De Onvermijdelijke Theorieloze Theorie

De begrippen "nagalmtijd" en "nagalmkarakter" vormen in de akoestiek een fundamenteel gegeven, op basis waarvan diverse, specifiek voor verbetering van geluidsweergave belangrijke conclusies kunnen worden getrokken.

Denkend in analogie zou je kunnen stellen dat de nagalmtijd van een ruimte enigszins analoog is aan de mate van beheersing die een eindversterker uitoefent over de luidsprekers. Bij versterkers wordt die beheersing uitgedrukt in de dempingsfactor. Dezelfde analogie stelt dan dat de nagalmtijd van een ruimte is als het uitslingergedrag van een luidsprekerunit, nadat het signaal is gestopt.

Het elektronische fenomeen "dempingsfactor" en het fysische fenomeen "nagalmtijd" delen één gemeenschappelijk kenmerk, namelijk dat energie nooit direct in het niets verdwijnt maar altijd een zekere tijd naijlt. Noch het elektromechanische mechanisme, noch het fysieke mechanisme kan zonder enige tijdvertraging reageren op elektrische, elektromagnetische of fysische energie. Het duurt altijd enige tijd voordat de energie is afgevoerd, en in die tijd ijlt het mechanisme na.

Bij de nagalmtijd in de akoestiek speelt eveneens het fenomeen dat de in de ruimte aanwezige akoestische energie, opgewekt door een geluidsbron zoals luidsprekers, nooit direct in het grote niets kan oplossen, en altijd een zekere tijd nodig heeft om uit te sterven tot een niveau dat dan zogezegd onder de stoordrempel valt.
Dat is ook wel logisch als je er even bij stilstaat: een ruimte kan simpelweg niet onmiddellijk afrekenen met alle geluidsenergie die daarin opgewekt wordt, net zoals een luidspreker die zojuist 50x per seconde 10mm peak-to-peak uitsloeg ook niet onmiddellijk kan stilstaan als het signaal stopt, maar nog heel even naijlt onder invloed van verschillende factoren binnen de elektromechanische eenheid die luidspreker heet. De belangrijkste factor hier is wel de bewegende massa van de luidsprekerunit.

In een ruimte treden gelijkaardige factoren op. Die zijn dan bepalend voor de nagalmtijd en het nagalmkarakter. Deze factoren drukken op hun beurt een bepaald stempel op de weergavekwaliteit, zodanig dat een nadere bestudering soms gerechtvaardigd lijkt als je er iets aan wilt doen.
Een bestudering is ook gerechtvaardigd als je wilt weten wat er precies "speelt" en daarop zal dit artikel zich richten.

Definitie Nagalmtijd (deel 1):
De Basis

Nagalmtijd is de tijd die een ruimte nodig heeft om de daarin door een geluidsbron opgewekte akoestische energie (het geluid dus) zodanig te verzwakken,
dat deze feitelijk onhoorbaar is geworden.

Om dit in de meest simplistische, maar wel correcte bewoordingen praktisch te illustreren:
De nagalmtijd komt tijdens het luisteren storend tot uiting, indien geluiden van de vorige muziekmaten nog steeds een belangrijke rol spelen in de huidige muziekmaten die voorbijkomen.

Een lange nagalmtijd zorgt ervoor dat geluiden die al twee muziekmaten geleden uitgestorven hadden moeten zijn nu nog altijd storend in de ruimte rondwaren. Zo simpel is het, in de basis.

Het is verder de bedoeling om in dit artikel over nagalm zoveel mogelijk theorieloos begrijpbaar te maken op welke wijze deze factor, onder omstandigheden thuis, een rol speelt bij muziekweergave, hoe groot die rol is of kan zijn, en hoe je deze naar je hand kunt zetten. Het artikel is gericht op de muziekliefhebber die zijn achtergrondkennis wil verbreden, maar niet zozeer op het uitbreiden van academische kennis. Tevens zal blijken dat nagalmtijd ook in normale woonsituaties, waarin geluidskwaliteit geen enkele rol van betekenis speelt, een groot stempel kan drukken op de leefbaarheid en het woongenot dat in die ruimte kan worden ervaren.

Aan de hand van herkenbare voorbeelden en illustraties zal het mogelijk zijn om aan de hand van dit artikel je eigen nagalmsituatie thuis met meer begrip tegemoet te treden en ook met meer kennis over mogelijke en onmogelijke oplossingen voor dit alledaagse fenomeen.

De nagalmtijd kan zo een bondgenoot worden en hoeft geen vijand te zijn of te blijven.

Nagalmtijd en Frequentie /
Frequentie-afhankelijke Nagalmtijd

Bovenstaande definitie beschrijft geluid als akoestische energie, ogenschijnlijk in het bezit van een zekere "massa" en brengt die in verband met de tijdsduur die nodig is om die energie uit te laten doven tot het punt waarop dit geluid geen storende invloed meer uitoefent op de weergave van muziek.

Nagalm is uitsluitend een probleem van geluid in een besloten ruimte -- akoestiek dus -- en het is zeker geen probleem dat is gerelateerd aan de hardware zelf (de geluidsapparatuur).
Zelfs de beste hardware staat machteloos tegenover een lange nagalmtijd, zoals een sportwagen krachteloos is als een verhard wegennet ontbreekt om op te rijden.

Om die reden omschrijf ik akoestiek altijd als "de infrastructuur voor goed geluid", precies zoals een verhard wegennet de infrastructuur is voor het goede rijgedrag van een sportwagen.

"Geluid", maar ook "muziek" is in werkelijkheid een zeer complex samenspel van tonen en boventonen. Het bestaat voor onze waarneming doorgaans uit een verzameling frequenties die het hele hoorbare spectrum of een deel ervan kunnen omvatten. Wij kunnen lage frequenties onder 100Hz of lager horen, maar ook hoge frequenties van 7kHz of hoger.
Het muzikale spectrum omvat geluid tussen 16Hz en 20.000Hz -- men omschrijft het voor het gemak meestal als 20Hz-20kHz. Het menselijk gehoor kan dit spectrum in principe waarnemen.

Het zal in akoestisch onbehandelde ruimtes nooit zo zijn dat al zulke lage, midden- en hoge frequenties tegelijkertijd binnen precies hetzelfde tijdsvenster zullen uitdoven tot onder het stoorniveau, ofwel tot onder de stoordrempel.

De praktijk is op dit punt veel grilliger en veel meer divers, want het is prima denkbaar dat in een bepaalde ruimte frequenties van 3000Hz (= 3kHz) en hoger zeer snel uitsterven, zeg binnen 0,2 seconde tijd, terwijl frequenties tussen 100Hz en 1kHz voor hetzelfde 'uitsterven' een veel langere tijd nodig hebben, zeg 1 seconde. Dit zal bijvoorbeeld het geval zijn in ruimtes waarin veel midden- en hoogabsorptie is ingebracht in de vorm van kamerbreed tapijt, veel stoffering en stoffen meubilair. Objecten die stuk voor stuk krachtiger absorberen naarmate de frequentie stijgt en die nauwlijks de lagere frequenties zullen absorberen.

Daarom komt het in de praktijk gemiddeld vaker voor dat frequenties uit het lage middengebied en het laag (dat zijn alle frequentie onder 300Hz) verhoudingsgewijs erg lang in een ruimte blijven rondhangen, terwijl middenfrequenties en het hoog dan allang verdwenen zijn en daarmee dus een veel kortere nagalmtijd hebben. Maar uiteindelijk zijn alle frequentie-afhankelijke combinaties mogelijk en ze zullen in de praktijk ook overal kunnen bestaan, want ze zijn afhankelijk van met name de inrichting, aankleding en constructie van een ruimte.

Bij alle verdere beschouwingen rond de factoren nagalmtijd en nagalmkarakter
is het nodig om dit altijd te doen in relatie tot het frequentiespectrum.

De nagalmtijd is namelijk altijd frequentie-afhankelijk.
Ze is nooit identiek over het volledige hoorbare spectrum van 20Hz-20kHz.

