Встраиваемая акустика в современных архитектурных проектах

Инсталляционная или архитектурная акустика ‒ многогранная и интересная тема, к которой относятся разные группы акустических систем, включая настенные модели, саундбары, ландшафтную акустику, но самая большая ее часть ‒ акустика встраиваемая. По умолчанию встраиваемая акустика решает насущную проблему современных интерьеров, избавляя те от «лишней» мебели и на практике реализуя девиз: акустика должна быть слышна, но незаметна. По тем же причинам популярны встраиваемые шкафы и встраиваемая бытовая техника: сохраняя полный функционал, вещь, тем не менее, прячется с глаз, освобождая жилое пространство. Учитывая, сколько людей интересуется дизайнерскими интерьерами Lifestyle, встраиваемая акустика была обречена на успех. Первые серийные модели встройки появились на рубеже 80-ых годов прошлого века в Штатах, а пионерами этого направления по праву считаются компании Speakercraft и Sonance. Впрочем, идея незаметной акустики витала в воздухе и раньше. Случалось, что в проектах, требующих особо трепетного отношения к дизайну, инсталляторы исхитрялись устанавливать автомобильную акустику, и клиенты были очень довольны результатом. Тут-то и возникла проблема, которая мешала воспринимать встройку серьезно. Изначально встраиваемая акустика решала вопросы эстетики, поэтому за ней надолго закрепилась репутация дешевых колонок с посредственным звучанием, годных лишь в случаях, когда качество воспроизведения не имеет первоочередного значения. Десятилетия о ней пренебрежительно отзывались аудиофилы и производители акустики High-End класса. Между тем, встройка не имеет каких-то теоретических ограничений на качество воспроизведения, при должном внимании к деталям конструкции и правильном монтаже встройке ничто не мешает звучать на уровне корпусных домашних колонок. Нужно было только дождаться, когда рынок созреет, родив спрос на встройку высокого класса.

Сегодня на рынке наряду с недорогой встройкой для коммерческого применения или непритязательных домашних аудиосистем озвучивания помещений, можно найти множество примеров высококачественной акустики. Встройка может быть не только незаметной, но и неприхотливой, проникнув в нишу всепогодной акустики, которую применяют в местах повышенной влажности или в инсталляциях на открытом воздухе. В ассортименте всепогодной встройки можно найти высококлассные модели, которыми оснащают шикарные океанские яхты. Да, качественная встройка стоит существенно дороже обычной, но это объяснимо, ведь на нее идут лучшие материалы и комплектующие. В наши дни многие уважаемые производители акустики High-End делают встраиваемые аналоги своих лучших корпусных колонок, применяя те же референсные излучатели. Не удивительно, что на выходе получаются модели с бескомпромиссным качеством воспроизведения. И вряд ли популярность встройки пошатнется в ближайшем будущем: клиенты по-прежнему без ума от дизайнерских интерьеров, да и современные технологии, будь то мультирум или новые форматы 3D-звука, также играют на стороне инсталляционной акустики.

Плюсы и минусы встраиваемой акустики

Перед тем как приступить к описанию разновидностей встройки приведем ее основные преимущества, ради справедливости упомянув и некоторые аргументы против нее.

В очередной раз отметим главный плюс встройки ‒ скрытность установки. Встраиваемые акустические системы не занимают место, убирают с глаз кабели, проведенные в стенах. Встройка незаметна, она не мешает реализации любых фантазий дизайнера интерьеров. В современных моделях встройки применяются металлические грили без рамок, встающие заподлицо к монтажной поверхности, не выделяясь. Как правило, грили можно окрашивать в любой цвет, совсем скрыв акустические системы, доведя их до дизайнерского идеала, ‒ звук есть, а самих колонок как бы нет.

