En introduktion till god akustik

Enligt klassisk akustikteori finns det fem krav som när de är uppfyllda ger god akustik

  • Lämplig efterklangstid beror på rummets storlek. W. Furrers rekommendationer kan användas i rum som är mellan 200 och 20 000 kubikmeter. Såvida det inte rör en konserthall för klassisk musik, måste efterklangstiden i så stor utsträckning som möjligt vara densamma i hela frekvensområdet.
  • Enhetlig ljudspridning är viktigt i stora rum och salar där ljudet måste kunna höras lika bra överallt. Det är viktigt att ta ljudspridning i beaktande i arkitekturen. En variation på max. ±5 dB överallt i rummet är ett lämpligt krav.
  • Lämplig ljudnivå för normalt samtal är 60-65 dB, och på en trafikerad gata 70-85 dB. Vid stora sammankomster kan en högtalaranläggning i ett dämpat rum användas för att säkerställa en lämplig ljudnivå.
  • Lämpligt, lågt bakgrundsljud är ett av de viktigaste akustiska kriterierna – särskilt i konsertsalar och teatrar. Bakgrundsljud i ett rum kan komma från tekniska installationer eller ventilationssystem.
  • Inget eko eller fladdereko får förekomma för att få en bra akustik. Det är lätt att förhindra ekon genom att montera lite ljudabsorberande material på väggen.


    Att dessutom se till att ljudfältet i rummet är diffust är en annan grundläggande regel. Det kan uppnås genom att fördela ljudabsorbatorerna på ett flertal icke-parallella ytor, genom att undvika sfär-, låd- eller cylinderformer för rummet, och genom att använda så många ljudspridande element som möjligt. Se dessutom till att kontrollrum, lyssningsrum och biografer är uppbyggda symmetriskt kring ett horisontellt plan som tudelar det centrala utrymmet.

Introduktion till god akustik

Bra akustik innebär mer än att bara styra efterklangstiden. Detta avsnitt beskriver de fem parametrar som måste uppfyllas för att skapa akustisk komfort.

Vad är bra akustik? Är det i själva verket möjligt att tala om god akustik i allmänna ordalag? Eftersom akustik är baserat på erfarenhet har en bästa praxis utvecklats som, om den följs, resulterar i akustik som de flesta människor tycker är bra. Med detta menar vi en situation där ett rum (och då talar vi fortfarande bara om rumsakustik) kommer att uppfattas som bekvämt, välbalanserat, lämpligt möblerat för sitt ändamål, och som har en klar och tydlig ljudåtergivning och upplevelse.

Bra akustik är kopplat till människors välbefinnande. Det är en fråga om att du känner dig bekväm i den akustiska miljön, oavsett om det är hemma, på en restaurang, på en konsert, på teatern eller någon annan stans. Det pågår en hel del diskussioner just nu om ljudkomfort som en subjektiv upplevelse av god akustik, vilket i själva verket är en mer objektiv fråga. Här kommer vi att försöka ta en närmare titt på vilka objektiva kriterier som är inblandade. Enligt klassisk akustikteori finns det fem krav som när de är uppfyllda ger god akustik:

  • en lämplig efterklangstid
  • en jämn ljudfördelning
  • en lämplig ljudnivå
  • ett lämpligt lågt bakgrundsljud
  • inget eko eller fladdereko

Notera ordet ”lämplig”. Det innebär att de enskilda faktorerna måste justeras efter förhållandena. Vi tar dem en i taget.

Lämplig efterklangstid

En lämplig efterklangstid fås av följande: Efterklangstiden måste anpassas till rummet och rummets funktion och efterklangstiden frekvensspektrum skall vara någorlunda plant och jämnt. Undantaget är konsertsalar för klassisk musik, där efterklangstiden kan ökas något för de lägre frekvenserna. Det finns ett antal rekommendationer som kopplar samman storleken på rummet, dess användning och den resulterande efterklangstiden. Här har vi följt W. Furrers rekommendationer. Se Figur 16.

Här har vi rummets storlek (volym i kubikmeter) på den horisontella axeln, och med flera gemensamma applikationer som parametrar. Som vi ser kan diagrammet användas för rumsstorlekar från ca 200 kubikmeter upp till 20 000 kubikmeter. Till exempel bör ett rum på 1000 kubikmeter som används för både musik och tal (d.v.s. ett flerfunktionsrum) ha en efterklangstid på ca 1,2 sekunder. Utrymmen större än ca 20 000 kubikmeter, till exempel vissa arenor, är inte lämpliga för nämnda tillämpningar.