Het is wel het primaire doel van akoestische optimalisatie om zulke gelijkheid te realiseren!

Definitie-1 kan nu hieronder worden uitgebreid met de toegevoegde kennis.

Definitie Nagalmtijd (deel 2):
de frequentie-afhankelijke nagalmtijd

De frequentie-afhankelijke nagalmtijd toont in grafische vorm verschillende tijdsvensters
die een ruimte nodig heeft om de daarin door een geluidsbron opgewekte akoestische energie zodanig te verzwakken, dat ze onhoorbaar wordt.

De frequentie-afhankelijke nagalmtijd is dus een verzameling nagalmtijden,
die worden weergegeven in een grafiek.

De grafiek hieronder laat een frequentie-afhankelijke nagalmmeting zien in een onbehandelde ruimte.

De verticale balken zijn de tertsbanden -- één tertsband omvat 1/3 oktaaf en wordt door een centrale frequentie aangegeven (deze centrale frequenties worden universeel gebruikt en zijn dus niet willekeurig).

Drie tertsbanden omvatten zodoende 1 oktaaf. Bij elk oktaaf omhoog verdubbelt de frequentie; bij elk oktaaf omlaag halveert deze.

De horizontale banden tonen de tijdsschaal waarin de verschillende tertsbanden uitsterven.
Deze grafiek omvat een tijdsvenster van 0 tot 2 seconden en tijdsvensters kunnen uiteraard flexibel zijn.

Deze nagalmtijd is over de gehele linie vrij lang te noemen -- een factor 2 tot 4x te lang voor goede muziekweergave thuis. Maar ze is niet extreem lang te noemen. Dat zou wel het geval zijn indien het tijdsvenster van 2 seconden veelvuldig zou worden overschreden.
Dat is hier met geen enkele tertsband het geval.

Met name het laag en midlaag (de tertsbanden tussen 80 en 400Hz) zijn relatief lang. In akoestische zin zal dit frequentiegebied dus baat hebben bij aanvullende absorptie.
Maar ook middentonen en het hoog tussen 1 en 4kHz blijven langer hangen dan de frequenties er omheen. Ook dit gebied zou dus gebaat zijn bij extra absorptie.



boven: een vooralsnog 2 tot 4x te lange nagalmtijd (onbehandelde ruimte)


naar boven

Verder met Definitie-2...:

Hoe lang is nu precies lang? En hoe kort is kort?
Hoe onhoorbaar is onhoorbaar?

Bovenstaande grafiek is het meetresultaat in een onbehandelde ruimte in een thuissituatie. Er zijn flinke verschillen in de nagalm- of uitsterftijden zichtbaar en die zijn afhankelijk van de frequentie (tertsband).
Dat is in essentie niet de bedoeling en het is ook niet goed voor de weergave van muziek.
In een correct behandelde en akoestisch geoptimaliseerde muziekruimte zullen de nagalmtijden van alle tertsbanden zoveel mogelijk aan elkaar gelijk moeten zijn.

Alle frequenties, van laag tot hoog, moeten dus het liefst binnen eenzelfde tijdsvenster uitsterven tot 'onhoorbaar'.

Op dit punt aangekomen dienen zich dan diverse vragen aan:

Hoe lang is een te lange nagalmtijd eigenlijk?
En hoe kort is dan een correcte nagalmtijd?
Hoe onhoorbaar is onhoorbaar precies?

Om de rol van de tijdsvensters goed inzichtelijk te krijgen moet er op dit punt nog één relatie in ogenschouw worden genomen, en dat is die tussen de correcte nagalmtijd en inhoud van een ruimte.

De nagalmtijd in een zeer grote ruimte, zoals een kathedraal, bedraagt in de praktijk zomaar 8 tot 10 seconden. Dat is je vast al weleens opgevallen als je ooit in een dergelijke ruimte bent geweest...
En dit is geen probleem!

Zo'n lange nagalmtijd is onvermijdelijk vanwege het immense volume van zo'n ruimte. Nagalmtijd kan, in een kerk, een sfeer van voornaamheid toevoegen aan de subjectieve beleving die daar kan worden ondergaan.

Een nagalmkarakteristiek die je in een grote kerk zou kunnen meten ziet eruit zoals in de afbeelding hieronder.
De curve laat, wederom frequentie-afhankelijk, het tijdsbestek zien waarin geluiden "onhoorbaar" worden.

Onderstaande illustratie laat zien dat er in het laag en midlaag sprake is van een nagalmtijd
van ongeveer 10 seconden en meer.

En daarmee is dus niets mis in een kathedraal van 5000 kubieke meter inhoud, maar het zou wel heel alarmerend zijn in een ruimte thuis, die zoiets als 200 kuub inhoud heeft.

Het middengebied (400-3000Hz) heeft een nagalmtijd die in de buurt van 8 seconden ligt en loopt boven 2kHz geleidelijk af. De nagalmtijd komt echter nergens in het echte grondtoongebied (dat loopt tot 4,1kHz) onder de hele seconde.

een nagalmtijd als hierboven zou in een kathedraal niet misstaan...

De nagalmtijd in een kale en onbehandelde ruimte van 200 kuub - zoiets als een flinke huiskamer of muziekruimte - kan zomaar 6 seconden of meer bedragen.
In de context van een thuissituatie vormt zo'n lange nagalmtijd wel degelijk een serieus probleem.

Dit zal de weergave van zelfs de beste hardware compleet verzieken.
En dat zal er ook gebeuren met het woongenot, als er in zo'n ruimte geleefd of gewerkt moet worden.

De breedbandige nagalmtijd (dat is de gemiddelde nagalmtijd over het volledige frequentiegebied) behoort in thuissituaties zowel voor muziekweergave als voor woongenot niet langer te zijn dan 0,8 seconde en niet korter dan 0,2 seconde. Er is dus sprake van een redelijk tijdsvenster voor wat als "correcte nagalmtijd" wordt beschouwd.

Er is eveneens sprake van een relatie tussen de nagalmtijd en de inhoud van een ruimte: voor de kathedraal is 8 seconden galm correct te noemen, maar voor de woonruimte impliceert het een onleefbare, onhoudbare situatie.

De afbeelding hieronder geeft een "tijdsbeeld" van de opbouw van de nagalmtijd, zoals die in gemiddelde thuisruimtes mag zijn. Het gebied van de nagalm zelf (het uitstervende geluidsveld) ligt tussen 0,3 en 8 seconden. 0,3 seconden zou een korte waarde zijn voor een forse ruimte, terwijl 8 seconden een veel te lange uitsterftijd zou zijn.




de opbouw van de nagalmtijd in een tijdsvenster...






Wat is "Onhoorbaar"?

De enigszins vage term "uitsterven tot onhoorbaar" die in de tot nu toe gehanteerde definitie van de nagalmtijd werd gebruikt refereert aan een stoordrempel.

Als geluiden onder die stoordrempel vallen worden ze niet zozeer letterlijk, maar wel figuurlijk onhoorbaar. Ze storen niet meer. De stoordrempel, die wordt uitgedrukt in dB's, is een "relatieve grootheid".
In een lawaaierige omgeving (buiten in een drukke straat) zal de stoordrempel hoger liggen dan in een goed geïsoleerde woonruimte.

In een echt lawaaierige omgeving heerst een gemiddeld geluidsniveau van wel 90 tot 95dB. Zoiets als het geluid op een werkvloer, in een druk restaurant of in een ruimte waarin muziek op krachtig volume wordt weergegeven.
Geluiden die meer dan 30dB onder dat gemiddelde geluidniveau liggen worden nauwelijks nog bewust waargenomen, tenzij men zich er specifiek op zou concentreren of erdoor gegrepen wordt (hetgeen één van de geneugten van het muziek luisteren kan zijn). Ze zijn in relatieve zin tamelijk onopvallend geworden binnen deze context.

Geluiden die 60dB of meer onder het gemiddelde geluidsniveau liggen zijn ook feitelijk onhoorbaar geworden - ze vormen bijvoorbeeld geen storend nagalm-element meer 'uit het recente verleden' dat de muziekluisteraar in het heden nog kan afleiden van het ontvangen of beleven van de muzikale boodschap.