незаметность - главный, но не единственный плюс встраиваемой акустики

Естественное усиление нижних частот и отсутствие дифракции звука на корпусе. Потенциально встройка может воспроизводить более ровный звук по сравнению с корпусной акустикой, потому что не страдает от «Baffle Step» ‒ акустического эффекта, связанного с интерференцией прямого излучения динамиков со звуком, отраженным от передней панели громкоговорителя, и дифракцией звука на кабинете в целом. Сам эффект ‒ сложный, зависит от размеров передней панели, от формы корпуса и краев фасада, от положения излучателей, но имеет довольно простое объяснение. На низких частотах длина звуковой волны сильно превышает геометрические размеры корпуса, звук свободно огибает его, и басовик излучает равномерно во все стороны. На высоких частотах наблюдается другая картина: звук полностью отражается от передней панели, а твитер излучает строго вперед, имея узкую направленность излучения. Что получается? При одинаковой выходной мощности один динамик (басовик) работает на все пространство, а другой (твитер), упрощая, озвучивает переднее полупространство. Таким образом, в месте прослушивания перед громкоговорителем звук басовика будет вполовину слабее звука твитера, то есть меньше на 6 дБ. В то же время на промежуточных частотах возникнет переходная область с интерференцией прямых и отраженных волн, приводящей к неравномерностям частотной характеристики. Разумеется, если заменить басовик и твитер на один широкополосный излучатель, ситуация не изменится.

влияние дифракции и эффекта Baffle Step на частотный отклик АС

При увеличении размеров лицевой панели область влияния «Baffle Step» будет смещаться в сторону низких частот, а в предельном случае панели типа бесконечный экран неприятный эффект полностью исчезает. Но производители корпусной акустики не могут делать огромные кабинеты ‒ это просто непрактично, приходится бороться с «Baffle Step» разными ухищрениями, экспериментируя с формой кабинета и создавая компенсацию разделительными фильтрами. Со встройкой все куда проще: после установки в стену лицевая панель превращается в «бесконечный экран», автоматически устраняя эффект «Baffle Step».

Ослабление эффекта отражения звука от стен помещения. Интерференция прямого и отраженного от границ комнаты звука приводит к эффекту гребенчатой фильтрации ‒ пиков и провалов на частотной характеристике. И первое, самое сильное звуковое «эхо» дает ближайшая стена, как правило, та, что находится позади колонки. В результате ухудшается собранность баса, объемность и фокусировка виртуальной сцены. Отодвигая колонки от стены, мы увеличиваем время прихода отраженной волны, ослабляя ее влияние на звук. Именно поэтому аудиофилы рекомендуют ставить корпусную акустику подальше от стен, как минимум в метре от стены позади колонки. Но можно поступить по-другому: вообще избежать первого отражения от стены, встроив в нее акустику. Строители элитных домашних кинозалов давно оценили этот метод. Найдите любые фотографии: не только из-за красоты заэкранные мониторы всегда устанавливаются в ниши, а лучше встраиваются в фальш-стену. Получается, встройка и тут оказывается на передовых позициях акустического дизайна.

встроенные в стену заэкранные мониторы и сабвуферы в элитном ДК - привычное дело

Встройка идеально подходит для целого ряда новых аудио-приложений. Встройка ‒ лучший кандидат для использования совместно с акустически прозрачными экранами видеопроекторов. Встройку не обязательно использовать везде, многие клиенты оставляют комнатную акустику на центральном и фронтальных каналах, отдавая другие каналы на откуп незаметной инсталляционной акустике. Особенно роль встраиваемой акустики возросла с появлением современных форматов 3D-звука: Dolby Atmos, DTS:X и Auro 3D. Трехмерность звучанию придают верхние каналы окружающего звука, и такая конфигурация прямо намекает на использование потолочной встройки. Кроме того, встройка отлично подходит для мультирумных проектов, не множа количество корпусной акустики в разных комнатах.

пример ДК Dolby Atmos на топовой встройке KEF

Установка встройки сложнее, чем у традиционной комнатной акустики. Проект надо продумать заранее, так как переделка снова потребует «вырезание» стен и потолка. Но производители активно работают над упрощением монтажа, оснащая встройку фиксаторами, предлагая установочные кронштейны.

