‘Âm học’ trong kiến trúc là tối ưu hóa môi trường âm thanh. Hai loại bao quát được sử dụng khi thảo luận về âm học là cách âm và xử lý tiêu âm. Trong khi cách âm là giảm tiếng ồn, xử lý âm là cải thiện chất lượng của âm trong một không gian. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung vào phần sau và xem xét một số chiến lược xử lý âm thanh được áp dụng trong một số không gian âm thanh lớn nhất thế giới.
Tất cả các bề mặt và vật liệu xây dựng đều có khả năng hấp thụ, phản xạ hoặc truyền âm. Khi âm thanh bịphản xạ, chúng gây ra sự gia tăng mức độ vang và độ vang tổng thể trong một không gian. Khi xử lý các phòng một cách chính xác, tiếng vang và độ vang sẽ giảm. Để xử lý phòng có hai phương pháp: tiêu âm và khuếch tán.
Các chiến lược điều trị âm học tốt nhất kết hợp hai kỹ thuật này. Herzog & De Meuron ’s Elbphilharmonie , được phát triển với sự cộng tác của chuyên gia âm học Yasuhisa Toyota, là một ví dụ xuất sắc về điều này. Hội trường bên trong được thiết kế theo tham số của nó được ốp bằng 10.000 tấm thạch cao sợi độc đáo. Khi âm thanh chạm vào các tấm, bề mặt không bằng phẳng sẽ hấp thụ hoặc phân tán sóng âm thanh. Không có hai tấm nền nào hấp thụ hoặc phân tán sóng âm thanh như nhau, mà thay vào đó tạo ra âm vang cân bằng trên toàn bộ khán phòng. Kỹ thuật này đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ, đáng chú ý nhất là ở Musikverein nổi tiếng của Vienna.
Mục lục
Hấp thụ âm thanh
Sự hấp thụ âm thanh đề cập đến âm thanh tới đập vào một vật liệu không bị phản xạ trở lại. Theo nguyên tắc chung, vật liệu dạng sợi thường có đặc tính hấp thụ tốt hơn, trong khi vật liệu dày đặc hơn thì ít hấp thụ hơn. Sự hấp thụ âm thanh của một vật liệu thay đổi theo tần số và có những bảng liệt kê các hệ số hấp thụ của vật liệu khi tiếp xúc với một số tần số nhất định (Herz). Để tiêu chuẩn hóa, nhãn NRC đề cập đến “Hệ số giảm tiếng ồn” và là phân loại tiêu chuẩn tương ứng với giá trị trung bình cộng của hệ số hấp thụ cho các tần số 250, 500, 1000 và 2000 Hz.
Ở mức thấp nhất của hệ số giảm tiếng ồn là các vật liệu như bê tông tiếp xúc (0,03), thủy tinh (0,03) và kim loại (0,035). Trong khi đó, các vật liệu hấp thụ nhiều hơn là bông thủy tinh (0,68), rockwool (0,72), bọt cách âm (0,052) và tấm cách âm sợi gỗ (0,57).
Ngoài những vật liệu tiêu chuẩn này, còn có rất nhiều vật liệu lai cải tiến. Một ví dụ được giới thiệu trong Phòng hòa nhạc Jordanek ở Torum, của Fernando Menis. Để tạo ra lớp hoàn thiện bên trong giống như hang động của nó, kiến trúc sư đã thử nghiệm kết hợp bê tông trộn với các loại cốt liệu khác theo kỹ thuật mà ông gọi là picado. Một loại đá màu đỏ núi lửa từ Trung Quốc được trộn với bê tông để hấp thụ âm thanh, trong khi gạch đỏ được trộn ở nơi cần khuếch tán.
Đục lỗ
Đục lỗ đóng vai trò chủ đạo trong việc hấp thụ âm thanh, có tác dụng như bộ cộng hưởng. Tỷ lệ thủng càng cao thì khả năng hấp thụ âm thanh càng lớn. Có thể đục lỗ trên tất cả các lớp hoàn thiện bằng gỗ, kim loại và sơn với các lỗ đục tiêu chuẩn theo thiết kế thẳng, chéo hoặc so le, cung cấp Hệ số giảm tiếng ồn từ 0,70 đến 0,95.
Thủng là một chiến lược hiệu quả cao để tạo ra một loạt các hiệu ứng âm thanh. Đối với dự án mùn cưa quốc gia, Cục V cùng với nhóm âm học của Arup đã phát minh ra một loại da tùy chỉnh làm bằng kim loại đục lỗ và các tấm composite bằng vải được hỗ trợ bởi một mạng lưới phức tạp các kênh lõm. Hệ thống da này vẫn trong suốt về mặt thị giác nhưng trong suốt về mặt âm học, cho phép âm thanh truyền qua nó một cách tự do, đồng thời tạo ra một vỏ bọc điêu khắc bao quanh. Kết quả là mang lại trải nghiệm liền mạch cho nhiều tiết mục biểu diễn. Cục V đã viết một loạt các chương trình phần mềm tùy chỉnh để giúp điều hướng và tối ưu hóa lớp màng bên trong ba chiều phức tạp này.
Khuếch tán âm thanh
Khuếch tán là phương pháp phát tán năng lượng âm thanh bằng bộ khuếch tán để cải thiện âm thanh trong một không gian. Bằng cách lan truyền năng lượng âm thanh phản xạ xung quanh phòng, sự khuếch tán giúp giảm tác hại của tiếng vang và dội âm mạnh. Ví dụ điển hình của bộ khuếch tán âm thanh là các tấm cong hoặc nhiều mặt. Cung cấp sự nhẹ nhõm trên một bề mặt, các loại tấm này có lợi thế là lan tỏa đồng đều các phản xạ trên tường phẳng, nếu không sẽ được kết hợp với sóng âm nguyên bản để tạo ra sự giao thoa triệt tiêu. Ví dụ, trong phòng hòa nhạc, các tấm khuếch tán được sử dụng để tăng cường độ phong phú của âm thanh và giúp tạo cảm giác rộng rãi.
Có thể tìm thấy một trong những ví dụ cổ điển và nổi tiếng nhất về bảng điều khiển nhiều mặt tại Nhà hát Agora của UNStudio ở Lelystad, nơi đã trở thành một biểu tượng không chỉ cho việc sử dụng màu sắc táo bạo mà còn cho các bề mặt âm thanh gấp của nó.
Âm khuếch tán cũng thường đạt được với các thanh và đám mây. Cơ sở nhạc Jazz của Buol và Zund có thể được coi là một ví dụ xuất sắc về điều này. Trong quá trình này, các kiến trúc sư học được rằng không có cái gọi là phòng tập hoàn hảo, vì các nhạc sĩ thích một loạt các chất lượng âm thanh và không gian khác nhau, từ cảm giác như một nhà để xe đến một nhà thờ. Dự án có hơn 50 phòng diễn tập khác nhau và một loạt các chiến lược bao gồm ốp gỗ và bầu trời âm thanh bay bổng.
Một môn khoa học phức tạp, âm học cho khán phòng, nhà hát và rạp chiếu phim dựa trên kinh nghiệm của một chuyên gia âm học. Nhưng các kiến trúc sư đã thể hiện sự hiểu biết cơ bản về các nguyên tắc then chốt trong việc tạo ra một số không gian nội thất sáng tạo nhất thế giới.