In een heel rustige thuisomgeving heerst een gemiddeld geluidsnivo tussen 35 en 45dB. Net als in het drukke restaurant ligt de stoordrempel ook hier 20 tot 30dB lager, maar omdat ook het gemiddelde geluidsnivo hier zoveel lager ligt als in de lawaaierige omgeving, kunnen hier zelfs relatief zachte geluiden nog als storend ervaren worden, terwijl die in de lawaaierige omgeving volkomen ten onder gingen in het gemiddeld heersende geweld.

Men heeft het begrip T60 (= Tijd minus 60dB) in het leven geroepen om een relatieve stoordrempel uit te kunnen drukken. "Uitsterven tot onhoorbaar" betekent dus: uitsterven met 60dB ten opzichte van de beginsterkte van het geluid.

De eerdere definitie (deel 2) van de frequentie-afhankelijke nagalmtijd kan hiermee nu opnieuw worden uitgebreid, zodat ook de relatie tussen de heersende gemiddelde geluidsdruk en het uitsterven ervan kan worden omvat.

Bovenstaande afbeelding (opbouw van de nagalmtijd in een tijdvenster) is in feite de grafische uitbeelding van de vernieuwde definitie-3, hieronder.






Definitie Nagalmtijd (deel 3):
Nagalmtijd T60

Nagalmtijd T60 - kortweg, "de nagalmtijd" in dit artikel -- beschrijft de tijdsduur die een gegeven ruimte nodig heeft om de door een geluidsbron uitgestraalde akoestische energie met 60dB te verzwakken ten opzichte van de originele geluidssterkte.

Dit betreft dan de tijd die in één tertsband (tijdsvenster) wordt gemeten. Zoals we nu weten kunnen en zullen de tijdsvensters per tertsband verschillend zijn (de vervaltijd is immers frequentie-afhankelijk).
Maar altijd beschrijft het tijdsvenster een gemeten verval van 60dB !

Deze laatste uitbreiding van de definitie van nagalmtijd heeft implicaties die mogelijk niet meteen duidelijk zijn. Iedere luisteraar zal, bewust of onbewust, kennis hebben van het fenomeen dat een lange nagalmtijd het duidelijkst tot uiting komt wanneer muziek op realistische sterkte wordt afgespeeld.
Bij een laag geluidsvolume speelt de invloed van de ruimte een onbeduidende of een veel kleinere rol dan bij realistische geluidsdrukken, die liggen tussen 85 en 100dB.
Met het toenemen van het volume zal ook de storende invloed van de nagalmtijd toenemen.
Dit fenomeen is verklaarbaar.

Bij hoge geluidssterkte (>90dB) zal de stoordrempel van een overigens rustige thuisomgeving, die constant en onafhankelijk van het geluidsvolume van de geluidsinstallatie aanwezig is en waarvan de waarde rond 35 tot 40dB schommelt, in relatieve zin geheel onhoorbaar zijn en wel omdat die stoordrempel ruim 50dB lager ligt dan het gemiddelde muzikale geluidsvolume waar je naar zit te luisteren.
Maar een hoog volume betekent ook heel veel akoestische energie die voortdurend de ruimte in gestuurd wordt. Wanneer de ruimte niet in staat is om al die akoestische energie middels absorptie snel genoeg te laten verdwijnen, zal er veel energie in de ruimte blijven rondwaren en zich mengen met de "nieuwe" muziek die al weerklinkt.

Hoe meer een ruimte in die toestand van verzadiging gedwongen wordt
(door steeds een hoger geluidsvolume in te stellen)
hoe sterker de in de tijd naijlende hoeveelheid akoestische energie zal worden,
en hoe storender die zich zal "vermengen" met de actuele muziek waar het om gaat bij luisteren.

Ofwel: hoe harder het staat, hoe lelijker het gaat klinken. De boel loopt compleet dicht....


naar boven






Handjeklap en de Nagalmtijd

Het komt voor dat iemand een ruimte betreedt, vervolgens een aantal keren in de handen klapt op een paar verschillende plekken en dan concludeert dat het met de nagalmtijd van de ruimte wel goed zit. Of juist niet!
Zo'n handelwijze met handjeklap kan wel of niet zinvol zijn.

Als de ruimte in kwestie een muzikaal doel dient is handjeklap bruikbaar voor het vaststellen van flutter-echo en om enig idee te krijgen omtrent een stukje van de nagalmtijd, en wel in het frequentiegebied tussen 500Hz en 4kHz.

Als de ruimte in kwestie een woonkamer is waarin muziekweergave geen rol van betekenis speelt, dan kan aan handjeklap wat meer relevante informatie worden ontleend.

Het gebruiksdoel van de ruimte dicteert feitelijk de bandbreedte waarbinnen de nagalmtijd correct behoort te zijn.
Woongenot vraagt om een beheerste nagalmtijd in het middengebied (400Hz - 4kHz).
Muzikaal genoegen vraagt evenwel om een beheerst nagalmkarakter tussen 30Hz en 20kHz!
Dat gebied omvat je bij lange na niet met wat geklap in je handen...

Denk eens aan een gemiddelde woonkamer in een nieuwbouwhuis - uitsluitend beton en steen rondom, afgewisseld door glas dat vaak kamerhoog aanwezig is. Denk er vervolgens natuursteen bij op de vloer en je begrijpt ook zonder akoestische kennis of metingen wel dat de totale afwezigheid van "natuurlijke absorptie" het hoofdingrediënt is voor de lange nagalmtijd die je ongetwijfeld zou meten. In het middengebied kan deze oplopen naar wel 6 seconden!

Het doel van deze ruimte is wonen; dwz converseren, televisie kijken, spelen door en met kinderen...
Kwaliteitsweergave van muziek is hier geen primair issue of ontwerpdoel.

Bij genoemde woonactiviteiten worden geen echt lage tonen van betekenis opgewekt. Bijgevolg is het ook niet nodig om expliciet aandacht te besteden aan de beheersing van het nagalmkarakter in het lagetonengebied. Juist wel heel belangrijk is het hier om veel aandacht te besteden aan het voor conversatie en woongenot cruciale frequentiegebied, dat loopt van 400 tot 4000 Hz - het middengebied en een deel van het hoge middengebied.
Een lange nagalmtijd in dat frequentiegebied (het spraakgebied) geeft bewoners steeds het idee dat ze 10 kinderen hebben in plaats van slechts 2, en ook dat die kinderen voortdurend ruzie hebben terwijl ze eigenlijk gewoon aan het spelen zijn... Het laat ze steeds voelen dat er wel 20 mensen op bezoek zijn gekomen, terwijl er in feite een rustig gesprek met 4 deelnemers gaande is...

De grafiek hieronder laat de gemeten akoestische situatie zien die hiermee overeenkomt:

boven: hier moeten wonen kan een ramp zijn: "selectieve nagalmbeheersing" in het middengebied is nodig...

Een te lange nagalmtijd in het echte middengebied, zoals hierboven getoond, bederft het woongenot. Men heeft genoegzaam aangetoond dat een onrustige akoestiek mensen zelf ook psychisch onrustig kan maken, zeker als men voortdurend in zo'n omgeving moet verblijven. Het maakt hen gejaagder en alerter, wat extra energie kost en het laat hen nodeloos geforceerder spreken en luisteren, om zo verstaanbaarheid te garanderen wanneer je verder dan 70cm van elkaar verwijderd bent. Ook dat kost veel energie, zodat vermoeidheid en irritatie veel sneller optreden dan in ruimtes met een correcte ambiance en een prettig nagalmkarakter.

Overigens kan een en ander tamelijk verschillend worden ervaren: de ene mens heeft er al snel veel last van, terwijl het een ander dan niet eens hoeft op te vallen! Prikkelverwerking bij mensen kent grote verschillen...