Трудности с будущим апгрейдом аудиосистемы. Не факт, что удастся найти новые акустические системы под старые размеры, проект аудиосистемы придется капитально переделывать.

Проблемы с направленностью. Об этой проблеме стоит помнить, но относится она скорее к прошлым временам встраиваемой акустики или к сегодняшним совсем уж бюджетным моделям, лишенным поворотных излучателей или других способов коррекции направленности.

Преимущества встройки объективны, в то время как ее проблемы ‒ сложности проектирования, выбора моделей и монтажа. На наш взгляд, это не основание для полного отказа от встройки, а повод доверить проект профессионалам.

Разновидности встраиваемой акустики и области ее применения

Встройки выпускается много и разной, не так-то просто разделить ее на категории, ничего не забыв. По месту установки встройка делится на две группы: одни модели предназначены для монтажа в потолок, другие ‒ в стену. Первые традиционно выпускаются в компактных корпусах круглой формы, вторые оснащаются прямоугольными корпусами. Впрочем, сегодня многие производители выпускают универсальную круглую встройку, дополняя ее круглым или квадратным грилем в зависимости от места установки.

Как и корпусная акустика, встраиваемые модели имеют свое предназначение. Встройка, которую планируют использовать в стереосистеме высокого класса или в многоканальной аудиосистеме в роли «центра» или фронтальных каналов, должна обладать достаточной мощностью и нацеленностью излучения. Причем тут направленность? Если потолочные колонки расположить над слушателем, то и музыкальная сцена будет формироваться над головой, но оценить ее слушатель сможет, только задрав голову и развернув уши в направлении источников звука. Согласитесь, это как-то неудобно. В домашнем кинотеатре звук и видео нужно связать друг с другом, поэтому фронтальная акустика должна располагаться недалеко от экрана, а «центр» в непосредственной близости от него. Сблизить акустические системы с экраном, направив их в сторону зрителей, нетрудно со стенной встройкой, но не всегда возможно с потолочной. Поэтому, кстати, потолочную встройку и не рекомендуют для воспроизведения главных каналов аудиосистемы. Располагаясь на потолке, она всегда будет давать некоторое смещение звуковой сцены относительно видеокартинки. Однако, смещение можно сделать несущественным, использовав потолочную встройку с регулируемой направленностью.

производители используют разные методы для направления, фокусировки или расширения направленности встройки: верхний ряд - Jamo и James Loudspeaker, нижний - Speakercraft и KEF

Для корректировки направленности применяются разные методы. К примеру, излучатели СЧ/ВЧ-звена располагают на скошенной панели или используют независимые поворотные модули, позволяющие точную регулировку направленности. Дополнительно нацелить и сфокусировать излучение, повышая звуковое давление в зоне прослушивания, помогают разнообразные акустические линзы или даже массивы излучателей. Например, Speakercraft применяет линейные массивы из нескольких твитеров, а James Loudspeaker предпочитает использовать в старших моделях встройки матрицу из четырех твитеров, вставленных в прямоугольный рупор. Своим путем идет компания KEF. Она выпускает моторизованную встройку, которая в неактивном положении спрятана в потолке, но перед работой выезжает, разворачиваясь к слушателям. Но основная фишка KEF ‒ не моторизация, а фирменная технология Uni-Q. Драйверы Uni-Q обладают высокой акустической эффективностью и очень широкой, однородной диаграммой направленности, поэтому не требуют нацеливания.

На самом деле, подстройка направленности излучения не помешает и стеновой акустике. Как настраивают комнатную акустику? Звук редко получается идеальным при параллельной установке колонок, обычно их слегка поворачивают внутрь, отлавливая оптимальный объем и контрастность музыкальной сцены. И хорошая встройка в стену, если она не комплектуется специальными динамиками, должна учитывать возможность подобной коррекции.

