Problematika prostorové akustiky bytových poslechových prostor

Vývoj akustiky v koncertních sálech, studiích a režiích přitom doznal převratných změn. Nejprve to byly experimenty se zatlumenými prostory obloženými materiály absorbujícími zvuk, které umožnily bezodrazový poslech zvuku vyzářeného monitory a tím nezkreslený přenos hudby – ovšem s poslechem v nereálném prostředí. Následovaly realizace akusticky „živějších“ prostorů s využitím difuzních obkladových prvků, a tak se objevily první tzv. LEDE prostory.

 

V těchto prostorách byla přední část až do poloviny místnosti obložena akusticky pohltivým materiálem a druhá polovina poslechové místnosti byla obložena odrazivými a difuzními prvky. Posluchač tak dostával signál z reproduktorových soustav nezkreslený nejbližšími odrazy poslechového prostoru (zatlumená část), zatímco odrazy od zadní části prostoru se vlivem difuzity obkladových prvků a jejich náklonu natolik zpožďovaly, že neovlivnily poslech přímého zvuku a nahraných odrazů ze studia.

 

Vývoj však šel dál a nezadržitelně směřoval k dosažení téměř dokonalého akustického homogenního pole. Současné prostory pro poslech a snímání zvuku jsou tvarově a difuzně řešeny tak, aby umožnily posluchači vnímat akustické pole poslechového prostoru se všemi užitečnými odrazy od stěn a stropu.

Zákazník usilující o kvalitní přenos hudby si do domácích podmínek přináší reproduktorové soustavy měřené v bezodrazových komorách s naprosto vyrovnanou frekvenční charakteristikou a asi by se velmi divil, kdyby měl možnost si tutéž frekvenční charakteristiku změřit v místě poslechu v domácích podmínkách. Je to pochopitelné, neboť výrobci z důvodů porovnávání reproduktorových soustav musí provádět měření ve stejném prostředí. Pro tento účel představují proto zatlumené akustické komory to nejjednodušší prokazatelně opakovatelné prostředí, zatímco jednotlivé domácí poslechové prostory se velmi liší stěnami, uspořádáním nábytku, polohou poslechu atd. Elektroakustické řetězce ve své absolutní většině právě z těchto důvodů obsahují ekvalizéry, jež posluchači umožňují alespoň částečně nastavit pro něj subjektivně optimální poslech celého frekvenčního pásma. Přesto je posluchač nezřídka rozčarován, protože by si přál, aby byl jeho poslechový komfort identický s koncertním sálem, kinem, chrámem – tedy prostředím odpovídajícím žánru poslechu.

 

Příčiny tohoto stavu bývají zpravidla dvojí a ve většině případů se navíc sčítají:

 

■ První příčinou nedobrého poslechového vjemu je špatné nastavení celého elektroakustického řetězce. Je až s podivem, že s nákupem poměrně drahého zařízení neexistuje dokonalý servis, jenž by na základě měření a poslechových testů z testovacího CD celou aparaturu nastavil a doladil. Velmi často se lze potom setkat s hlavními reproduktorovými zářiči s přehozenou fází (lokalizace zdroje za hlavou) s nevyváženou úrovní celého pětikanálu, špatně umístěnými výškovými reproduktory atd. Celou situaci lze přirovnat k autu, u kterého jste objevili pouze první převodový stupeň, ale ono jede.

 

■ Druhá příčina špatného poslechového komfortu tkví v dané akustice prostoru, v němž se posluchač nachází. Dvě hlavní reproduktorové soustavy, jež jsou zpravidla postaveny u čelní zdi, nebo jsou na ni zavěšeny, vyzáří akustický signál nejen k posluchači, ale i za něj, ke zdi nacházející se za poslechovým místem. Od této zdi se zvuková vlna, a to i v případě, že je na ní umístěn obraz, odráží zpět k čelní zdi, od té se opět odráží a superponuje se na zvuk vyzářený hlavními reproduktorovými soustavami.

 

Na tomto místě je dlužno podotknout, že již v minulosti příznivci hi-fi techniky tento fenomén zjistili a snažili se škodlivý odraz od zadní stěny poslechového prostoru nějak omezit. Leč špatné znalosti akustických materiálů vedly často k velmi nešťastnému řešení – polepit zadní stěnu místnosti jekorem. S touto pověrou z oblasti akustiky se setkáváme až do současnosti. Přitom jekor už z principu, navíc nalepený na zeď, v oblasti 0,5–2 kHz zvuk téměř vůbec nepohlcuje.