De persoon die een ruimte binnenkomt en dan op verschillende manieren en plekken wat in zijn handen gaat klappen krijgt dus zeker een goed beeld van de nagalmtijd en ambiance in het belangrijkste frequentiegebied dat het woongenot definieert - het spraakgebied. Ook de indrukken die zo voor muziekweergave worden opgedaan kunnen veelbetekend zijn, vooral voor wat betreft reflecties en middentonen, maar ze kunnen niets vertellen over het karakter van de laagweergave van muziek in zo'n ruimte.

Breedbandige of Selectieve Nagalmbeheersing?

Het gebruiksdoel van een ruimte is een belangrijke aanleiding om selectief aan nagalmbeheersing te doen (dwz binnen een beperkt deel van het frequentiespectrum), of om juist breedbandig te absorberen (dwz binnen het volledige hoorbare frequentiespectrum). Als optimaal woongenot het gebruiksdoel is volstaat doorgaans selectieve absorptie, maar als optimale muziekweergave ook een activiteit is binnen die ruimte zal breedbandige absorptie over het algemeen wel nodig zijn. Daar waar echter geen laagprobleem aanwezig is, zoals in bovenstaande afbeelding van een meting het geval is, is breedbandige absorptie evenmin nodig, maar dit is nogal een zeldzaamheid in de meeste woonsituaties.

Omdat maatregelen voor optimalisatie van lage frequenties bijna altijd fysiek vrij fors uitvallen en soms zelfs veel ruimte kunnen in- en wegnemen, is het goed om te beseffen dat ze niet in situaties ingezet hoeven te worden waarbij zulke lage frequenties geen rol spelen. Basstraps zijn op kantoor doorgaans een een weinig zinvolle en kostbare optie, tenzij het kantoor bevolkt wordt door audiofielen die ook onder werktijd fullrange, high-end audio weergave wensen...

Een muziekruimte waarin kleine monitorluidsprekers worden toegepast heeft geen behoefte aan diep afgestemde basstraps of soortgelijke akoestische maatregelen die ingrijpen in het gedrag van frequenties onder 50Hz. Een kleine monitor is uit de aard der zaak niet in staat om zulke lage frequenties storend aan te spreken.

In een kleine muziekruimte, formaat slaapkamer, waar je ook kleine luidsprekers zult toepassen, kunnen dan weer wel gemakkelijk problemen ontstaan met de nagalmtijd in het midlaag, tussen 100 en 300Hz. In dat gebied liggen ook de belangrijkste resonantiemodi die door de afmetingen van zo'n kleine ruimte worden opgeroepen. Voor dat doel zijn ook hulpmiddelen beschikbaar, die eventueel ook tegelijkertijd boven dit frequentiegebied werkzaam kunnen zijn en zo de galmtijden van het middengebied reduceren.
Er zijn ook selectief absorberende materialen die het hoog welbewust met rust laten, maar die wel krachtig het middengebied aanpakken. Een goed gekozen verlaagd plafondsysteem kan heel krachtig het midlaag absorberen en zijdelings doorwerken in het sublaag onder 100Hz. Tegelijkertijd kan datzelfde plafond ook het middengebied en zelfs het hoog krachtig aanpakken. Of datzelfde hoog juist met rust laten. Dit alles is mogelijk, naar keuze, naar wens en op basis van de (liefst gemeten) noodzaak ter plaatse.

Het is niet zo dat de werking van de meeste akoestisch elementen abrupt begint en weer even abrupt ophoudt bij een bepaalde frequentie! Over het algemeen is er aan beide uiteinden van een akoestisch werkgebied een geleidelijk op- resp. aflopen van het absorptievermogen. Specifiek afgestemde akoestische elementen, zoals basstraps volgens het Helmholz werkingsprincipe, kunnen juist wel behoorlijk steil inzetten en afvallen.
Van beide principes van absorptie -- selectief / smalbandig of breedbandig -- wordt doelbewust gebruik gemaakt in de praktijk.
De twee afbeeldingen hieronder geven de frequentie-afhankelijke absorptiekarakteristieken weer van twee soorten absorberende elementen voor laagcorrectie.

|
smalbandige absorptie | breedbandige absorptie

Een breedbandabsorber zoals de Tube Trap, zelfs de allerdikste 50cm variant, staat tamelijk machteloos tegenover een smalbandig en krachtig resonantieprobleem zoals een staande golf, maar kan daarentegen uitstekend functioneren binnen een meer uitgespreid frequentiegebied van ongeveer 4 oktaven. Je ziet dat hierboven terug in de rechtse afbeelding. Het is met name in het midlaag rond 150Hz dat tube traps de nagalmtijd uitstekend kunnen beheersen, maar NIET in het laagste laag onder 80Hz.

Een afgestemde basstrap zal daarentegen beschikken over een effectieve bandbreedte die weinig meer omvat dan 1,5 oktaaf, maar binnen die bandbreedte is de absorptie wel beduidend krachtiger dan die van voornoemde Tube Trap. Dat zie je in de linkse afbeelding hierboven. Zodoende is een afgestemd element geschikter om smalbandige frequentie- en nagalmproblemen mee aan te pakken.

Je kunt in zijn algemeenheid wel zeggen dat onbehandelde ruimtes bijna altijd baat hebben bij breedbandige beheersing van de nagalmtijd in het midlaag. Doorgaans is dat het meest ondergedempte frequentiegebied in zulke ruimtes. Het betreft hier dan het gebied van 80 tot 300Hz.

Hieronder zie je de nagalmtijd in een typische thuissituatie -- een flinke woonruimte die over een behoorlijk grillig nagalmkarakter beschikt.

De grafiek laat in één oogopslag het frequentie-afhankelijke, geluidsabsorberende vermogen van de ruimte zien. Dit karakter kan zich bijna geheel onafhankelijk van de ratios of afmetingsverhoudingen van een ruimte ontwikkelen. De ratios van een ruimte brengen een eigen resonantiepatroon voort dat zich in zijn geheel afspeelt onder 300Hz.

Ratios hebben niet direct iets met de nagalmtijd zelf van doen, maar ze kunnen natuurlijk wel de laagweergave flink aantasten. Als zodanig kunnen ze dus heel goed als problematisch worden ervaren, zowel op zichzelf staand, als in combinatie met een reeds problematische nagalmtijd in het frequentiegebied onder 200Hz, zoals ook in bovenstaand voorbeeld te zien is. Maar een staande golf op 50Hz, gedefinieerd door de afmetingen van een ruimte, heeft niets te maken met de nagalmtijd van die ruimte.
Of de ruimte nu geheel onbehandeld is, of dat deze al een complete akoestische behandeling heeft ondergaan, deze staande golf zal manifest blijven omdat ie door de afmetingsverhoudingen van de ruimte wordt opgeroepen en niet door een gebrek aan akoestisch absorptievermogen.
De hoorbaarheid ervan kan overigens wel worden beïnvloed of hopelijk worden opgeheven, en wel door een betere opstelling van luidsprekers en/of luisterplaats te kiezen.

Eén van de uitdagingen bij het stellen van de diagnose is dus het identificeren van de verschillende probleemgebieden en hun gewichtsfactoren, om hierop een correct plan van aanpak te baseren.
Er moet in kaart gebracht worden welk probleem door welke akoestische parameter wordt bepaald, en ook hoeveel ervan. Een staande golf (heel smalbandig) kan beter niet worden verward met een lange nagalmtijd in het laag (breedbandig), hoewel ze gehoormatig zogezegd wel "in elkaars verlengde" lijken te liggen. Een lange nagalmtijd in het middengebied moet evenmin abusievelijk worden aangezien voor de digitale hardheid van een cd-speler, ondanks de sonische gelijkenis tussen beide 'kwalen'.

Voor het grafisch in kaart brengen van de nagalmtijd is het gebruikelijk om de voor akoestiek belangrijkste frequentieband van 80Hz tot 8000Hz onder te verdelen in tertsbanden. Dit levert voldoende "resolutie" op om mee te kunnen werken. De vraag of er selectief of breedbandig op de nagalmtijd moet worden ingewerkt is, zoals we al zagen, deels afhankelijk van het gebruiksdoel van de ruimte, maar verder natuurlijk ook van de gemeten nagalmsituatie ter plaatse.