модели тыловой встройки от Jamo и Speakercraft

К акустике каналов окружающего звука предъявляются совершенно иные требования. Для них, наоборот, слишком направленный звук бывает вреден. Если громкоговоритель находится слишком близко к слушателю, звук может «привязываться» к конкретной колонке, вместо того чтобы «растекаться» вокруг, формируя равномерную панораму. По этой причине в стандартах THX для тыловых каналов рекомендуется акустика с ненаправленным, диффузным звуком. И встройка, особенно потолочная, прекрасно подходит на эту роль: поставив ее в стороне от слушателя, получаем искомый, рассеянный отражениями звук. Но эффект можно еще усилить, используя специализированные модели встройки с биполярной или дипольной конфигурацией излучателей.

технология Small Aperture, запатентованная James Loudspeaker

невидимые панели Amina могут устанавливаться под штукатурку или другой материал

Мода на архитектурную акустику вынуждает производителей изобретать новые технологии, усиливающие ее незаметность. Здесь мы не будем подробно останавливаться на этой интересной теме, упомянув лишь несколько экзотических решений. Одно из них предложила компания James Loudspeaker, создав семейство встройки Small Aperture: полноценный 3-полосный громкоговоритель прячется в стену или потолок, в то время как звук выводится из малого отверстия, диаметр которого составляет всего 75-100 мм. Выход можно легко замаскировать под обычный осветительный модуль. А в Monitor Audio придумали, как замаскировать встройку под картину, выпуская несколько моделей разных размеров. Но есть и более радикальные решения, ведущие к реальной невидимости акустики. Компании Amina и Monitor Audio производят встройку, оснащенную оригинальными вибрационными драйверами. Вмурованные в стену колонки могут работать под слоем штукатурки с краской или обоями. После монтажа догадаться о существовании акустической системы можно будет только по возникающему откуда-то звуку.

пример встройки "стерео в одной колонке" из арсенала Monitor Audio и KEF

Иногда места настолько мало, что нет смысла ставить пару акустических систем, ‒ все равно нормальной стереобазы не получится. В прихожей или душевой, на тыловых каналах в комнате неправильной формы проблему можно решить с помощью акустики «стерео в одной колонке». Такие модели внешне напоминают дипольную встройку, но конструкция у них другая. Как правило, они комплектуются двумя парами акустических клемм для приема стереосигнала, имеют пару разнонаправленных твитеров (по одному на канал), и единственный басовый динамик, оснащенный двойной звуковой катушкой, которая суммирует низкочастотный сигнал двух каналов.

встройка, установленная на яхте

Современная встройка сумела проникнуть в ниши, где обычной акустике не выжить из-за суровых условий работы: сауны, бассейны, открытые веранды и т.д. Неприхотливая встройка входит в широкую категорию всепогодной (all-weather) акустики и по определению должна отличаться от обычных домашних моделей. Набор качеств у всепогодной встройки может быть разным в зависимости от области применения. Например, акустике для сауны можно ограничиться защитой от влаги и расширенным температурным режимом работы, в то время как встройка «морского стандарта» в идеале должна обладать всем спектром защиты: от жары и холода, от пыли, ультрафиолета и соли. Защита от неблагоприятных условий предполагает свои особенности конструкции: особый подбор комплектующих, корпус из специального пластика или металла. Аналогичная ситуация с динамиками: металлические диффузоры, подвесы из износостойкой резины типа сантопрена. Металлические детали корпусов часто делаются даже не из алюминия, а из нержавеющей стали, для дополнительной защиты применяются специальные покрытия. Даже моторы излучателей и схемы разделительных фильтров оборудуются защитой от пыли и влаги.

