Ruumiakustika

Ruumiakustika on arhitektuuriakustika valdkond, milles käsitletakse ruumides heli peegeldumist, sumbumist, levimist ja muud käitumist. Ruumiakustika eesmärk on kontserdisaalide, teatrite, koosolekuruumide, klassiruumide, tele- ja raadiostuudiote, kirikute ja teiste ruumide projekteerimine akustilistelt omadustelt sobivaks neis toimuvate helisündmuste läbiviimiseks. Ruume projekteeritakse vastavalt helisündmusele akustiliselt sobivateks valides nende kuju ning kasutades helineelde- ja heli peegeldavaid materjale/tarindeid. Antud materjalide/tarindite kasutamist nimetatakse passiivseks ruumi akustiliseks projekteerimiseks. Peale passiivsele akustilisele projekteerimisele kasutatakse ruumide akustiliste omaduste muutmiseks ka audioelektroonika vahendeid koos helisignaalide signaalitöötlusega. Helil on omadus peegelduda kõikidelt kõvadelt ning ühtlastelt pindadelt, seega kui peatada järsku heliallika (näiteks kõlari) poolt heli tekitamine, siis kestavad peegeldused ruumis veel teatud aja, kuni helienergia on sumbunud. Nende peegelduste tõttu ei kuule me ainult otsest heli kõlaritest, vaid märgataval hulgal ka ruumi järelkõla (reverberatsiooni), kuna helilained jäävad mööda tuba ringi „põrkama“. Järelkõlaks nimetatakse heli korduvast peegeldumisest ja hajumisest põhjustatud sumbumist ruumis. Materjalid ja konstruktsioonid peegeldavad sagedusi erinevalt. Seetõttu on meie kõrvadesse jõudev järelkõla „värvitud“ – teisisõnu, selles ei jagune sagedustes võrdselt. Ruumide akustiliseks kujundamiseks kaetakse ruumide sisepinnad akustiliste materjalidega, mis on selleks otstarbeks toodetud või mitmesuguste üldkasutatavate ehitusmaterjalidega, mis on sobivate akustiliste omadustega. Omaduste poolest jaotatakse akustilisi materjale poorseteks ja resoneerivateks. Poorse materjali (näit. mineraal- või klaasvilla) pinnale langev helilaine tungib materjali pooridesse, pannes seal õhuosakesed võnkuma. Õhuosakeste viskoosse hõõrdumise tõttu muundub materjalisse tunginud helienergia soojuseks. Poorse materjali helineeldetegur sõltub materjali poorsusest ja paksusest, helilaine sagedusest ning langemisnurgast, samuti õhuvahest materjali ning seina vahel. Poorsete helineeldematerjalide iseärasuseks on, et nende helineeldetegur väheneb madalatel helisagedustel. Kui ruumis kasutada ainult poorseid helineeldematerjale, on helisumbumus kõrgetel sagedustel suur, kuid madalatel sagedustel väike ja ruumis saadakse madala tämbriga ilma särata heli. Sel põhjusel kasutatakse ruumis peale poorsete materjalide veel resoneerivaid helineeldematerjale. Resoneerivateks helineeldematerjalideks on membraanid, plaadid või Helmholtzi resonaatori sarnase konstruktsiooniga helisummutid. Ruumi müraisolatsiooni all mõeldakse ruumi kaitstust välismüra eest. Kvaliteetse tulemuse tagamiseks on vaja, et helistuudiotesse ja foonikatesse ei tungiks välismüra läbi välispiirete või kütte- ning ventilatsioonisüsteemide kaudu. Välismüra võib olla kas akustilise päritoluga, mis levib õhu kaudu vaadeldava ruumi piireteni ja paneb need võnkuma, põhjustades müra tungimist ruumi (kõnekõmin, vali muusika, lennukimüra jne) või mehaanilise päritoluga, mis levivad mööda ehituskonstruktsioone (sammud ülakorrusel, uste sulgemine naaberruumides jne). Teatud ruume projekteeritakse kõnelemist silmas pidades. Seejuures on ruume, kus on oluline hea suulise kommunikatsiooni võimaldamine, aga leidub ka olukordi, kus on oluline hoopis selle pärssimine. Suulise kommunikatsiooni hõlpsaks toimimiseks on tarvilik, et ruum võimaldaks kõnelejate vahelist arusaadavat kõne edastust. Kõne arusaadavuse hindamiseks kasutatakse seejuures kõneedastusindeksit. Näiteks peavad koolitus- ja kõneruumid olema projekteeritud nii, et nad võimaldaksid head kõne edastust ettekandjalt publikule. Samas leidub olukordi, kus soovitakse pärssida kõneheli levimist teatud ruumipunktide vahel. Selline olukord on näiteks avatud kontoris, kus kõnelemine ühel töökohal ei tohiks segada teisi töötajaid. Ruumiakustika kõige nõudlikumaks valdkonnaks võib pidada kontserdisaalide akustilist planeerimist. Helistuudios ruumis, kus viiakse läbi helitöötlust on oluline, et kõlaritest kuuldakse algmaterjali nii täpselt ja moonutamata kui võimalik. Kui kuulamisruumina kasutatav ruum on tühi ning akustiliselt töötlemata, siis ei ole helilainetel kuskile neelduda ning need jäävad ruumi seintelt, laelt ning põrandalt peegelduma seni, kuni helilaine energia vaibub. Hea kuulamisruum ei tohiks olla liiga kajav ega ka liiga tuhm. Selle saavutamiseks kasutatakse nii heli summutavaid materjale kui ka heli peegeldavaid ebatasaseid pindu (difuusoreid), mis liigsed peegeldused „laiali paiskaks“. Ehitusakustika Hoonete akustiline projekteerimine (2009). Hoonete akustiline projekteerimine. Tallinn: ET-INFOkeskuse AS. Lk 25. Paul White (2003). Creative Recording 2: Microphones, Acoustics, Soundproofing And Monitoring. UK: SMT. Lk 145. Eiskop, I. & Sillart, A. 1988. Akustika ja helitehnika. Tallinn: Valgus. Lk 64 Eiskop, I. & Sillart, A. 1988. Akustika ja helitehnika. Tallinn: Valgus. Lk 66-67 Eiskop, I. & Sillart, A. 1988. Akustika ja helitehnika. Tallinn: Valgus. Lk 70 Eiskop, I. & Sillart, A. 1988. Akustika ja helitehnika. Tallinn: Valgus. Lk 78 Paul White (2003). Creative Recording 2: Microphones, Acoustics, Soundproofing And Monitoring. UK: SMT. Lk 143.