Het komt heel af en toe voor dat een vooralsnog onbehandelde ruimte eigenlijk alleen maar aanvullende middenabsorptie nodig heeft voor het correct beheersen van de nagalmtijd. Die situatie kwam zojuist voorbij onder "handjeklap en de nagalmtijd". Indien een ruimte veel houten constructie-elementen bevat (een zwevende vloer en/of plafond en/of holle wanden, zoals in oudere jaren-30 woningen of op zolderverdiepingen met houten dakbeschot), dan kan, dankzij de natuurlijke absorberende eigenschappen van zulke constructies, al heel veel akoestische midlaag-energie afgevoerd of geneutraliseerd worden. Indien er bovendien een stevig wollen tapijt op de vloer ligt, zal ook het hoog al voldoende gedempt kunnen zijn, waardoor als vanzelf eigenlijk alleen het echte middengebied overblijft voor extra maatregelen. In dit geval moet je wel gaan spreken van selectieve nagalmbeheersing, en wel alleen in het middengebied tussen 200 en 2500Hz.

Een omgekeerde situatie komt evenwel veel vaker voor. Die is weergegeven de afbeelding hieronder.

Het scenario is dit:
Iemand heeft op eigen initiatief zo al het een en ander aan dempmaterialen in zijn ruimte toegepast en heeft daardoor met name het midhoog en het hoog onder controle gekregen - de nagalmtijd voor frequenties vanaf 2,5 à 3kHz schommelt zo rond 0,3 tot 0,4 seconde. Dat is dus prima in orde. Ook het middengebied vanaf 1kHz is al behoorlijk in orde, vooral dankzij objecten die deel uitmaken van de vaste kamerinrichting.
Maar geen van deze reeds genomen maatregelen en NIETS in de constructie van de ruimte zelf blijkt echter in staat om in het midlaag en het laag voldoende absorptievermogen te genereren, met als gevolg dat de nagalmtijd in die onderste regionen onevenredig lang is gebleven. Die kan daar wel 1,5 seconde en meer bedragen!

Zo'n aan de "onderzijde" ongedempte ruimte zal een bijzonder onaangename klanksignatuur hebben.
Alle voor de hand liggende dempingsmaterialen hebben weliswaar een groot deel van het nagalmprobleem weggenomen, maar dat zorgt er juist voor dat het restprobleem in de laagweergave extra scherp contrasteert met het beheerste deel van het frequentiespectrum.

Het nagalmkarakter hieronder is afkomstig uit een flinke, stevig gedempte betonnen kelder, die inderdaad geen enkele vorm van natuurlijke laag- en midlaagabsorptie kent.

selectieve absorptie toegepast in een ruimte, resulterend in een sterke stijging van nagalmtijd onder 250Hz.

Tot nu toe werd uitgebreid ingegaan op het begrip nagalmtijd en de onlosmakelijke relatie daarvan met zowel het frequentiespectrum als de inhoud van een ruimte en diens specifieke gebruiksdoel.
De belangrijkste definitie van de nagalmtijd zie je daarom hieronder nog eens terug.

Nagalmtijd T60 - kortweg, "de nagalmtijd" in dit artikel -- beschrijft de tijdsduur die een gegeven ruimte nodig heeft om de door een geluidsbron uitgestraalde akoestische energie met 60dB te verzwakken ten opzichte van de originele geluidssterkte.




componenten van de nagalmtijd T60






T30 ?
Soms kan het nodig zijn om de nagalmtijd T60 op een andere manier vast te stellen, namelijk door een tijdsvenster te meten voor een verval van 30dB (en dus niet van 60dB).
Vervolgens kan dit tijdsvenster met twee worden vermenigvuldigd om T60 te vinden.

Ofwel: T60 = 2 x T30.


In de lawaaierige omgeving die we eerder bespraken maakt het hoge volume van achtergrondgeluid het feitelijk onmogelijk om een zuiver verval van 60dB van het testsignaal te meten.

In een huiselijke omgeving aan een drukke verkeersweg kunnen er verkeersgeluiden doordringen en een stoordrempel van 65dB tijdens pieken opwerpen. Om dan een betrouwbare T60 meting te realiseren zou de sterkte van het testsignaal ruim 60 dB boven die ruisdrempel van 65dB moeten liggen.
Ofwel: je moet dan gaan meten met een testsignaal dat ruim 125dB geluidsdruk heeft en dat is lang niet altijd te realiseren, zeker niet met beschikbare hifi-luidsprekers.

Het lukt in zulke situaties dan wel om met een testsignaal van 30dB boven de ruisdrempel te meten -- we hebben het dan ongeveer over een 98dB testsignaal.
Als je nu in bovenstaande definitie van nagalmtijd het getal "60" vervangt door "30" en de gemeten tijd vermenigvuldigt met twee, zul je zeker een voldoende accurate T60 waarde krijgen. Deze techniek heb ik ook regelmatig moeten toepassen bij luidsprekers die niet in staat waren om geluidsdrukken van meer dan 90dB met een testsignaal neer te zetten en het levert uitstekende resultaten op.

Het zal zinvol zijn om nu wat nader te gaan bekijken op welke wijze de factor nagalmtijd zoal tot uitdrukking kan komen bij het daadwerkelijk beluisteren van muziek, en hoe die invloed kan worden herkend en geclassificeerd als groot, klein of neutraal.


naar boven






Hoe klinkt Nagalmtijd?

Dit lijkt op het eerste gezicht best een onzinnige vraag, maar is het natuurlijk niet!

De eerste echte uitdaging bij het aanpakken van de akoestiek van een ruimte betreft het identificeren en in kaart brengen van de verschillende aandachtsgebieden die gelijktijdig en in hun samenhang een waarneembare, al of niet problematische rol spelen bij muziekweergave in die ruimte.

Kortom: het gaat alleereerst om het stellen van een correcte,
maar ook gedetailleerde diagnose.

De verschillende aandachtsgebieden in zo'n diagnose omvatten:

• De rol van het patroon van resonantiemodi, voortvloeiend uit de afmetingsverhoudingen van de ruimte zelf. Dit is in feite een indirect geluidsaandeel, want de hiermee samenhangende kleuringen (staande golven) worden niet door de hardware zelf afgestraald.
  Indien gewenst kun je aan de hand van zgn. ratioberekeningen nog verder gaan onderzoeken hoe het komt dat de rol van dit patroon nu precies zo groot, zo klein of zo neutraal kan zijn in een gegeven situatie.
  
  
• Het frequentieverloop, dat voor een belangrijk deel ook het product is van de gekozen opstelling van luidsprekers en luisterplaats. Daarnaast is het onderste deel van het frequentieverloop (<200Hz) onlosmakelijk verweven met het patroon van staande golven. Het frequentieverloop is zodoende samengesteld uit direct door de luidsprekers afgestraald geluid, dat zich mengt met het gereflecteerde geluidsveld PLUS het patroon van staande golven uit het eerste aandachtspunt. Dit alles op die ene meetplaats, die ook luisterplaats is!
  Het frequentieverloop (SPL) wordt op de luisterplaats waargenomen, en is dus zowel hoorbaar als meetbaar. Het is de uitdaging om nu te identificeren hoeveel direct en indirect geluid hier welke soort frequentie-gerelateerde problemen voortbrengt, en in welke mate.
  
  
• Het patroon van reflecties dat in een ruimte manifest is. Reflecties betreffen uitsluitend het indirecte geluidsveld, en zijn in feite niet afzonderlijk als reflecties meetbaar, temidden van alle overige gemeten geluidscomponenten. Reflecties en nagalmkarakter gaan niettemin hand in hand: een lange nagalmtijd betekent in essentie veel akoestische energie die lang kan reflecteren, alvorens met 60dB uit te sterven tot onhoorbaar.
  Hoewel hand in hand met nagalmtijd, leeft het patroon van reflecties ook heel sterk zijn eigen leven uit. Je kunt dan ook een ruimte bezitten die over correcte nagalmwaarden beschikt, terwijl ze tegelijkertijd nog is vergeven van de ongetemde, en in die hoedanigheid ook ongewenste reflecties.
  Het patroon van reflecties wordt niet gemeten. Het kan wel heel goed gehoormatig worden geïdentificeerd in zijn verschillende hoedanigheden (flutter, vroege reflecties, eerste reflecties, bijdrage aan ambiance...).
  Reflectiebeheersing wordt standaard meegenomen in een goed akoestisch plan van aanpak. Dat kan zowel met absorptie als diffusie worden gedaan, maar ook met een combinatie van beide.
  