 

Pro názornost si lze představit hypotetický obývací pokoj o rozměru 4 x 6 x 3 m, o vzdálenosti přední a zadní stěny 4 m; kdy posluchač sedí od zadní stěny ve vzdálenosti 1 m a akustický tlak u ústí reproduktorů je 90 dB. K posluchači dorazí primární signál z reproduktorových soustav za 9 ms v úrovni 80 dB a první odraz od zadní stěny superponovaný na primární signál za 21 ms s úrovní 73 dB. Druhý odraz následuje za 45 ms v úrovni 66 dB. Majitelé velmi drahých audiosystémů často tvrdí: „Já tam mám velký obraz, tak to bude dobré!“ Odpověď zní, že nikoliv – obraz na frekvencích okolo 1 kHz, zvláště olejový nebo zasklený, totiž odráží téměř stejně jako omítka. Na nízkých frekvencích, kde by se mohl vzhledem ke svým rozměrům uplatnit, je to jedno, neboť nízké frekvence se šíří všesměrově.

 

Také druhý častý argument majitelů dražších audio aparatur neobstojí: „Mám takovou aparaturu, že si umí v prostoru nalézt nežádoucí rušivé odrazy a ty eliminuje.“ Co potom dodá do frekvenční mezery místo nich? Všechny tyto „berličky“ vznikají z nepochopení úzké souvislosti akustiky prostorů a elektroakustiky. Jestliže na zadní stěnu zavěsíme nebo do ní přímo začleníme prvek, jenž nežádoucí odraz eliminuje tím, že ho rozptýlí do všech směrů, zlepšíme homogenní pole v místnosti a současně zabráníme elektronické eliminaci odrazu a ochuzení frekvenčního poslechového pásma. Jinými slovy nastala doba změnit přístup k designu bytového poslechového prostoru, skoncovat s klasickým obrazem nebo dokonce holou zdí na zadní stěně poslechového prostoru, a umožnit tak plnohodnotné využití audioaparatury, jež by dalo vyniknout brilantnímu zvuku v poslechovém prostoru.

 

Nikdo by si asi neinstaloval na zadní stěnu svého poslechového prostoru prvek, který by zohyzdil jeho interiér, tento prvek proto musí vznikat úzkou spoluprací architekta a akustika. Nejprve je však třeba podívat se na vlastní definici akustického difuzoru.

 

■ Akustický difuzor představuje interiérový prvek, jenž způsobí, že dopadající akustická energie se odráží a rozptyluje do všech směrů uzavřeného prostoru.

■ Akustický difuzor omezuje vznik nežádoucích lokálních odrazů a aktivně se spolupodílí na vytváření kvalitního homogenního akustického pole v poslechové místnosti.

■ Zpravidla se jedná o třírozměrný stěnový obklad, designově ztvárněný s ohledem na interiér.

 

V poslechovém prostoru je akustický difuzor zpravidla umisťován na zadní stěnu, naproti reproduktorovým soustavám. Sám jsem nazval tyto prvky obchodním názvem Akart – jako spojení akustiky a umění. Difuzor pro domácí účely by měl mít minimální rozměr 1,2 x 0,5 m a může být vyroben z kovu, z plexiskla, s eventuálním zadním podsvícením, ze dřeva nebo jiných tvrdých materiálů. Může zároveň sloužit jako široký ozdobný trojrozměrný pás pro umělecký předmět umístěný uprostřed. Plocha niky však nesmí přesáhnout 15 % plochy panelu Akart. Při řešení je současně nutno dbát u panelu o minimum vodorovných ploch – ulehčuje se tím čistitelnost celého prvku. Panel lze po dohodě s bytovým architektem zabudovat již přímo do stavby. V případě dodatečné montáže je nutno počítat s váhou 80–45 kg/m².

 

Je třeba zdůraznit, že zatím se jedná vždy o individuální záležitost designu poslechového prostoru a přání klienta. Akart má ještě jednu vlastnost, která není u difuzorů běžná – je určen do domácích poslechových prostor a ne do koncertních síní. Zatímco v koncertních síních je vzdálenost zdroj – zadní stěna tak velká, že zvuk prakticky vždy dopadá kolmo na difuzor a veškeré návrhy jsou realizovány s předpokladem rozptýlení kolmo dopadajících zvukových vln, v případě bytových prostor se jedná o dopad zvukových vln pod úhlem 60° a z tohoto směru musí být zajištěn rozptyl. V domácím prostředí by totiž hlavní reproduktorové soustavy a posluchači měli být ve vrcholech rovnostranného trojúhelníka a vysoké frekvence, o jejichž rozptyl jde, přicházejí tedy na zadní stěnu ne kolmo, ale pod úhlem 60°. Difuzní prvky Akart Home byly vytvořeny na základě modifikace návrhu takzvaného 2D QRD pro profesionální účely tak, aby v maximální možné míře zůstaly zachovány jejich všesměrové rozptylové vlastnosti, zejména pro zdroj v úhlu 60°.

