Chất lượng âm thanh hội trường, đại sảnh đường.

16/04/2020 02:38 | 2109 Lượt xem

Từ nhiều năm trước, mọi người đã nhận thấy trong đại sảnh, hội trường có dội âm giống như trong thung lũng. 2000 năm trước đã có người chú ý rằng trồng cỏ trong sân biểu diễn ca nhạc có ảnh hưởng đến âm thanh, ở Trung Quốc người ta lại đặt liễn sứ dưới sân biểu diễn để tăng khả năng cộng hưởng.

Thanh học kiến trúc

Trên thực tế nó đều có liên quan đến ảnh hưởng của dội âm đến âm thanh trực tiếp. Dội âm nghĩa là âm thanh va vào tường, trần, sàn phản xạ nhiều lần, cường âm dần dần bị hạ xuống truyền đến tai người nghe. Nếu như dội âm tương đối mạnh, thời gian giao động dài sẽ làm nghe không rõ, nhưng nếu như không có dội âm thì âm thanh trở nên “khô”, không hay. Dội âm là chỉ số vật lí đầu tiên quyết định chất lượng âm thanh đại sảnh. Nếu như dùng cùng 1 loại vật liệu tiêu âm, phòng rộng thì âm thanh dội dài, phòng nhỏ thì âm thanh dội ngắn. Nếu như phòng có kích cỡ giống nhau, vật liệu tiêu âm càng ít thì âm thanh dội dài. Các loại phòng không giống nhau, mục đích sử dụng khác nhau, cho nên thời gian dội âm tốt nhất cũng không đồng nhất.

Hệ thống tiêu âm bằng gỗ tiêu âm dọc rãnh tại nhà hát

Thực nghiệm cho thấy, thời gian dội âm tốt nhất cho phòng nhỏ là 1.06 giây, diện tích phòng tăng thì thời gian dội âm tốt nhất tăng, đến 100.000m2 thì thời gian dội âm tốt nhất là 2.4 giây.

Mục đích biểu diễn khác nhau, thời gian dội âm tốt nhất khác nhau. Đối với các phòng họp báo hay phòng hội thảo yêu cầu dội âm không quá dài để âm thanh rõ ràng dễ nghe. Biểu diễn âm nhạc thì yêu cầu càng phong phú, nhạc không lời, nhạc thính phòng tiết thường có tấu nhanh và rõ rệt, thời gian dội âm phải ngắn mới có cảm giác tiết tấu rõ rệt; nhạc giáo đường, nhạc gió, tiếng nhạc dài, thời gian dội âm dài mới làm tăng cảm giác hùng vĩ.

Quan hệ giữa thời gian tự tương quan giữa các loại âm thanh và thời gian dội âm tốt nhất:

Thời gian dội âm rất quan trọng, ngoài ra còn có các nguyên tố khác ảnh hưởng đến âm thanh như âm thanh trực tiếp, âm thanh phản xạ. Qua thực nghiệm, âm thanh gốc và âm thanh dội gặp nhau trong vòng 50 mili giây thì sẽ không cảm thấy dội âm mà chỉ thấy âm lượng lớn hơn; nếu như thời gian dài hơn thì sẽ nghe thấy dội âm. Kết quả này được gọi là hiệu ứng Haas. Trong quá trình thiết kế đại sảnh, cần tính toán để âm thanh trực tiếp và âm thanh dội gặp nhau trong vòng 50mili giây, nghĩa là đường đi của âm thanh trực tiếp và âm thanh dội không quá 17m.

Làm thế nào để thiết kế 1 phòng đại sảnh chất lượng âm thanh tốt

Đa phần đại sảnh của các trung tâm hoạt động được thiết kế đa công năng, tính ứng dụng lớn; vừa có thể biểu diễn âm nhạc, kịch nghệ, vừa có thể làm báo cáo, ghế ở giữa có thể di dời, tổ chức lễ hội hoặc tiệc mừng. Việc thiết kế đa công năng này được dựa trên nghiên cứu về mục đích sử dụng, có áp dụng những vật liệu tiêu âm di động, như rèm bạt, từ đó thay đổi thời gian giao động song âm, thích hợp với những mục đích sử dụng khác nhau.

Hệ thống tiêu âm gỗ dọc rãnh tại giảng đường đại học

Sân vận động thường có diện tích lớn, chỗ ngồi ít, vì thế thời gian giao động âm thanh dài. Mọi người thường hay sử dụng sân vân động cho các mục đích khác như biểu diễn ca nhạc, hoạt động quy mô lớn,v.v., nhưng chất lượng âm thanh thường không đảm bảo. Thêm vào đó nếu thiết kế hệ thống loa không phù hợp sẽ tạo thành nhiều lớp thanh trùng lặp, làm âm thanh trở nên khó nghe rõ. Hệ thống điện thanh tốt nhất nên tập trung, sử dụng 1 hoặc 2 loa, càng gần nguồn âm càng tốt. Vị trí của loa cần lựa chọn kĩ càng để người nghe có thể nghe thấy. Cần chú ý kiểm tra không để bề mặt tường hoặc trần trơn, tránh âm thanh dội nhiều lần.

Thay vì sử dụng sân vận động quá lớn hoặc đại sảnh có hình dạng không phù hợp, có thể sử dụng đại sảnh diện tích nhỏ, lắp đặt thêm các sản phẩm tiêu âm có thể tạo nên môi trường âm thanh lí tưởng. Ưu điểm của phương pháp này là sử dụng thuận tiện, đơn giản, có thể biến đổi nhanh chóng, đáp ứng được yêu cầu biểu diễn khác nhau.