  
• De breedbandige nagalmtijd van een ruimte, die het hoofdonderwerp is van dit artikel. Dit omvat geheel en al het indirecte geluidsveld, en de mogelijke manipulaties daarvan. Middels relatief eenvoudig uit te voeren metingen kan het nagalmkarakter van een ruimte worden vastgesteld.
  Het belang van een goede T60-nagalmmeting is zeer fundamenteel, omdat op basis hiervan de concrete handvatten worden geboden om voldoende en correct absorptievermogen in te brengen in een onbehandelde ruimte.
  Het plan van aanpak baseert zich voor een belangrijk deel op de nagalmmeting.
  
  

Wanneer audiofielen of muziekliefhebbers overgaan tot technisch (= analytisch) luisteren, interpreteren ze datgene wat ze horen verstandelijk, en koppelen het vervolgens aan hun (innerlijke) referentiekader. Daar is niks mee mis. We hebben geen andere keus dan om zo te werken als we willen onderzoeken, wat technisch luisteren strikt genomen ook is. Het is natuurlijk van belang om dat referentiekader toe te staan om zich, onder druk van groeiende ervaring, uit te breiden. Dat gaat in de meeste gevallen vanzelf...

Zuiver psychologisch bezien zul je moeten vaststellen dat, als bovenstaande vier akoestische aandachtsgebieden niet zouden leven in het referentiekader waarmee geluisterd wordt, ze ook niet in het eindoordeel zullen worden meegenomen. Wat je niet kent of herkent zul je vanzelfsprekend ook niet als zodanig kunnen interpreteren.
De implicaties van deze conclusie zijn misschien niet geruststellend, maar lees gerust verder...






Diagnoses en Referentiekaders
Lang niet al het geluid dat op de luisterplek aankomt en daar wordt gehoord is het directe product van de hardware - de apparatuur, de luidsprekers en randvoorwaarden zoals opstelling en aansluitmethode. Hardware is dan weer wel helemaal verantwoordelijk voor het directe geluidsaandeel - dat is zo'n beetje de helft van het complete geluidsveld dat op de luisterplaats kan worden gehoord.
Alles wat onder noemer "indirect geluidsveld" valt - feitelijk de andere helft - komt vooral op rekening van de akoestische infrastructuur van de ruimte en heeft een relatie tot het nagalmkarakter daarvan.

Zodoende is akoestiek de bakermat voor het indirecte geluidsveld,
zoals hardware de bakermat is voor het directe geluidsveld.

Dit is geen lobby voor het belang of het recht op voorrang van akoestiek boven hardware!
Je kunt dankzij het bovenstaande wel tot de terechte vaststelling komen dat goed geluid altijd geregeerd wordt door een tweepartijenstelsel, dat bovendien een geslaagde samenwerking weet uit te drukken!
De indirecte geluidspartij wordt evenwel het minst en het minst vaak serieus genomen.
De directe geluidspartij is daarentegen van huis uit een heilig huisje.

De gevolgen van zulke 'struisvogelpolitiek' liegen er natuurlijk niet om en tonen zich middels hardware die prijskaartjes heeft waarvoor je ook menige aardige of hele aardige auto kan kopen. Maar door het gelijktijdig ontbreken van een infrastructuur voor indirect geluid -- het gebrek aan akoestische aandacht -- rijden zulke auto's toch nog als Trabantjes van vóór de val van de muur.
En allemaal rijden ze ook hetzelfde: bonkig, weinig subtiel en met veel 'geknetter'.

Dit gegeven over de tweedeling of dualiteit van geluid is nogal fundamenteel.
Klik HIER voor een uitgebreid artikel over dit onderwerp.

Akoestiek is, vooral vanwege deze tweedeling, automatisch een essentieel en eigenlijk niet te negeren component binnen de totale weergeefketen geworden, samen met de hardware en de opstelling.

reflecties maken deel uit van het indirecte geluidsveld in zowel opname als weergave...

Het is zinvol om de kunst van technisch luisteren zodanig te verfijnen dat er tenminste een idee kan ontstaan over de oorsprong van problemen die gehoord worden, en om er niet steeds automatisch van uit te gaan dat er wel iets zal tekortschieten in de hardware-kant van de zaak.
Je kunt overigens HIER een uitgebreid artikel over "Technisch Luisteren" lezen.

Eerder kwam al even voorbij dat de digitale hardheid van sommige front-ends voor het oor even rommelig en chaotisch kan klinken als een lange nagalmtijd in het middengebied, al of niet nog verder versterkt door ongetemde reflecties. Niet altijd zal meteen duidelijk zijn welke factor er nu echt speelt of dat ze misschien allebei tegelijk een rol spelen. Het is daarom niet ondenkbaar dat de schuld ook weleens bij de verkeerde partij wordt gelegd, of dat slechts één van meerdere aspecten van een probleem wordt geïdentificeerd, hetgeen uiteraard altijd op basis van herkenning vanuit het referentiekader zal gebeuren. Zo kunnen tegelijkertijd andere aspecten ongeïdentificeerd blijven, voor wat betreft hun oorsprong.

Om dezelfde reden is het ook niet verstandig om de begrippen "nagalmtijd" en "staande golven" met elkaar te verwarren tijdens technisch luisteren, hoewel daar eveneens weer alle reden toe kan zijn omdat de hoorbare uitwerkingen zo op elkaar lijken. De opstelling zelf kan in sommige situaties de enige, maar wel heel grote oorzaak zijn van een onregelmatig frequentieverloop. En zoiets kan evengoed nog bestaan nadat de nagalmtijd succesvol onder beheersing werd gebracht!

Een instabiel en slecht gefocust stereobeeld kan veroorzaakt worden door een lange nagalmtijd, maar ook bij een volledig beheerst nagalmkarakter kan het reflectiepatroon (het indirecte geluidsveld) via vlakke en harde wanden nog altijd zorgen voor stevige versmering van het geluidsbeeld.

In de meeste praktijkgevallen is de situatie omgekeerd: een te lange nagalmtijd in het middengebied levert, samen met sterke reflecties via harde en vlakke wanden, een drukdoend, onsamenhangend en niet rustgevend geluidsbeeld op, waarin drie dimensies weliswaar aanwezig kunnen zijn, maar niet heel consequent, ruimhartig of overtuigend.
Aangezien juist een groot deel van de ruimtelijk beleving van muziek voor rekening komt van het indirecte geluidsveld, zal het nu wel te begrijpen zijn dat akoestische optimalisatie voor grote en onvermoede verbeteringen kan zorgen in het meer ambiënte deel van de muzikale beleving.

Nagalmtijd werd in zijn simpelste vorm omschreven als geluid dat twee of drie maten geleden nog heel relevant was, maar dat intussen allang uitgestorven had moeten zijn omdat de muziek ook gewoon wil verdergaan. Het verschijnsel van een te lange nagalmtijd is daarmee gekoppeld aan het onvermogen van een ruimte om binnen een voldoende kort tijdsbestek overtollige akoestische energie weg te werken. Hoe hoger het geluidsvolume, des te meer problemen de ruimte zelf zal krijgen met verwerking van akoestische energie en hoe groter het nagalmprobleem relatief gesproken lijkt te worden. Bij lage volumes kan de ruimte het surplus aan akoestische energie nog wel kwijt, maar bij hogere volumes is dat hoe langer hoe minder het geval. En dat hoor je daadwerkelijk gebeuren - het toenemen van verzadiging door indirecte geluidsenergie is prima hoorbaar.
Ik vermoed dat elke liefhebber thuis meer dan eens akoestische verzadiging heeft kunnen horen, maar misschien nooit het genoegen heeft ondergaan van muziek te beleven in een akoestisch geoptimaliseerde luisteromgeving.