 

Při realizaci interiéru s řešenou akustikou by samozřejmě nemělo chybět ani omezení odrazu od často problematických bočních stěn – ať už se jedná o prosklené části nebo průchody do jiných prostor apod. Nouzovým řešením se mohou stát také těžké sametové závěsy – ty však způsobují, že místnost je na vysokých kmitočtech přetlumená a v prostoru chybí adekvátní rozptýlené odrazy od bočních stěn.

 

Možným elegantním řešením mohou být pojízdné paravány s prostorovou uměleckou strukturou, jež při překrývání vytvářejí nepravidelné komůrky o různé hloubce a fungují částečně jako difuzor. Příkladem řešení může být rovněž „stromová“ struktura od architekta V. Domkáře.

 

Přesto, že návrh RPG a QRD difuzorů je znám více než 20 let, prakticky před dvěma lety se dopracovávala příslušná ISO/DIS 17497-2, která stanovila podmínky měření koeficientu difuzity ve volném poli. Je velkým úspěchem, že česká společnost Soning Praha a.s. vlastní jako jediná firma od minulého roku kompletní aparaturu na toto měření. Při měření se načítají směrové charakteristiky zachycující rozložení akustické energie odražené od příslušného vzorku difuzoru do různých směrů v konfrontaci s odrazivou plochou stejného rozměru. V praxi to znamená umístění většího počtu měřicích mikrofonů s krokem maximálně 5°, tedy alespoň 37 mikrofonů, v půlkruhu na podlaze, která musí být z 90 % odrazivá. Během měření je nutno získat čtyři impulzové odezvy – tři z měření a jednu, která vychází z jejich zpracování. Měření se provádělo v prázdné sportovní hale v Roudnici nad Labem. Hala měla rozměry 50 x 30 x 12 m. Kromě objektivních měření lze považovat za neméně důležité i subjektivní testy s posluchači nejpovolanějšími – tedy se studenty Hudební akademie múzických umění.

 

Testování se provádí takzva nými párovými testy, kdy se v daném prostoru nahrají přes umělou hlavu hudební úryvky s difuzorem na zadní stěně a bez něj. Jako difuzor byl použit Akart Home ze sádrokartonu. Studenti, kteří nevědí, co hodnotí, dostanou na uši sluchátka a jsou jim pouštěny nahrané hudební ukázky v jakékoli učebně. Jejich úkolem je pouze ohodnotit subjektivní vjem této hudební ukázky.

Akustické úpravy domácích poslechových prostor čeká ještě velký kus cesty. Musí se prosadit v designu bytových interiérů, musí k nim nalézt cestu architekti, ale i posluchači. Každý interiér je jedinečný a také akustika každého prostoru je nezaměnitelná. Jedině spoluprací obou oborů se může vytvořit dokonalý vizuální i akustický vjem.

 

Pokud čtenáři přes všechny argumenty pochybují o zlepšení v jejich poslechovém prostoru pomocí obkladu zadní stěny difuzními prvky, mohou si udělat sami poslechový test: Na zadní stěnu je třeba do výše ramen sedící postavy vytvořit poličku o šíři alespoň 1 m a na ni narovnat řadu plných skleněných lahví systémem jedna dopředu, druhá ke stěně. Lahve musí být plné, jinak by docházelo k rezonancím na nízkých kmitočtech a odvádělo by to pozornost posluchače od změny na vysokých kmitočtech. Tak byl vytvořen primitivní difuzor. Následně je třeba pustit si úryvek svojí oblíbené hudby a snažit se vtisknout si jej do paměti. Je nutné sedět tak, abychom měli hlavu nejméně půl metru před poličkou s lahvemi. Po rychlém odejmutí lahví si posluchač pustí úryvek znovu – příznivá změna čistoty zvuku by měla být rozpoznatelná.

 

Celý článek naleznete v archivu čísel 02/2013.