В коммерческих проектах часто можно встретить встройку для высоковольтных сигнальных линий: 70-вольтовый коммерческий стандарт используется в распределенных аудиосистемах, применяемых в торговых комплексах, аэропортах, отелях, ресторанах и т.д., везде, где нужно озвучивать большие площади, собирая сеть из десятков и сотен громкоговорителей. В таких проектах сложности возникают не только из-за количества акустических систем, проблему представляет удаленность колонок от усилителя и, как следствие, значительные потери мощности при передаче сигнала. Выход из ситуации заключается в использовании высоковольтных линий, специальных инсталляционных усилителей и акустических систем, снабженных понижающим трансформатором, который высоковольтный и слаботочный сигнал преобразует в сигнал с низким напряжением и высоким током. Однако 70-вольтовые линии применяются не только в бизнесе, они используются и в частных проектах для создания крупных мультирумных систем или озвучивания зон отдыха на приусадебном участке. Кроме 70-вольтовых линий в индустрии встречаются также сигнальные линии с напряжением 100 В.

встройка широко используется в коммерческих проектах, например, в торговых центрах

Вообще-то коммерческая встройка ‒ это отдельный мир, в котором ценится функциональность, долгий срок службы и доступная цена продукции, что неудивительно учитывая, сколько акустических систем приходится задействовать в масштабных проектах. Поэтому среди видных производителей коммерческой инсталляционной акустики много специализированных брендов, занимающихся только этим сегментом. Иногда такие компании, например, испанский бренд Ecler, не ограничиваются только лишь производством акустических систем, предпочитая комплексный подход, то есть выпускают и сопутствующую электронику: источники, микшеры, процессоры, усилители, системы контроля и управления, программное обеспечение и т.д. Все, для того чтобы проектировщики и инсталляторы, рассчитывая и воплощая крупный проект, не задумывались о совместимости устройств разных производителей.

Важные параметры встройки

Одна из определяющих характеристик встраиваемой акустики ‒ глубина монтажа, в проектах с тонкими стенами она может заметно ограничить выбор клиента и инсталлятора. Пару десятилетий назад технологии не позволяли сделать качественные динамики плоской конструкции. Но сегодня, с широким использованием компактных, но мощных неодимовых магнитов вопрос решен: на рынке можно встретить не только тонкую встройку с глубиной менее 10 см, но и сверхтонкие модели, глубина которых не превышает 4-5 см.

примеры сверхтонкой встройки от KEF (37 мм) и Monitor Audio (50 мм)

Другая важная характеристика встройки ‒ размер басовика. Какой выбрать? Известно, что для воспроизведения глубокого и громкого баса динамик большого диаметра желателен, но не обязателен. Можно обойтись и маленьким басовиком, обеспечив тому большой ход диффузора и/или увеличив число низкочастотных излучателей. Но последние методы улучшения баса и низкочастотной динамики трудно воплотить в компактной и плоской встройке, стремящейся к минимальной установочной глубине. Поэтому размер басового динамика у встройки играет несколько большую роль, чем у корпусной акустики. Тем не менее, законы выбора остаются теми же: звук Hi-Fi класса в большой комнате требует соответствующих акустических систем ‒ это справедливо и в случае встройки. В просторных помещениях в стереосистеме или на фронтальных каналах ДК для того чтобы получить достаточно громкий звук с хорошей динамикой лучше использовать встройку с диаметром басовиков от 8 дюймов или модели с несколькими НЧ-драйверами. Для средних по площади помещений или каналов окружающего звука подойдет встройка с 6.5-дюймовыми басовиками. Модели с басовиками меньшего калибра лучше использовать в небольших комнатах.

уникальная встройка с акустическим лабиринтом от Beale Street Audio

В корпусной акустике для увеличения количества баса повсеместно применяется фазоинверторное оформление корпуса, но во встройке эту технологию почти не встретишь. И это логично, большая часть встраиваемой акустики вообще не имеет заднего корпуса. В тех же, что оснащены кабинетом, редко удастся найти место для длинной фазоинверторной трубы, иначе придется отказаться от малой глубины колонки, а для встройки ‒ это критичный параметр. Но в любом правиле бывают исключения. Например, компания Beale Street Audio использует даже не фазоинвертор, а акустический лабиринт Sonic Vortex, обеспечивающий контролируемый подъем мид-баса на 6-9 дБ в сравнении с закрытым корпусом того же объема.

Нужен ли встройке задний корпус?

