Thiết kế tiêu âm cho phòng nghe

16/04/2020 09:15 | 5839 Lượt xem

Bức tường sần sùi thường gặp ở nhà hát lớn, phòng karaoke, studio... chính là các tấm tiêu âm có vai trò giảm thiểu hiện tượng dội lại của âm thanh.

Tiêu âm phòng nghe hiệu quả nhất cho các tần số cao và trung là vật liệu sợi kính rắn (fiberglass). Các sản phẩm như Owens-Corning 703 và 705 hoặc tương đương chính là vật liệu tiêu chuẩn cho những nhà thiết kế studio chuyên nghiệp. Ngoài khả năng tiêu âm, chúng còn chống cháy; khi được áp vào tường, chúng trì hoãn sự tỏa nhiệt. Các tấm sợi kính rắn được sản xuất sẵn với kích thước 2 x 4 feet (60 x 120 cm) và độ dày 1 - 4 inch (2,34 - 9,36 cm) và có thể lớn hơn.

Chú ý rằng chữ "rắn" ở đây không hàm ý chúng rắn chắc như gỗ hay kim loại, nhựa cứng mà chỉ để phân biệt với loại tấm sợi kính mềm khác. Tấm sợi kính rắn cũng được làm như các tấm sợi kính thông thường nhưng được dệt và nén lại để tăng cường mật độ chất liệu. Người sử dụng có thể dùng dao sắc cắt chúng ra dễ dàng để lắp đặt vào tường nhưng chú ý phải đeo găng tay và khẩu trang. Các cạnh được cắt ra cần được bọc vào khung hoặc vải sợi để phân tử thủy tinh không phát tán.

Chọn vật liệu tiêu âm cho phòng nghe cực kỳ quan trọng ảnh hưởng lớn đến chất lượng âm thanh

Đối với tất cả các vật liệu tiêu âm, nguyên tắc chung là càng dày thì càng tiêu âm tần số thấp tốt. Như vậy, tấm sợi kính loại 703 dày 1 inch hấp thu đến tần số 500 Hz. Nếu dày 2 inch, chúng hấp thu tới 250 Hz.

Vật liệu tiêu âm: Gỗ tiêu âm, Mút trứng tiêu âm, Mút gai tiêu âm, Tấm tiêu âm sonic, Tấm tiêu âm vải nỉ

Cùng độ dày đó, 703 lại có khả năng tiêu âm gấp đôi mút chuyên dùng để xử lý âm học.

Nhưng ở tần số thấp như 125 Hz, 705-FRK lại tiêu âm tốt hơn 703. FRK là viết tắt cho giấy Foil Reinforced Kraft. Vật liệu này khá giống với giấy để làm túi đựng đồ hoa quả nhưng có lớp kim loại mỏng gắn ở mỗi đầu. Chúng không được sản xuất với mục đích xử lý âm học mà để làm vật liệu ngăn hơi ẩm cho nhà. Tình cờ người ta phát hiện ra nó lại có tác dụng xử lý âm học rất tốt.

Dù các tấm kính sợi rất hiệu quả, chúng thường được bọc bằng một lớp sợi ở mặt ngoài để ngăn các sợi kính bay vào trong không khí. Điều này khiến cho việc thiết kế và lắp đặt chúng trở nên khó khăn và đắt đỏ hơn. (Trong thực tế, các phân tử sợi thủy tinh không thể bay vào không khí nếu chúng không bị vỡ). Do đó, những người muốn tiết kiệm và an toàn thường dùng mút bọt biển để thay thế. Hiệu quả % của chúng được so sánh ở bảng sau:

Vật liệu 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz NRC
Owens-Corning 703 0,17 0,86 1,14 1,07 1,02 0,98 1,00
Owens-Corning 705-FRK 0,60 0,50 0,63 0,82 0,45 0,34 0,60
Mút bọt biển 0,11 0,30 0,91 1,05 0,99 1,00 8,80

Chú ý rằng các tấm mút xử lý âm học là loại được tạo hình ở bề mặt để hấp thụ âm thanh đến từ các góc. Nếu bỏ các phần tạo hình này đi, bạn sẽ làm giảm hiệu quả tiêu âm của chúng ở tần số thấp.

Không khó để hiểu tại sao kính sợi 705 lại hấp thụ được nhiều hơn so với mút tạo hình ở tần số thấp. Bên cạnh thực tế là các tấm mút tạo hình chỉ có một nửa đặc hoàn toàn (phần còn lại đã được cắt gọt để tạo hình), một lý do khác là mật độ của chất liệu.

Theo các dữ liệu thử nghiệm của một số nhà sản xuất, sợi kính rắn và len cứng có mật độ vật chất dày dặc hơn sẽ hấp thụ tần số thấp tốt hơn. Ví dụ, tài liệu của Johns-Manville cho thấy mật độ của mút là chưa tới 2 cân Anh (khoảng 1 kg) mỗi foot khối (0,03 mét khối), trong khi kính sợi 705 là 6 cân Anh mỗi foot khối (3 kg cho 0,03 mét khối).

Trong các thử nghiệm tại phòng nghe cũng cho thấy các loại sợi kính rắn có mật độ dày hơn sẽ hấp thu thêm 40% ở tần số 125 Hz và thấp hơn so với loại có mật độ thấp. Tuy nhiên, nếu mật độ vật liệu quá cao sẽ khiến tấm tiêu âm phản xạ chứ không hấp thụ và điều này lại không tốt. Do đó, người mua hoặc người muốn tự chế cần tham khảo chỉ tiêu mật độ của các sản phẩm để lắp đặt phù hợp.

Xem thêm: Các sản phẩm thông dụng cho cách âm phòng hát

Yếu tố nữa tăng cường việc hấp thụ tần số thấp là khoảng cách đặt chúng giữa tường và trần. Với cùng độ dày và chất liệu, nếu tăng khoảng cách này thì chúng càng hấp thụ tần số thấp tốt hơn. Ví dụ, cùng là vật liệu sợi kính 703 dày 2 inch, khi đặt sát tường thì hiệu quả là 0,17 ở tần số 125 Hz. Nếu đặt cách xa tường 16 inch (37 cm) thì hiệu quả này tăng lên 0,40 (gần gấp 3).

Dựa theo cách bố trí loa, kích cỡ loa, người ta có thể tính toán đặt các tấm tiêu âm như thế nào cho phù hợp. Thông thường sẽ đặt tiêu âm sau loa, cạnh hông hoa, các mảng tường song song, tường sau lưng người nghe... Trên sàn chắc chắn phải trải thảm để tiêu âm dù là sàn lát gạch men hay ốp gỗ. Nếu đặt ghế ngồi trong phòng nghe, nên dùng sofa đệm dày để tiêu âm.

Ngoài vật liệu tiêu chuẩn tấm sợi kính, những người tự thiết kế phòng nghe với giá rẻ thường tìm đến lựa chọn tiêu âm bình dân như bông hóa học, xốp, mút, rèm dày, thậm chí... chăn, đệm cũ và gối ôm. Các giải pháp này dựa theo kinh nghiệm của người lắp đặt và cho kết quả cũng khá khả quan.

Việt Toàn (theo Ethan Winer)