Figur 16: Optimal efterklangstid

Förutom efterklangstiden på 1,2 sekunder finns det också ett krav att denna efterklangstid i möjligaste mån bör förbli konstant genom hela frekvensområdet. Utöver de rekommendationer som anges i tabellen, finns ett antal empiriska värden som kan användas som riktlinjer för specifika tillämpningar såsom ljudstudior, biografer etc. De empiriska värdena kan hittas i facklitteratur eller på internet. 

Jämn ljudfördelning

Kravet för jämn ljudfördelning är faktiskt mycket banalt. Det bygger på det faktum att det i stora utrymmen som teatrar eller hörsalar måste vara möjligt att höra bra överallt, det vill säga att ljudtrycksnivån i dB varierar endast lite över hela publiken. Det är naturligtvis mycket viktigt i en teater att alla kan höra, även de som sitter längst bak. Kravet på en enhetlig ljudtäckning kan formuleras mycket enkelt – att ljudnivån på alla platser endast får variera med några dB, t.ex. ±5 dB. Detta kan enkelt fastställas med hjälp av en decibelmätare på utvalda platser, och det kan också ingå i specifikationerna för rummet innan arbetet börjar med att utforma akustiken.

Enhetlig ljudfördelning är inte bara en funktion av hur mycket ljudabsorption som är monterad i rummet, men framför allt av hur det ljudabsorberande materialet är fördelat, formen på rummet, samt om reflektorer etc. använts. Här kommer rummets arkitektur in i bilden. Om man till exempel har uppnått rätt efterklangstid med ett akustiktak (för att möta det första av de krav som nämnts ovan), kan samma akustiktak leda till att ljudet dämpas för mycket i taket innan den når platserna längst bak, vilket skulle vara en dålig lösning. Det ljudabsorberande materialet måste därför inte nödvändigtvis vara koncentrerad till taket, men istället vara fördelat över flera ytor. Detta är en del av processen för akustisk design, med andra ord att få de olika akustiska kraven att harmonisera med de övriga kraven för rummet.

Om det också finns ett PA-system är det viktigaste syftet med systemet att skapa en enhetlig ljudtäckning. Troldtekt-högtalare som är integrerade och dolda i Troldtekt akustikplattor är ett exempel på ett sådant PA-system.

Om det finns ett krav på max. 5 dB variation i ljudfördelningen i hela rummet, kommer detta att garantera en bra fördelning av ljudet. Denna diskussion är endast relevant för stora utrymmen som teatrar, hörsalar etc.

Foto: På Hillerøds rådhus är Troldtekt akustik monterad på både tak och vägg.

 

Lämplig ljudnivå

Det måste finnas en tillräckligt hög ljudnivå i förhållande till bakgrundsljud. Med utbredd användning av elektriskt förstärkt musik och tal är detta sällan ett stort problem. Å andra sidan är det ibland nödvändigt att begränsa ljudet, t.ex. av hänsyn till grannar.

I vanlig kommunikation är ljudnivån när vi talar 60-65 dB(A) på ett avstånd av en meter. På en trafikerad gata kan ljudnivån på trottoaren lätt nå 70-85 dB(A), och det är nödvändigt att höja rösten eller ropa för att höras.

För personer med nedsatt hörsel är normal röstvolym ofta inte tillräckligt för att höra vad som sägs. Med andra ord är det antingen nödvändigt att höja rösten, eller personen i fråga måste använda en hörapparat för att öka ljudnivån tillräckligt för att kompensera för hörselnedsättningen.

I stora folksamlingar där någon talar till en publik, kan ett lämpligt dimensionerat PA-system i ett tillräckligt dämpat rum säkert lösa problemet med lämplig ljudstyrka och god taluppfattbarhet.

Lågt bakgrundsljud

Ovanstående kommentarer om lämplig ljudnivå är nära relaterad till behovet av lågt bakgrundsljud. Skillnaden mellan den tillgängliga ljudnivån (den lämpliga ljudstyrkan) och det oundvikliga bakgrundsljudet kallas det dynamiska området, och det bör vara så stort som möjligt.

När man talar om bakgrundsljud ligger fokus ofta på externa ljudkällor – till exempel trafikbuller – men bakgrundsljud genereras också av tekniska installationer som projektorer, datorer, ventilationssystem, etc.

Foto: Vid renovering av Brædstrupskolan i Danmark har de akustiska förhållandena beaktats.

Det är viktigt att ägna stor uppmärksamhet åt bakgrundsljud eftersom det helt kan förstöra upplevelsen av god akustik i ett rum. Därför är det nödvändigt att ställa krav på bakgrundsljud och att anpassa de faktiska kraven till vad rummet ska användas till. Vanligtvis tycker vi inte att det är så viktigt, men i krävande situationer när vi måste anstränga oss för att höra vad som sägs blir problemet uppenbart: det kan vara i ett klassrum där det ska vara möjligt att höra läraren, på teatern där skådespelarens röstresurser är en begränsande faktor, eller på en restaurang där det ibland är svårt att höra vad personen som sitter mittemot oss säger. Alla tre är exempel på hur bakgrundsljud kan störa den primära funktionen och förstöra upplevelsen.