От разговора о воспроизведении баса плавно перейдем к теме задних корпусов встройки, напомнив, что у большинства моделей на рынке их вообще нет. По крайней мере, нет в стандартной комплектации, хотя нередко задний короб можно приобрести отдельно. Очевидно, встройка способна работать без заднего корпуса, однако без него акустическая система вряд ли выйдет на максимум качества воспроизведения. Попробуем аргументировать это утверждение. В корпусной акустике басовик неспроста работает в боксе определенного объема. В закрытом боксе при перемещении диффузора внутрь ему приходится продавливать воздух, чувствуя его упругое сопротивление, зависящее от внутреннего объема отсека. Это сопротивление будет влиять на резонансную частоту излучателя и, как следствие, на звучание. Даже в теории громкоговорителей рассматривают два предельных вида закрытого оформления корпуса: «бесконечный экран» и «воздушный подвес», которые различаются противоположными соотношениями между упругостью воздуха и упругостью подвеса диффузора. Таким образом, динамик недостаточно установить в любую закрытую нишу, для оптимальной работы ему нужен заданный объем. Именно поэтому в спецификациях большинства открытых моделей встройки производитель указывает рекомендованный объем установочной ниши. Демпфирование задней ниши или короба звукопоглощающим материалом тоже не повредит, устраняя резонансы получившегося бокса, которые легко могут привести к окрасу звучания. Только надо помнить, что звукопоглотитель изменяет эффективный объем бокса.

пример встройки с предустановленным задним корпусом - линейка Controlled Performance от Monitor Audio

Как правило, задний короб радикально улучшает качество воспроизведения баса у акустической системы. Поэтому лучше сразу выбирать встройку с корпусом закрытого типа или использовать короб от производителя, разработанный для конкретной модели. У заднего короба есть и другие положительные стороны. В моторы динамиков с внутренней стороны не попадает пыль, увеличивая срок их службы. Короб делает массивнее и жестче всю инсталляцию, препятствуя резонансам стены, что особенно актуально для мощных акустических систем. Наконец, короб устраняет проблемы, связанные с просачиванием звука в смежное помещение.

Встройка и сабвуферы

инсталляция с несколькими встроенными сабвуферами KEF

Встраиваемая акустика компактна, и даже относительно крупные модели с закрытыми корпусами или коробами, как правило, уступают по размерам кабинетов и количеству драйверов традиционным колонкам. Поэтому отдельный НЧ-громкоговоритель или, как его называют, сабвуфер, желательный в любой аудиосистеме, для встраиваемой аудиосистемы просто необходим. К счастью, звук нижних частот ‒ ненаправленный, поэтому можно взять комнатный сабвуфер, задвинув его куда-нибудь в угол комнаты. Однако современная индустрия архитектурной акустики предлагает клиентам разные варианты встраиваемых сабвуферов, производительностью не уступающих комнатным моделям.

сабвуфер скрытной установки PowerPipe

Как с обычной встройкой, сабвуферы можно устанавливать в стены или потолок. На рынке можно встретить модели с разным калибром вуферов от маленьких до крупных, превышающих диаметр 12 дюймов, с несколькими драйверами, с пассивными излучателями. Ряд производителей предлагают сабвуферы скрытной установки, созданные на базе технологии PowerPipe (запатентована James Loudspeaker) или подобной ей. Корпус такого сабвуфера может встраиваться куда угодно, хоть в пол, хоть в шкаф. Используется акустическое оформление полосового типа: динамик запечатан внутри кабинета, наружу выходит только гибкий волновод небольшого сечения, оканчивающийся решеткой, которую легко принять за вентиляцию. Сабвуферы PowerPipe, бывает, оснащаются вуферами калибра 15 дюймов, и могут брать инфранизкие частоты (ниже 20 Гц). Вот только, в отличие от комнатных моделей, которые в большинстве своем активные, встраиваемые сабвуферы имеют пассивную конструкцию, требуя внешнего усиления.

---

Подготовлено по материалам портала "Avreport.ru", июнь 2018 г. www.avreport.ru