Op bezoek bij Mattijsen
Op 12 maart 2008 kwam een 30-tal belangstellende
Nederlandse AES-leden op de gezellige zolder van de studio van Audio
Electronics Mattijsen (AEM) bij elkaar om te luisteren naar een lezing
“variabele ruimteakoestiek” door Ben Kok van bureau Nelissen.
Het was
natuurlijk geen toeval dat we op deze “historische grond” in
Duivendrecht bij elkaar kwamen. In 1978 werd AEM opgericht door Geeke
en Johan Mattijsen. Johan en Geeke hebben zich inmiddels teruggetrokken
en het bedrijf wordt nu door Eric en Roland Mattijsen voortgezet.
Kortgeleden kreeg AEM van het toonaangevende vakblad “Installation
Europe” de prijs voor “het beste auditorium project” toegekend voor het
project “Schouwburg Almere” (opgeleverd begin 2007). AEM realiseerde
binnen een totaalopdracht een 1Gb datanetwerk, een digitaal audio
netwerk c.q. multikabelsysteem voor zaalgeluid en de omroep en
interconnectie tussen zalen en opnameruimte. Een elektronisch systeem
voor variabele akoestiek inclusief het ontwerp en levering van een
hoofd luidspreker systeem voor de Grote Zaal maakten tevens deel uit
van de opdracht. Zie ook: www.aem.nl.
De AES-leden werden temidden van een interessante
verzameling oude analoge bandrecorders (Revox, Telefunken M15 etc.)
uitvoerig bijgepraat over de “ins en outs” van het thema “variabele
zaalakoestiek”. Ben Kok is nauw betrokken geweest bij het inrichten van
een tweetal luisterlaboratoria van de McGill Unversity in Montreal. Ben
werkt bij het bureau Nelissen (ca. 50 medewerkers), een bedrijf dat
actief is op het gebied van akoestiek, bouwfysica en technische
installaties (zie hun website http://www.nelissenbv.nl). Zijn specialisatie is het berekenen en ontwerpen van
ruimtes die aan bijzondere akoestische eisen moeten voldoen.
Ontwerpopdracht
Bij het McGill project ging het om het inrichten van twee ruimtes “A018, het Ear Training Lab” en “A817 the Critical Listening Room”. In de eerste ruimte leren de studenten hoe ze hun gehoor kunnen trainen door kritisch te luisteren naar het aangeboden materiaal. De tweede ruimte is onder meer bedoeld voor het testen van luidsprekers en het uitproberen van verschillende luidsprekeropstellingen voor meerkanaalsweergave.
Als we een ruimte ontwerpen waar we elders opgenomen geluid willen gaan weergeven, lopen we direct tegen het eerste principiële probleem aan. De opnameruimte (of de opname situatie op een locatie) heeft altijd een andere akoestiek dan de ruimte waar het opgenomen materiaal moet worden weergegeven. Om de opname goed te kunnen beoordelen is het dus noodzakelijk er voor te zorgen dat de akoestiek van de luisterruimte niet de akoestiek van de opnameruimte maskeert.
Hoe kunnen we de akoestiek in een ruimte nu beïnvloeden? Dat kan door de ruimtevorm en het uitgekiend omgaan met de begrippen absorptie/reflectie maar ook diffusie (verspreiden van reflecties). Hiervoor is een aantal technieken beschikbaar: het toepassen van poreuze materialen, resonatoren (paneel, Helmholtz, 1/4 λ), het toepassen van sandwichconstructies en diffusoren. Bij het ontwerp moet je natuurlijk ook rekening houden met de invloed van de luchtbehandeling (lawaai van de luchtstroom) en de overlast die de experimenten in de ruimte veroorzaken (geluidshinder buiten de ruimte). Het grootste probleem is echter het vermijden van vroege reflecties in de ruimte. Ben ging uitvoerig in op de diverse ontwerpfilosofieën die zoal bij het construeren van controlekamers worden toegepast, zoals de statische, de 'Non Environmental' en de 'LEDE (Live-end Dead-end)' benadering.