Hoạt động kiểm soát âm thanh nguyên bản có thể phân làm 3 loại, Thanh trường hợp thành, Thanh trường hỗ trợ, Thanh trường hiệu quả. Thanh trường hợp thành nghĩa là xử lí tiêu âm hoặc hút âm trong một căn phòng, tạo thành thanh trường tùy thích. Thanh trường hỗ trợ nghĩa là dựa trên tiêu chuẩn âm thanh của căn phòng tiến hành khống chế cảm giác mạnh, cảm giác dội, cảm giác không gian trên phương diện âm thanh. Thanh trường hiệu quả hệ thống lợi dụng hệ thống điện thanh để khống chế thanh trường và hiệu quả không gian.

Sử dụng các vật liệu hút âm và tiêu âm giảm tiếng ồn tại nhà thi đấu

Vật liệu hút âm

Vật liệu dạng lỗ: Cơ chế hút âm của vật liệu dạng lỗ (gỗ tiêu âm đục lỗ) là: Âm thanh đi vào những lỗ không khí nhỏ hẹp bị ma sát và tổn thất, đồng thời các sợi tơ ( fiber) trong vật liệu thu nhận những rung động, chuyển hóa thanh năng thành nhiệt năng. Quần áo biểu diễn, rèm cửa sổ, rèm che sân khấu, đệm ghế, thảm nhà đều là những vật liệu hút âm dạng lỗ. Ngoài ra còn có những vật liệu chuyên dụng dành cho kiến trúc xây dựng như: Sợi thủy tinh, bông khoáng, xỉ len (slag wool), tấm gỗ dăm Oriented strand board (OSB), tấm gỗ sợi, cao su lưu hóa, cao su non… Tính chất hút âm của vật liệu dạng lỗ là hút âm cao tần tốt, âm thấp tần kém.

Xem thêm: Thi công cách âm và trang âm trường quay S9 - Đài truyền hình Việt Nam

Đối với vật liệu hút âm dạng lỗ chất liệu gỗ thì rãnh và lỗ càng nhỏ, càng mau thì khả năng hút âm càng tốt. Do vậy tùy theo mục đích sử dụng có thể chọn loại sản phẩm có độ rộng trường rãnh hay độ rộng lỗ khác nhau cho phù hợp.

Một số công trình tiêu biểu sử dụng vật liệu tiêu âm

- Tòa nhà Quốc hội Bonn - Đức
Tòa nhà quốc hội tại Bonn, Đức thiết kế hình mái vòm, trần nhà tạo thành hình vòm cong để mọi người có thể quan sát tình hình hội nghị, tường xung quanh được làm bởi kính dày, là lớp phản xạ âm cực mạnh. Bởi vậy ngay từ ngày đầu sử dụng, người dẫn chương trình vừa cất lời đã tạo ra tiếng dội cực mạnh, làm cho hệ thống điện bị nút chặt và không thể hoạt động. Như vậy cần phải xử lí gia tăng vật liệu hút âm, nhưng câu hỏi khó được đặt ra là: Nếu vật liệu hút âm không trong suốt, thì làm sao người ở bên ngoài có thể quan sát tình hình hội nghị được. Nhiều phương án đề ra đã bị phủ định, cuối cùng thu nạp phương án của viện sĩ Dahyou Maa thuộc Viện nghiên cứu thanh học - Học viện khoa học công nghệ Trung Quốc với sản phẩm tấm hút âm lỗ xuyên nhỏ thiết kế trong suốt. Cũng nhờ nó mà viện sĩ Dahyou Maa đạt được huy chương FHG và giải thưởng vật liệu hút âm không sợi ALFA.

Hình ảnh tòa nhà Quốc hội Đức - Bonn

b)Thiết kế cải tạo trong Đại lễ đường Vạn nhân - Hội trường Nhân dân Trung Quốc

Từ diện tích và sức chứa của Đại lễ đường mà nói, có thể coi là đứng đầu thế giới. Không chỉ sức chứa lớn mà hình dạng cũng ở dạng bầu dục, mái vòm cong, thiết kế này kiến âm thanh giao động tương đối dài, âm thanh dội nghiêm trọng, tiếng nói bị trầm hóa.

Các nhà lãnh đạo trung ương Trung Quốc đã có chỉ thị trong việc cải tạo âm thanh trong đại lễ đường: “Cải tạo phải giữ nguyên diện mạo kiến trúc ban đầu. Đối với yêu cầu phòng cháy: vật liệu bề mặt thuộc kim loại; bề mặt kết cấu hút âm được đục lỗ và có tần suất đục lỗ đồng nhất; vật liệu lót trong đạt tiêu chuẩn chống cháy cấp 1."

Công năng chủ yếu của đại lễ đường là tổ chức hội nghị, ngoài ra còn có biểu diễn ca nhạc, thuộc dạng đa công năng. Dựa trên kết quả kiểm nghiệm âm thanh, đồng thời suy xét đến sức chứa 3000 người, làm sao để đảm bảo âm thanh rõ ràng, thời gian giao động âm thanh ngắn, cần phải tăng tần suất giao động âm thanh thấp tần lên 1.0~1.2 lần, âm thanh cao tần lên 0.9~1.0 lần. Sau cải tạo, kết quả rất rõ rệt, hiệu quả âm thanh đạt được yêu cầu của chủ thầu, thời gian giao động âm thanh phù hợp (giao động toàn hội trường là 1.4 giây) và được sự đánh giá cao của nhiều chuyên gia.