Modelling and Improvement of Absorbent Materials applied on periodic fitting panels

Abstract

The challenge of absorption in room acoustics is finding solutions that perform efficiently in most of the acoustic frequency range. While porous or fibrous materials deliver great performance in high frequencies, large membrane or elements creating Helmholtz effect are necessary to reduce the sound energy of lower frequency sound waves. Thus, there is no element or material that can meet the requirements of all the spectrum, but a combination of elements can lead to an optimum performance. This work aims to model and compare the absorption behavior of different acoustic materials combined. The learnings will be applied to a commercial absorption solution based on periodic fitting panels. The designed Mathematical model is defined based on the modification of existing ones factoring the behavior of a low-frequency efficient material (membrane). The final model is compared with empirical tests of the materials in plain set up and shaped as fitting panels. The result is the definition of the most suitable materials for a commercial absorption solution panel that is able to reduce the reverberation in all human voice frequency range.

El gran desafío de la absorción en acústica de salas, es encontrar soluciones que rindan de manera eficiente en todo el rango de frecuencias. Mientras que materiales fibrosos o poroso tienen un gran rendimiento a altas frecuencias, para bajas es necesario aplicar elementos que generen reduzcan la energía de las bajas frecuencias como membranas o efecto Helmholtz. No hay material o elemento que sea capaz de cumplir los requerimientos de todo el espectro, pero la combinación puede permitir un rendimiento óptimo. Este trabajo pretende modelar y comparar el comportamiento de absorción de diferentes materiales acústicos combinados. Las conclusiones se aplicarán a Piezas encajables conformadas. El modelo matemático para estimar el comportamiento esta basado en modelos de elementos absorbentes y se complementa con el rendimiento de bajas frecuencias de elementos de membrana. El modelo final es comparado con valores empíricos de los materiales en plano y en Piezas encajables conformadas. El resultado es la definición de la combinación de materiales óptima para una solución de absorción que sea capaz de reducir la reverberación en el rango de frecuencias de la voz humana.