Reflectievrije zone
Reflecties in de luisterruimte kunnen we
onderdrukken door voldoende afstand tot de bron te nemen,
absorptiematerialen te plaatsen, de geometrie van de kamer handig te
kiezen of een combinatie van alle toe te passen.
Bedenk hierbij dat de golflengte voor een toon van 1 kHz ca. 35 cm
bedraagt! Voorzieningen om deze frequentie aan te pakken dienen groot
te zijn ten opzichte van deze golflengte. Belangrijk is het verkrijgen
van een zo groot mogelijke “RFZ” (reflectievrije zone). Helaas staat er
vaak een mengtafel in de ruimte, zoals we o.a. op de getoonde dia’s
zagen. Ook wordt de akoestiek in toenemende mate beïnvloed door het
veelvuldig gebruik van (platte) beeldschermen in de luisterruimte.
Computers en andere randapparatuur worden natuurlijk zo veel mogelijk
buiten de ruimte opgesteld maar als het niet anders kan, voorzien van
voldoende afscherming. Het storende geluid moet in ieder geval
voldoende worden gedempt en afgeschermd. Ook het op de juiste wijze
ontwerpen van de kabeldoorvoeren is zeer belangrijk.
Symmetrie
Het op de juiste wijze toepassen van reflecterend
of absorberend materiaal is het domein van de akoestisch ingenieur. In
een luisterruimte is het essentieel de symmetrie te handhaven.
Tegenover een raam komt dan ook vaak een spiegel. In de 'Critical
Listening Room' bij McGill is uitgebreid gebruik gemaakt van een
“Primitive Root Diffuser”, beter bekend onder de naam “Skyline” (zie
ook http://www.rpginc.com/).
Deze curieus uitziende
verzameling van kunststof blokjes verspreidt het geluid (vooral de
midden en hoge frequenties). De afmetingen zijn niet “zomaar” gekozen;
er ligt een ingewikkeld 12 x 13 algoritme aan ten grondslag. De blokjes
veroorzaken “scattering”, het quasi willekeurig verspreiden van
ongewenst geluid met als speciale eigenschap dat de geometrische
reflectie zo sterk mogelijk wordt onderdrukt. De tegels (60 x 60 cm)
kunnen op vier verschillende wijzen geplaatst worden. Telkens ontstaat
een ander diffusiepatroon.
Op de site van RPG staat veel informatie over de werking van diffusoren. Bij McGill heeft Ben de Skylines in een strook op oorhoogte volgens een niet-herhalend patroon geplaatst. hierdoor wordt een maximale onderdrukking van vroege reflecties verkregen welke in hoge mate onafhankelijk is van de plaatsing van de luidsprekers t.o.v. de wand.
Ben construeerde een ingenieus frame met een reflecterende en een absorberende zijde. Door deze frames op verschillende wijzen in de ruimte te plaatsen of op te hangen kan de akoestiek van de ruimte naar de hand van de tester worden gezet! Verder kunnen op de vloer in de ruimte absorberende driehoeken geplaatst worden teneinde de reflecties die door de houten vloer worden veroorzaakt, effectief worden onderdrukt. Het is verbazingwekkend te zien hoe door het kiezen van de juiste materialen (en de nodige vakkennis natuurlijk!) de akoestiek van een ruimte op deze wijze kan worden ingesteld.
De vragen en onduidelijkheden van de toehoorders
werden op de van Ben Kok bekende uitvoerige wijze besproken en
beantwoord. De interpretatie van de getoonde meetresultaten van de
ruimtes vereiste overigens wel enig inzicht. Gelukkig bleven ons de
zeer ingewikkelde berekeningen en formules tijdens deze avond bespaard.
Bob Vos, 26 maart 2008