Priestorová akustika - čo to je?

Akustika priestoru je dôležitou aplikovanou časťou fyziky, ktorá nám pomáha vyrovnávať sa s problémami, nástrahami a výzvami ozvučovania veľkých priestorov, vonkajších alebo vnútorných. Či už je to obrovský koncert pre desaťtisíce ľudí na futbalovom štadióne, divadelné predstavenie v klubovom divadle, alebo design reproduktorov do automobilu, znalosť vlastností zvuku je v týchto prípadoch úplne kľúčová. Tento článok vám vysvetlí základy priestorovej akustiky, uvedie praktické príklady, kedy sa tieto znalosti využívajú a v neposlednom rade tiež ponúkne niektoré jednoduché technické riešenia pre akustiku domácich priestorov.

Ako je to s tým zvukom a priestorovou akustikou?

Tou kľúčovou vlastnosťou zvuku je jeho odraz. To ale predbiehame, začnime od začiatku, od zdroja. Zvuk je mechanické vlnenie. Šíri sa vo vlnách akýmkoľvek materiálom kmitaním jeho molekúl. Čo z toho vyplýva? Plynie z toho, že počuť môžeme ako na vzduchu, tak pod vodou alebo pomocou pevných látok. Nepočujeme ale nič vo vákuu, kde žiadne molekuly nie sú a nemá tam teda čo kmitať a zvuk sa nemá ako šíriť. Ak ste teda vo filmoch z vesmíru počuli tiahnuť sa priestorom zvuky kozmických lodí, zabudnite na to, v skutočnom vesmíre nič také nie je.

V každom prostredí sa zvuk šíri inou rýchlosťou, to už záleží na konkrétnych vlastnostiach toho-ktorého prostredia. Vráťme sa ale k už vyššie nahryznutému odrazu zvuku. Prečo je taký dôležitý? Pretože práve odraz určuje akustické vlastnosti obmedzeného priestoru. Ak budeme mať nejaký ideálny zdroj zvuku, ktorý by sa vznášal niekde vysoko nad zemou, šírili by sa zvukové vlny okolo neho rovnomerne všetkými smermi. Kdekoľvek okolo neho by bolo počuť úplne rovnako čisto, len so vzrastajúcou vzdialenosťou od zdroja by zvuk slabol. Tak by asi vyzeralo šírenie zvuku v ideálnych podmienkach. Tie ale pri bežnom počúvaní pravdepodobne nikdy nezažijeme.

V realite sa zvuk rovnomerne nešíri, pretože sa mu do cesty stavajú prekážky. Najčastejšie steny miestnosti, veľké objekty ako skrine, stromy, ľudia a podobne. Keď zvuková vlna na takú prekážku narazí, čo sa asi stane? Povedali sme si už, že sa zvuk šíri vo všetkých skupenstvách hmoty. Mal by sa teda šíriť aj napríklad paravánom, na ktorý narazí v nahrávacom štúdiu. Skutočne to tak je, ale pri náraze zvuku na prekážku dôjde k dvom veciam. Časť zvuku je pohltená – šíri sa ďalej v telese, na ktoré zvuk dopadol – a druhá časť sa odrazí. Pomer medzi týmito dvoma časťami sa nazýva index akustickej pohltivosti a závisí od vlastností tej-ktorej látky.

Dizajn priestoru

Teraz, keď poznáme základné vlastnosti zvuku, môžeme tieto poznatky uviesť do praxe. Čo nás najviac trápi pri riešení priestorovej akustiky? Je to nezrozumiteľnosť, ale aj skreslenie zvuku, ako aj to, že sa z neho stáva hluk a ruch, ktorý iba zaťažuje sluchový aparát človeka, ale už mu neodovzdáva žiadnu z informácií, ktoré pôvodne mal. To je, samozrejme, problém napríklad na hlučných pracoviskách, kde úroveň hluku môže ľahko prerásť prípustné limity a ohrozovať výkonnosť aj zdravie pracovníkov. Ďalším typickým príkladom sú sály s takou ozvenou, že zosilnená hudba sa jednoducho zleje do zhluku nezrozumiteľného lomozu.

Ako to napraviť? Musíme utvárať priestor, kde chceme zvuky vyludzovať, a na druhej strane musíme, samozrejme, prispôsobiť zvuky priestoru, ktorý máme k dispozícii. My sa teraz zameriame na vec z hľadiska priestoru. Čím viac odrazov, tým menej je zvuk zrozumiteľný. Pokiaľ taký je, obmedzíme najskôr odrazivosť. Vymeníme holé lesklé povrchy poréznymi alebo tkaninovými, prípadne prvé jednoducho prikryjeme druhými. Tým zvuk pekne rozptýlime a on sa nebude vracať k našim ušiam a rušiť. Pokiaľ to nestačí, musíme priestor zmenšiť a znovu znížiť odrazivosť. To nakoniec vždy pomôže, len treba nájsť správnu mieru zmenšenia, aby priestor ešte vyhovoval našim požiadavkám a bolo ekonomické ho upravovať.

Možností ako to konkrétne urobiť, je mnoho. Na povrchovú úpravu sa najčastejšie používajú akustické polyuretánové peny. Priestor je možné zmenšiť jednoduchými priečkami vyplnenými akustickou izoláciou. Existujú pohyblivé paravány, plexisklá, akustické lisované dosky a mnoho ďalších. Keď si navyše siahneme do svedomia a občas jednoducho stlmíme hlasitosť, výsledok na seba väčšinou nenechá dlho čakať.