Thứ Bảy, 9 tháng 7, 2011

THIẾT KẾ PHÒNG NGHE NHẠC

THIẾT KẾ PHÒNG NGHE NHẠC
Thiet ke phong nghe nhac
Bố trí loa
Ít ai có điều kiện thiết kế phòng nghe nhạc trước khi xây nhà, mà các thiết bị thường được đưa vào căn phòng xây sẵn.
Do vậy, trong các gia đình, phòng nghe nhạc thường có hình chữ nhật. Các nhà âm học đã xây dựng phương pháp công thức tính toán vị trí đặt loa tối ưu dựa trên chiều rộng phòng nghe. Khoảng cách giữa hai loa, và khoảng cách từ loa tới tường chắn phía sau loa bằng 44,7% chiều rộng phòng nghe. Ví dụ, phòng nghe có chiều rộng 4 mét thì khoảng cách giữa 2 loa và khoảng cách từ loa đến tường chắn phía sau loa là 1,778 mét.
Trên thực tế, những loa thùng kín (không lỗ thông hơi) dễ bố trí hơn những loa bass reflex (có lỗ thông hơi). Với loa có lỗ thông hơi, thì loa có lỗ thông hơi phía trước dễ bố trí hơn loa có lỗ thông hơi phía sau.
Loa thùng kín, hoặc lỗ thông hơi phía trước, bạn có thể đặt loa sát tường hơn (trong trường hợp phòng nhỏ hẹp).
Trong điều kiện phòng nghe chật hẹp, người ta thường bố trí vị trí người ngồi nghe và 2 loa thành hình tam giác đều để khai thác tốt nhất hiệu ứng stereo tạo âm hình chuẩn xác nhất cho âm thanh. Ngoài ra, còn có những yếu tố âm học rất phức tạp chi phối phòng nghe. Vì vậy, có những phòng nghe bố trí vật dụng rất lộn xộn, âm thanh vẫn hay như phòng nghe bố trí bài bản.
Tiêu tán âm
Trong một phòng nghe, thường xảy ra hiện tượng phản xạ sóng âm (tạo tiếng vang). Sóng phản xạ này thường sai pha so sóng tới phát ra từ loa, khiến âm thanh không còn trung thực. Cách tốt nhất để triệt tiêu hiện tượng này là... đập hết tường đi. Nhưng tất nhiên ít ai làm như vậy, giải pháp là bài trí các vật liệu tiêu, tán âm phổ biến như thảm, mút, khung gỗ.
Người ta đặc biệt chú ý đặt vật hút âm ở những góc của phòng nghe, vì sóng âm đi đến những khu vực này thường tạo thành những phản xạ âm học rất phức tạp. Cách khắc phục đơn giản, phổ biến là dựng những cột vải tròn ở những góc này.
Ngoài ra, trong phòng nghe thường xảy ra hiện tượng cộng hưởng sóng âm. Hậu quả của nó là mức âm lượng nghe được sẽ khác nhau ở các vị trí khác nhau trong phòng nghe (như tiếng bass thường mạnh hơn khi bạn ngồi ở góc phòng, sát tường, hay khi bạn ngồi dưới đất). Cách khắc phục là thực nghiệm dịch chuyển vị trí loa đến khi có được âm thanh ưng ý tại vị trí nghe.
Nhiều người thừa nhận: “Âm thanh hay, là âm thanh có qua ít nhất một lần phản xạ”. Do vậy, người ta không tìm cách tiêu âm hoàn toàn, mà chỉ bố trí những vật dụng tán âm ở phía sau loa, và hai bên hông phòng nghe. Vật dụng tán âm đơn giản là những thanh gỗ ghép tạo khe tán âm.
Tất nhiên, tiêu, tán âm đến mức độ nào còn tuỳ thuộc vào sở thích của người nghe. Những người thích tiếng bass thường không bố trí quá nhiều những vật dụng hút âm.
Kích thước phòng
Phòng quá nhỏ hẹp sẽ không thể nghe được những âm thanh tần số quá thấp cho dù thiết bị vẫn phát đủ tần số. Để nghe được tần số 20Hz, cần phòng nghe có đường chéo tối thiểu 8,53 mét. Tức là, phòng càng nhỏ, càng mất bass. Lợi thế thuộc về những người có “nhà cao cửa rộng”.
Tuy nhiên, đa số dân nghe nhạc chấp nhận mức âm thanh có dải tần thấp tới 50Hz. Nghĩa là chỉ cần phòng nghe có đường chéo tối thiểu 3,41 mét.
Nếu bạn có điều kiện thiết kế một phòng nghe ngay khi dựng nhà, hãy áp dụng phương pháp tỷ lệ vàng về kích thước phòng: cao x rộng x dài = 0,618 x 1 x 1,618. Đây là tỷ lệ người ta rút ra được khi đo thực nghiệm các công trình xây dựng của người Hy Lạp cổ đại.
Thiết kế tiêu âm cho phòng nghe
Các tấm fiberglass trên trần và tường được thiết kế để hạn chế sự dội lại của âm thanh.
Tiêu âm 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.
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.
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.
Tiêu âm bằng mút được ưa chuộng vì giá hợp lý.
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:
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.
Bề mặt của tấm tiêu âm này được cắt gọt theo hình kim tự tháp, được gọi nôm na là mút gai.
Tiêu âm ở phần góc phòng có độ mở lớn hơn.
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.
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.