Het zelf op gehoor (grofweg) beoordelen van nagalmtijd vergt enige oefening, maar door muziek af te spelen op hoog volume en dit vervolgens ineens af te zetten (muting), zal duidelijk hoorbaar zijn of en hoeveel geluid er blijft naijlen. Niet dat je zoiets dan in één keer alomvattend kunt horen, maar door dit een aantal malen te herhalen, mogelijk ook met wisselende toonhoogtes, zal geleidelijk duidelijk worden welke frequentiegebieden duidelijk langer blijven hangen, en welke duidelijk veel sneller verdwenen zijn. Eén seconde is in dit verband lang, maar zeker niet onwaarschijnlijk. Het is ook goed hoorbaar of het ook alleen de lage tonen zijn die lang blijven naijlen. Dat hoeft dan niet persé een kwestie van nagalmtijd alleen te zijn, maar het kan ook door staande golven worden versterkt en dan is het dus locatie-gebonden!. Zoiets valt te controleren door het op een andere locatie, niet zijnde een hoek of dicht daarbij, te controleren.






De Variabele Balans

Er bestaat in elke luisteromgeving altijd een bepaalde balans tussen direct en indirect geluid - het hierboven al besproken "tweepartijenstelsel" of de dualiteit van het geluid.

Het directe geluid wordt opgewekt door de luidsprekers en bereikt de oren van de luisteraar zonder enige omweg. Het indirecte geluid werd eveneens door de luidsprekers uitgestraald, maar bereikt de luisteraar pas na 1, 2, 4 of 10 oppervlakken te hebben geraakt en daardoor te zijn gereflecteerd. Dit alles samen zijn de "vroege en late reflecties" en het gebied van nagalm -- zie de eerdere afbeelding.

Gereflecteerd geluid bereikt de oren van de luisteraar nooit in zijn oorspronkelijke, dwz direct uitgestraalde vorm, omdat elk oppervlak het geluid frequentie-afhankelijk reflecteert en tenminste iets zal wegnemen uit het oorspronkelijke signaal, en bovendien ook de richting van dat geluid zal veranderen. Dat kan dankzij het principe van "hoek van inval = hoek van weerkaatsing".
De reflectie die uiteindelijk de oren van de luisteraar bereikt zal dus "gekleurd" zijn. Nagalmtijd kan om die reden dus een bron van kleuring zijn voor het oorspronkelijke signaal en die kleuring is permanent en ongewenst. Dat betekent dat deze aanwezig is als een alomtegenwoordige signatuur, die alle weergegeven muziek in die ruimte kleurt.
Kleuring is de altijd allesoverheersende deken van een beperkt frequentiegebied, dat zichzelf veel belangrijker acht dan de rest (al kan het daar zelf niks aan doen...)

De geluidssterkte is vanzelfsprekend bepalend voor de hoeveelheid akoestische energie die in een ruimte ingevoerd wordt. Een ruimte is van zichzelf, op grond van zijn constructie en aankleding, in staat om een bepaalde, in principe begrensde hoeveelheid energie te neutraliseren binnen een bepaald tijdsvenster.
Wanneer er, eenmaal op dat punt aangekomen, nóg meer energie in de ruimte wordt ingebracht, ontstaat geleidelijke verzadiging. De ruimte krijgt dan simpelweg meer energie toegevoerd dan ze in dezelfde tijd kan afvoeren of neutraliseren.

Dat is dan de variabele balans: het verschijnsel dat de ruimte zowel frequentie-afhankelijk als geluidsdruk-afhankelijk verzadigd kan raken met akoestische energie, die zij onmogelijk nog kan neutraliseren en die in de vorm van indirecte geluidsenergie blijft rondwaren in de ruimte.
Dat is, in weer eens een andere one-liner, de essentie van een te lange nagalmtijd.

Als de ruimte beter in staat zou zijn om de overtollige energie te neutraliseren door absorptie, dan zou de hoeveelheid indirecte geluidsenergie automatisch lager uitvallen en de gelijktijdig aanwezige directe geluidsenergie navenant manifester maken. Bij een te lange nagalmtijd gaat het directe geluid, dat verantwoordelijk is voor afbeeldingsscherpte, definitie, focus en driedimensionaliteit in het geluidsbeeld ten onder aan indirect geluid, dat verantwoordelijk is voor de ruimtelijke schaalafbeelding, voor het hoorbare uitsterven van geluiden uit de opname zelf en voor een realistisch en met name ook consequent gevoel van ambiance en ruimte in het geluidsbeeld.
Door maatregelen te nemen die de nagalmtijd beperken in de frequentiegebieden waarin de ruimte dit zelf niet goed kan, wordt de hoeveelheid indirect geluid gereduceerd ten gunste van het directe geluidsveld.

Je zou ook kunnen zeggen dat een lange nagalmtijd beduidend meer reflecties in leven houdt dan goed is voor een correcte ambiance- of ruimte-indruk, zoals die in de opname wordt meegeleverd. De ruimte-informatie van de opname wil men feitelijk horen; de informatie van de afspeelruimte wil men daarentegen zoveel mogelijk terugbrengen en ondersteunend maken voor coherente reflecties.
Het terugtreden van de signatuur van een afspeelruimte maakt tegelijkertijd het naar voren treden van echte ruimtelijke informatie van de opname zelf mogelijk.

Men hoort vaak en mijns inziens ook wel terecht opgemerkt worden dat het kenmerk van een werkelijk goede geluidsinstallatie hieruit bestaat: namelijk dat ze elke opname op zijn unieke manier ten gehore kan brengen.
Dat is ook precies wat er aan de hand is: elke opname IS uniek.

Deze kan uniek zijn op veel manieren en kan zelfs "mooi van lelijkheid" zijn, maar feit is dat die uniekheid wel neergezet moet kunnen worden! Dat zal niet kunnen lukken in een ruimte die voortdurend en luid van zichzelf doet spreken via een sterke signatuur, die altijd groter zal zijn dan de subtiele nuances uit de afgespeelde opname. Die dan ook ondergesneeuwd zullen raken. En die ook de oorzaak zijn voor het gegeven dat menig audiofiel alleen nog aangewezen denkt te zijn op een handvol zogenaamd echt goede opnames, terwijl de rest ondraaibaar blijkt te zijn en onterecht afgedaan wordt als "slechte opname".
Deze tien referentie-opnames (vaak is het maar 1 nummer van een hele cd!) blijken over een opname-signatuur te beschikken die toevallig goed samenvalt met de signatuur van de luisterruimte en van de apparatuur. En die 10 kunnen dan ook best heel lekker klinken.

Vervolgens neemt die audiofiel zijn 10 referentieplaatjes altijd mee naar een andere locatie om ze daar te beluisteren. En om dan meestal te concluderen dat het daar lang niet zo "lekker" klinkt als thuis. Hij wijst, zonder scrupules of hinder door kennis van zaken, zijn eigen hardware aan als winnaar, onkundig van het feit dat kleuring zijn referentie en gevangenis is geworden en hem al heel lang in gijzeling houdt met slechts 10 opnames in de hele wereld om van te kunnen genieten en om overal mee naartoe te nemen.
Een treurige en tegelijk ietwat hilarische situatie, die met name op audioshows en beurzen kan worden waargenomen...

Het akoestisch vakgebied manipuleert welbewust de variabele balans tussen het directe en het indirecte geluidsaandeel. Door het reduceren van de breedbandige nagalmtijd blijft er in feite precies voldoende van het indirecte geluidsaandeel manifest om volkomen constructief, overtuigend en evenwichtig bij te dragen aan het totaalplaatje van de muziekweergave.

Op dit punt aangekomen doet ook reflectiebeheersing zijn intrede, omdat deze zich bezighoudt met het verder nabewerken van het indirecte geluidsaandeel dat mag blijven in een situatie waarin reeds een beheerste nagalmtijd is gerealiseerd.
Reflectiebeheersing, in de vorm van het doelbewust toepassen van akoestische diffusers, is onderwerp voor het nodige dedicated leesvoer.
Kijk maar op de "Praktijk en Doe-het-Zelf Pagina" van deze site.
Dat onderwerp zal naadloos op deze materie aansluiten.






