mix: Rw 33 дБ
3 место — Comfort Mat Viper + Blockshot: Rw 32 дБ
Но главный результат теста, на наш взгляд, находится не в разнице между 34, 33 и 32 дБ. Гораздо важнее характер частотной кривой.
Silent Lab показывает наиболее заметное преимущество примерно в диапазоне 630-1600 Гц — в очень значимой для субъективного восприятия части спектра. На 1250 Гц разница с Comfort Mat достигает 7,3 дБ, а на 1600 Гц преимущество над обоими конкурентами составляет около 5 дБ.
Именно поэтому в реальном автомобиле разница между этими системами потенциально может восприниматься человеком сильнее, чем можно было бы ожидать по разнице итогового Rw всего в 1-2 дБ. При этом тест остаётся честным: на высоких частотах преимущество уже получают SGM и Comfort Mat.
Но для шумоизоляции автомобиля имеет значение не только максимальное количество задержанного звука. Имеет значение, какой именно шум мы перестанем слышать. И именно здесь результаты Silent Lab оказались наиболее интересными.
Опубликовано