…tai miten sisätilan akustinen maailma hallitaan
- Haluamme hallita kaikua. Emme sitä kokonaan poistaa. Muuten saa kaiuttoman huoneen, joka on Englanniksi ’Anechoic chamber’. Tietysti vierailu semmoisessa huoneessa täytyy kokeilla jos on mahdollista, mutta et halua kauan oleskella tämmöisessä tilassa. Esimerkiksi, oman äänesi kuuleminen on tosi haastavaa – et tahdo aistia kuuleeko toinen mitä sanot.
- Kaikua voi hallita kahdella tavalla. Joko vaimentamalla tai diffuusiolla. Perinteisesti, vaimentaminen tapahtuu ääni-aaltojen häviämisellä pehmeään materiaaliin, esimerkiksi huonekalusteihin – niin kuin isompaan sohvaan.
- Diffuusio on ääni-aaltojen hajoitus, jota saadaan aikaan kovilla, epätasaisilla tai epäsäännöllisillä pinnoilla. Pitkälti tämä toimii samalla tavalla kuin tutkan aallot eivät heijastu suoraan takaisin häivehäviltäjältä.
Ennen kuin jatketaan,
nostetaan esille pari sanaa, yhtenäisen terminologian mielessä:
Kaiku – avoimessa luonnossa tyypillisesti huomataan kaiku huudolla joka toistuu seinästä seinään vuoristossa. Isoissa tiloissa niin kuin stadiumissa kaiulla on pitkä vastausaika, verraten pieniin huoneisiin missä vastaus on miltei heti. Kummassakin olosuhteessa kaiku voi olla ongelmallinen ja häiritsevä kokemus.
Resonanssi – n.s. seisovat aallot, tai resonanssitaajuus jossa materiaali soi helpoiten jos materiaalia – esimerkiksi punaviinilasia – laittaa soimaan.
Helmholtz’in resonaatio – ilmiö jossa ilma resonoi esimerkiksi pullossa, kun ilmaa puhalletaan pullon suun yli, ja tästä syntyy nuotti.
Jälkikaiunta – kaiun jatkuva soitto, melkein pudottamatta voimaansa.
Vaimentava materiaali
Sänky, sohva, hyvin paksut verhot, matot, isot hernepussit. Mitä paksumpi materiaali on, sitä paremmin se vaimentaa matalat taajuudet. Verhot toimii paremmin jos nämä eivät muodosta suurta litteätä pintaa – eli kannattaa muodostaa aalto-pintaa, täten nostaen massaa tietyllä pintaalalla. Pienempi bonus on että aalto-pinta ei heijasta takaisin ääniaaltoja (korkeammat).
Äänitysstudiot käyttää mitä englanniksi nimitettään basso-ansoiksi (bass traps). Nämä ovat kaikkein helpoin ominaisuuksissaan kuutio eristysmineraalivillaa. Yksi jokaiseen huonenurkkaan, omassa pakkausmuovissaan. No, ainakin 30cm paksuudella on hyvä aloittaa.
Diffuusio-esineet
Puusta tai betonista, varhaimmat äänitysstudiot käyttivät puoliympyräiset esineet, niin kuin kreikkalaiset pilarit jotka pystysuunassa leikattu puoliksi – nämä peittivät seinät sekä katot tiettyin etäisyydellä toisistaan. Hieman myöhemmin, jotkut studiot päättivät peittää kaikki pinnat (paitsi lattiaa) näillä puoli-ympyräisillä tolpilla – siten muodustaen suuret / yhtäjatkoiset diffuuserit.
Suuret, kovat, pyöreät tai puolipyöreät esineet toimii myös. Samaten epäsäännöllinen pinta niin kuin tiiliseinä, varsinkin jossa kivien päädyt ovat käännetty huoneistoa päin. Mitä epäsäännöllisin jakautuma sekä syvyys, sitä parempi diffuusio.
Myöhemmin styroxi (EPS) tuli kuvioon. Storoxi toimii yhtä hyvin materiaalina diffuusioon. Erityisen hyvin jos matemaattinen sovellus on lähtökohta. Tämä pitää myös paikkaansa puulle ja betonille, sekää muu kovempi materiaali.
Eristemateriaalit, ja näiden vaimennusasteet
- Jos tarkistaa vaimennusasteen vaikutusta taulukoissa, eristetuottajan tuoteluettelossa, huomaa että nyrkkisääntönä voi pitää vaimennusasteen korotus taulun pintaalan kasvaessa. Mitä pienempi pintaala, sitä aiemmin vastaan tulee korkeiden taajuuksien katto. Tyypillisesti, ’yläraja’ tulee vastaan 2000 Hz kohdalla. Tämä on ainoastaan puoliväliin ihmisten puheen äänispektrumissa.
- Toinen nyrkkisääntö on taulun paksuus – mitä pitempi matka ääniaallolle taulun läpi, sitä parempi vaimennusaste, eli vaikutus. Ensimmäisen säännön kanssa, täten taulun tilavuudella on sanomista vaikutuksessa. Esimerkiksi äänitysstudiossa, vähintään 1m3 eristettä on jaettu kahteen nurkkaan piiloon.
- Todettakoon, että monet teollisvalmistetuista tauluista ovat rakenne-mielessä kovennettu. Siis pinnat ovat joko vahvistettu kipsillä, tai maalattu. Näin olleen äänen vaimennus laskee, koska pintaan on lisätty materiaali joka käytännössä heijastaa varsinkin korkeammat ääniaaltojen taajuudet.
- Neljäntenä nyrkkisääntönä; jos jättää ilmatilaa akustiikkataulun taakse, vaimennuksen teho ottaa kunnon askeleen parempaan suuntaan. Näin, koska:
- jokaisen median vaihto suuntaa ääniaallon matkaa hieman. Esimerkkinä miten vesiraja, ilman ja veden median välillä, vaihtaa valoaallon kulmaa.
- ääniaallon matka kasvaa, varsinkin edestakaisin jaksavilla taajuuksilla.
- taulun pintaala työstää isompaa aluetta, varsinkin jyrkässä kulmassa tulevat ääniaallot.
- Katto-ripustuksen vaihtoehdot, paremmalle vaimennus-teholle: jos vain mahdollista, niin levyjen ripustus vertikaalissa kasvattaa tehoa. Näin, koska:
- ääniaallon matka kasvaa, varsinkin matka menee useamman levyn läpi. Elikkä enemmän massaa on vastassa.
- jokaisen median vaihto suuntaa ääniaallon matkaa hieman.
Tilannekuvaus:
Sivukartta (tulossa)