Järelkõlakestus

Järelkõlakestus $T_{60}$ on aeg, mille jooksul helirõhutase langeb 60 dB pärast allika väljalülitamist [1].

Sabine valem

Kõige klassikalisem seos järelkõla kestuse arvutamiseks on Sabine’i valem [1]:

$$ T_{60} = \frac{{55,3V}}{cA} $$

kus

• $V$ – on ruumi maht $[m^3]$
• $m$ – õhu sumbumistegur
• $c$ – heli kiirus, kuivas õhus temperatuuril 20° ja rõhul 1 atmosfäär on see 343 m/s
• $A$ – ekvivalentne neelamispind $[m^2]$.

Õhu sumbuvuse arvestamine

Õhu sumbuvuse arvesse võtmiseks Sabine’i valemit kasutada järgnevalt [1]:

$$ T_{60} = \frac{{55,3V}}{cA+4mV} $$

Eyring-Norrise valem

Suurema neeldumise ,$\bar{\alpha}$>0,25, korral soovitatakse kasutada Eyringi valemit [1]:

$$ T = \frac{55,3V}{-cS\ln(1-\bar{\alpha})} $$

Märkused Sabine ja Eyring-Norrise valemite kohta [1]

Järelkõlakestuse valemid on lihtsustatud mudelid, mis kirjeldavad, kuidas heli ruumis vaibub. Need toimivad ainult siis, kui ruumis on palju peegeldusi ja heli on ühtlaselt jaotunud (difuusne väli).

Madalatel sagedustel see aga ei kehti, sest ruum hakkab käituma nagu resonantskast: teatud kohtades on heli väga tugev, teistes peaaegu puudub.

Sellepärast on olemas alumine piir, millest allpool järelkõlakestuse valemid enam ei tööta. Seda piiri nimetatakse Schroederi sageduseks, ja see arvutatakse nii:

$$ f = 2000 \sqrt{T_{60} / V} $$

Kuigi teadlased on seda piiri ammu teadnud, kasutatakse mugavuse pärast järelkõlakestuse valemeid sageli ka allpool Schroederi sagedust – isegi kui see annab füüsikaliselt valesid tulemusi. Sama probleem on ka geomeetriliste akustikamudelitega, mis jäävad madalatel sagedustel hätta: seal on resonantse vähe ja õigete tulemuste jaoks oleks vaja täpset faasiarvestust.

Viited

[1] Cox, T. J., & D’Antonio, P., Acoustic Absorbers and Diffusers: Theory, Design and Application, 3rd ed., CRC Press, 2016.