Âm học phòng hòa nhạc

Là một lĩnh vực đặc biệt của âm thanh phòng, tiêu âm phòng hòa nhạc tập trung vào thiết kế không gian cho các sự kiện âm nhạc trực tiếp, thường không có khuyêch đại âm. Phòng hòa nhạc thường dành cho các buổi biểu diễn âm nhạc cổ điển (chủ yếu là các tác phẩm giao hưởng) với sức chứa khán giả từ 300 đến 2500 chỗ ngồi. Một số khái niệm đã được mô tả trong bài viết về âm thanh phòng sẽ được đề cập ở đây.

Hình dạng phòng cơ bản

Chỉ có một số hình dạng đóng vai trò là điểm khởi đầu cho việc thiết kế phòng hòa nhạc, và trong số này, xu hướng điển hình nhất là hình hộp đựng giày (hình chữ nhật), hình quạt và vườn nho.

Phong cách hộp giày

Hình dạng hộp đựng giày chỉ đơn giản là một căn phòng hình chữ nhật, thường có một số ban công. Như vậy, thiết kế cơ bản là đơn giản, nhưng nếu không cẩn thận, loại phòng này có thể gặp vấn đề về tiếng vang rung (được giải thích trong bài viết của chúng tôi về âm thanh phòng). Một ví dụ nổi tiếng về phòng hòa nhạc hộp giày là Musikverein ở Vienna. Người ta thường đồng ý rằng các cấu trúc khác nhau trong căn phòng cụ thể này, chẳng hạn như các bức tượng bên, tạo ra sự tán xạ giúp tránh vấn đề tiếng vang rung.

Kiểu hình quạt

Phòng hình quạt có lẽ phổ biến hơn vì chúng có thể chứa một lượng lớn người tham dự trong khi vẫn có thể nhìn trực diện những người biểu diễn. Đồng thời, chúng không dễ bị rung động dội lại, đơn giản là do các bức tường không song song. Ngoài ra, chiều rộng của phòng ở hàng ghế sau cho phép âm thanh rộng rãi. Mặc dù cụ thể không phải là một phòng hòa nhạc, một ví dụ về căn phòng hình quạt là khán phòng ở Trung tâm Văn hóa Heydar Aliyev, ở Baku, Azerbaijan.

Phong cách vườn nho

Phòng hòa nhạc Vineyard được đặt tên theo cách này vì các khu vực chỗ ngồi giống như những con dốc trong một vườn nho. Loại phòng này có một số ưu điểm:

1) Nó thú vị về mặt hình ảnh.

2) Mô hình không đều giúp tránh các vấn đề về âm thanh, chẳng hạn như tiếng vọng rung và tập trung (được giải thích trong bài viết của chúng tôi về âm thanh trong phòng).

Tuy nhiên, nhược điểm là thiết kế rất phức tạp và đắt tiền. Ví dụ về các phòng hòa nhạc vườn nho nổi tiếng bao gồm Phòng hòa nhạc DR ở Copenhagen, Đan Mạch, Phòng hòa nhạc Berlin Philharmonic ở Berlin, Đức và Philharmonie de Paris ở Amsterdam (đùa – ở Paris!), Pháp.

Suspended reflectors

Mục tiêu quan trọng của phòng hòa nhạc là truyền tải âm thanh đến các bộ phận khán giả khác nhau một cách đồng đều nhất có thể. Trần thực tế của căn phòng khó có thể thực hiện được điều này. Do đó, người ta thường lắp đặt các tấm phản xạ lơ lửng trên trần nhà, ở các góc độ sẽ phản xạ âm thanh về phía các bộ phận khán giả khác nhau.

Các thông số âm thanh trong phòng

Các hiệu ứng âm học như các hiệu ứng được mô tả ở trên thường có thể được đo lường một cách khách quan và các thông số âm thanh trong phòng có thể đo được này được quy định trong tiêu chuẩn ISO 3382-1 cho các nơi biểu diễn.

Có thể xác định các phạm vi giá trị tối ưu và Chỉ số Khác biệt Đáng chú ý (JND). JND đề cập đến mức tăng tối thiểu trong một thông số để tai người có thể nhận biết được thông số đó. Đó là, các gia số nhỏ hơn JND được chỉ định cho một tham số cụ thể, không được mong đợi là đáng chú ý.

Thời gian âm vang (RT)- Reverberation time (RT)

Thông số này đã được mô tả trong bài báo về cách âm trong phòng của chúng tôi. Trong số rất nhiều loại RT được liệt kê trong bài báo đó, hai loại được sử dụng nhiều nhất trong phòng hòa nhạc là EDT và T30. Đôi khi, T20 được ưu tiên hơn nếu tiếng ồn nền trong quá trình đo cao đến mức không cho phép đủ tín hiệu thành tiếng ồn để tạo ra T30.

Các giá trị điển hình cho thời gian vang trong Phòng hòa nhạc là 1,7 đến 2,3 giây.