I små rum är det sällan ett problem, men så snart vi befinner oss i rum avsedda för undervisning, öppna kontorslandskap etc., är det viktigt att vara medveten om bakgrundsljudet. I riktigt krävande lokaler som teatrar och konsertsalar, är kravet på lågt bakgrundsljus helt enkelt ett av de viktigaste akustiska kriterierna. Om detta är förbises kan det bli ett mycket dyrt problem.

Lägg märke till hur konserthus och operahus har ofta en stor foajé som nästan helt omger auditoriet.

Detta är inte bara för att publiken ska kunna njuta av en drink i pausen, utan också för att skapa en buffertzon som akustiskt isolerar auditoriet från omvärlden.

Baserat på erfarenhet rekommenderas följande värden för en maximalt acceptabel nivå på bakgrundsljud:

Inget eko eller fladdereko

Ett annat ganska uppenbart problem: Ett akustiskt bra rum får inte ha något eko eller fladdereko. Vi vet alla vad ett eko är. När efterklangstiden i ett (stort) rum skapar starka, enkla reflektioner uppfattar vi det som eko. Ekon kan uppstå om du har en stor slät, hård vägg i ena änden av ett annars dämpad rum, när du är i den motsatta änden av rummet. Om du klappar i händerna (en gång) kan man skapa ett sådant eko. Det måste finnas en viss tidsfördröjning för att örat ska uppfatta detta fördröjda ljud.

Tidsfördröjningen måste vara större än ca 50 millisekunder, vilket motsvarar att ljudet rör sig ca 17 meter. Med andra ord, om det är mer än ca 8,5 meter till den reflekterande väggen, kommer vi att kunna höra ett eko.

Fladdereko är ett något annorlunda problem. De förekommer oftast där du har två stora, släta och hårda väggytor som står parallellt och mitt emot varandra, till exempel i en sporthall. Om du klappar i händerna (en gång), kan man skapa ett eko som går fram och tillbaka mellan de två parallella väggarna. Det kan höras som ett snabbt pulståg som reflekteras mellan väggarna. De flesta av oss har upplevt det men utan att nödvändigtvis tänka på vad det var. Genom att installera något ljudabsorberande material på en av väggarna kan man effektivt avlägsna fladdereko. Om rummet inte har parallella väggar är det omöjligt för fladderekon att uppstå.

Diffusion

Vi har nu beskrivit fem grundläggande krav för god akustik. Men det finns ytterligare en faktor som har visat sig ha en stor inverkan på hur vi upplever god akustik – diffusion.  Konceptet är något komplicerat att förklara eftersom det inte finns någon faktisk definition, och eftersom det inte är möjligt att direkt mäta den. Det beror på det faktum att ljudet ska/bör spridas i rummet på ett slumpmässigt sätt. Sabines efterklangsekvation är endast giltig när ljudfältet är diffust, så hur kan vi säkerställa detta när det inte finns någon fast definition? Här har vi valt en strategi där vi satt upp tre tumregler som – om de uppfylls – säkerställer tillräcklig diffusion för att Sabines efterklangsekvation kan användas med rimlig noggrannhet. Tillsammans med de fem grundläggande regler som har beskrivits är de ett effektivt recept på god akustik. Att ha ett diffust ljudfält i rummet kan anses vara en sjätte regel.

En diffust ljudfält fås genom:
• Att fördela absorbatorena på flera icke-parallella ytor
Det innebär att de absorberande materialen inte behöver vara koncentrerade till tak eller golv till exempel, men i stället både i tak och på bakre vägg.
• Att använda så många ljudspridande element som möjligt
”Sågtandsprofiler” på väggar, diffusorer, möbler och allmän oordning – ju mer desto bättre.
• Användning av oregelbundna rumsformer
Med andra ord, inga sfär-, låd- eller cylinderformer.
Emellertid kan det vara svårt att undvika lådformer.
• Att se till att kontrollrum, lyssningsrum och biografer är uppbyggda symmetriskt kring ett horisontellt plan som tudelar utrymmet.
De två första punkterna är naturligtvis de viktigaste, de sista två något mer speciella.

Genom att följa dessa rekommendationer är det emellertid möjligt att utforma ett rum där du upplever god akustik, eller med andra ord bekväm akustik.

De två första punkterna är naturligtvis de viktigaste, de sista två något mer speciella.

Genom att följa dessa rekommendationer är det emellertid möjligt att utforma ett rum där du upplever god akustik, eller med andra ord bekväm akustik.

>> Läs också nästa avsnitt om talförståelighet och talförståelsesmål