Cường độ âm thanh (G)- Sound strength (G

Tham số G khảo sát mức độ âm thanh / phản xạ đóng góp vào mức SPL. Trong một không gian / phòng có tính phản xạ cao, sẽ có mức đóng góp cao, trong không gian hấp thụ sẽ có mức đóng góp thấp. Nói cách khác, G đo độ khuếch đại của phòng đối với nguồn âm thanh.

Tóm lại, G được đo bằng cách so sánh SPL từ nguồn âm thanh trong phòng với SPL từ cùng một nguồn ở khoảng cách 10 m trong trường tự do. Trong thực tế, thủ tục này không thực sự thuận tiện. Do đó, một số phương pháp đã được phát triển, dựa trên việc hiệu chuẩn hệ thống đo lường. Xem thêm về các thủ tục này trên trang Ghi chú Ứng dụng. Hai thông số tương tự, Gearly và Glate, được sử dụng trong âm học khán phòng để xem mức độ đóng góp của căn phòng vào mức SPL sớm và muộn, tương ứng (âm thanh đến trước và sau 80 mili giây kể từ khi âm thanh được phát ra). Nó cũng được sử dụng trong các phương trình trong trường “số lần hiển thị không gian” của một căn phòng.

Khoảng G điển hình cho phòng hòa nhạc là 3 đến 10 dB. Các giá trị thấp hơn là những giá trị được đo ở xa nguồn hơn, trong khi những giá trị cao hơn là những giá trị được đo gần nguồn hơn.

Độ rõ ràng (C80) và độ nét (D50)- Clarity (C80) and Definition (D50)

Rõ ràng, C80 so sánh lượng năng lượng âm thanh đến trong vòng 80 mili giây đầu tiên với tổng lượng năng lượng cho đến khi nó ngừng. Nói một cách dễ hiểu, C80 so sánh năng lượng sớm với năng lượng muộn.

Thông số này dựa trên thực tế là phản xạ âm thanh trong phòng sau này có “hiệu ứng làm mờ âm thanh lớn hơn phản xạ âm thanh sớm”. Âm thanh sẽ kém rõ ràng hơn, khi phản xạ muộn hơn chiếm ưu thế trong không gian hơn phản xạ sớm. Do đó, Độ rõ ràng thường phát triển theo hướng ngược lại với Thời gian vang (RT). C80 thấp hơn là kết quả của RT dài hơn, trong khi C80 cao hơn có nghĩa là RT ngắn hơn. Cần lưu ý rằng nhiều nghiên cứu về âm học đã được thực hiện cho nhạc cổ điển, nhưng không phải cho nhạc nhịp điệu (pop, rock, v.v.). Do đó, những phát hiện này có thể không áp dụng theo cùng một cách.

Phạm vi điển hình cho C80 trong phòng hòa nhạc là -1 đến 3 dB.

Định nghĩa (D50) rất giống với Độ rõ ràng, nhưng tập trung vào phần phản hồi thậm chí còn sớm hơn, lên đến 50 ms.

Phần năng lượng bên (LF)- Lateral energy fraction (LF)

Thông số này mô tả sự rộng rãi của căn phòng, đã được mô tả trước đó ở trên. Nó là tỷ số giữa năng lượng đến từ các phía và tổng năng lượng (sớm).

Trong phòng hòa nhạc, mức này được khuyến nghị lớn hơn 0,25.

Hỗ trợ sớm, muộn và tổng (ST)- Early, late and total support (ST)

Các tham số này giải quyết hỗ trợ giai đoạn, đã được mô tả trước đó ở trên.

Hỗ trợ sớm (STearly) được tính toán chủ yếu bằng cách sử dụng phản xạ sớm và mô tả các điều kiện của nhóm, tức là sự dễ dàng nghe thấy các thành viên khác trong dàn nhạc.

Hỗ trợ muộn (STlate) được tính toán chủ yếu bằng cách sử dụng phản xạ muộn và mô tả ấn tượng của các nhạc sĩ về độ vang.

Cuối cùng, tổng hỗ trợ (STtotal) được tính toán bằng cách sử dụng cả phản xạ sớm và phản xạ muộn, và thể hiện sự hỗ trợ của căn phòng đối với nhạc cụ của nhạc sĩ.

Các giá trị đề xuất cho hỗ trợ sớm và tổng số lần lượt lớn hơn -13 dB và -12 dB.

Bảng các giá trị được đề xuất

Dưới đây là bảng tóm tắt các giá trị được đề xuất cho các tham số khác nhau như được mô tả trong suốt bài viết này. Các giá trị khuyến nghị là theo Gade (2003), và các giá trị chủ quan được đưa ra bởi Bork (2000) và Bradley (1986).

References

Bork I, A Comparison of Room Simulation Software – The 2nd Round Robin on Room Acoustical Computer Simulation [Journal] // Acta Acustica 86. – 2000. – pp. 943-956.

Bradley J S, Predictors of speech intelligibility in rooms [Journal] // J. Acoust. Soc. Am. 80. – 1986. – pp. 837-845.

Gade A C, Room acoustic measurement techniques, Chapter 4 [Book Section] // Room acoustic engineering, Note 4213. – Lyngby, Denmark: Acoustic Technology, Technical University of Denmark, 2003.