Wat is nagalmbeheersing?

Nagalmbeheersing omvat een pakket toegepaste maatregelen die speciaal gemobiliseerd worden om een van tevoren geplande breedbandige nagalmtijd T60 te kunnen realiseren in een welbepaalde ruimte.

De keuze van de te nemen maatregelen is enerzijds het resultaat van bewuste keuzes door de eigenaar, die voor of tegen een bepaald soort materiaal of maatregel kan zijn. Het is anderzijds het resultaat van toegepaste berekeningen en/of metingen die, mits juist uitgevoerd, niet zullen liegen.

Er kan soms een zeker spanningsveld aanwezig zijn tussen datgene wat de eigenaar van een ruimte mogelijkerwijs toegepast kan en wil zien en datgene wat akoestisch gezien het meest wenselijk zou zijn om toe te passen.

In een normale rechthoekige muziekruimte heeft men in principe de beschikking over zes verschillende oppervlakken die kunnen worden gebruikt voor akoestische behandelmethoden. Deze kunnen wel of niet allemaal gebruikt worden voor nagalmbeheersing. Het uitgangspunt is altijd dat het beter is om de benodigde nagalmbeheersing te realiseren middels behandeling van zoveel mogelijk oppervlakken.

Nagalmbeheersing is uiteindelijk ook gewoon maar een rechttoe-rechtaan aangelegenheid: er moet eerst worden vastgesteld hoeveel overtollige akoestische energie er moet worden geneutraliseerd. Inmiddels weet je dat het dan bijna altijd om frequentie-afhankelijke geluidsenergie gaat, die zich in diverse gedaantes kan manifesteren binnen de totale muziekbeleving: door teveel of juist te weinig laagabsorptie; door een overgedempt of juist een ondergedempt middengebied of hoog - alleen of in combinatie met elkaar.

Het kan allemaal en in elke mengvorm bestaan, maar de oplossing ervoor is altijd rechtlijnig:
mobiliseer voldoende (maar niet teveel!) absorptievermogen...

naar boven

Absorptiewaarden / Absorptiecoëfficiënten /
Absorptiefactor

Het is van belang om hier nog één laatste begrip te introduceren, waardoor de voorgaande 'puzzelstukjes' allemaal op hun plaats behoren te vallen. Het gaat dan om de absorptiewaarde, het absorptiecoëfficiënt of de absorptiefactor - drie termen die in principe en voor ons doel dezelfde lading dekken.

Het absorptiecoëfficiënt is een meer dan 100 jaar oude eenheid, waarmee de gemiddelde of de frequentie-afhankelijke absorberende eigenschappen van een willekeurig materiaal rekenkundig kunnen worden aangeduid. De eenheid werd door de eerbiedwaardige Meneer Sabine uitgewerkt, die één van de echte pioniers van de akoestiek was. Hij had een rekenkundige eenheid nodig om zo een formule te kunnen aanbieden voor het nauwkeurig berekenen van de benodigde hoeveelheid absorptievermogen ter beheersing van de nagalmtijd -- dat gebeurde destijds voornamelijk nog ten behoeve van grote concertzalen of auditoria.

Die formule is er gekomen en kreeg als eerbetoon aan de pionier dan ook de naam "de Formule van Sabine" mee. Deze is hier in de rechtse kolom te zien. De formule is in essentie vrij eenvoudig en kan trial-and-error, alsook ergernis achteraf, voor een belangrijk deel voorkomen.
Het punt met de formule van Sabine is dat deze 1.000 tot 10.000 maal moet worden herhaald om er uiteindelijk een praktisch bruikbaar totaalontwerp van te kunnen maken voor een muziekruimte.
Vroeger, d.w.z. vóór de komst van elektronische rekenhulpen, deed men dit werk op ruitjespapier. Tegenwoordig kan al het rekenwerk softwarematig worden ondergebracht.

Akoestici, vroeger en nu, zijn in het bezit van tabellen met absorptiewaarden van eindeloze reeksen van materialen. Die kregen ze soms met veel pijn en moeite en tegen betaling in bezit. Van ieder denkbaar materiaal en van elke denkbare constructie zijn wellicht al eens de absorptiewaarden vastgesteld en in tabelvorm vastgelegd. Vanzelfsprekend komen er ook steeds nieuwe materialen en akoestische produkten bij. Ook vallen er regelmatig materialen, produkten en constructies af omdat ze in onbruik raken. Het correct vaststellen van de absorptiewaarden van materialen en constructies is geen sinecure en vereist laboratoriumcondities en dat zal door iemand betaald moeten worden.

Het absorptiecoëfficiënt of de absorptiefactor van een willekeurig materiaal is één gemiddelde waarde, samengesteld uit het gemiddelde van zes tot acht afzonderlijke waarden -- de absorptiewaarden -- die werden gemeten op zes tot acht meetpunten of peilfrequenties binnen het hoorbare spectrum, de centrale frequenties van de zes of acht oktaafbanden.

Deze absorptiewaarden worden standaard gemeten op de centrale frequenties 125, 250, 500, 1000, 2000 en 4000Hz en soms wordt de reeks nog aan beide uiteinden uitgebreid met resp. 63 of 80Hz en 8000Hz.
De absorptiewaarde of -factor zelf is op zijn beurt een getal dat op de peilfrequentie het percentage absorptie uitdrukt van geluidsenergie die op het materiaal inwerkt.

De figuur hiernaast wil dit inzichtelijk maken.

Wanneer bijvoorbeeld een waarde van 0,75 bij 500Hz genoemd wordt, dan betekent dit dat 75% van de geluidsenergie met 500Hz als centrale meetfrequentie, die op het materiaal valt, wordt geabsorbeerd.
Het impliceert dan automatisch ook dat 25% van de geluidsenergie weer wordt weerkaatst door datzelfde materiaal.
Een waarde van 0,05 bij 125Hz betekent dat er van frequenties rondom de centrale meetfrequentie van 125Hz slechts 5% wordt geabsorbeerd, terwijl 95% wordt gereflecteerd.

Ofwel: je kunt dan in zo'n geval stellen dat het materiaal in kwestie geen betekenisvolle hoeveelheid laagfrequente geluidsenergie absorbeert. 5% absorptie is in akoestische zin gering te noemen voor een absorberend materiaal.

Hieronder staan een aantal voorbeelden met absorberende eigenschappen van diverse sterk uiteenlopende materialen, met een bespreking van die eigenschappen voor praktisch gebruik in de akoestiek. Rechts zie je dan steeds een grafiek die de absorptiewaarden van datzelfde materiaal toont voor het volledige hoorbare spectrum

• Lavasteen (selectieve absorptie).
  Er is krachtige midhoog- en hoogabsorptie zichtbaar.
  Onder 200Hz is er evenwel weinig of geen bruikbare absorptie te verwachten.
  In tegenstelling tot beton of baksteen absorbeert lavasteen echter zeer veel midden- en hoge frequenties: tot wel 75% tegenover slechts 7% voor ongeschilderd beton!
  Dat komt vooral door de sterk poreuze samenstelling van dit lavasteen.
  
  
  
  
  
• Akoestisch Systeemplafond (in dit geval: selectieve absorptie).
  Het betreft hier een akoestisch plafond- of wandsysteem dat, indien het tevens wordt afgehangen onder een afgesloten holle ruimte van 10cm diep, extra absorptie van laag en midlaag oplevert.
  Daarnaast levert het in het middengebied aanzienlijke absorptie.
  Tegelijkertijd wordt het midhoog grotendeels en het hoog helemaal ontzien.
  Het echte laag onder 100Hz wordt evenmin krachtig aangepakt, hetgeen deels komt door de holle ruimte van slechts 10cm. Bij een plenum van 20cm zou er nog beduidend meer echte laagabsorptie optreden onder 150Hz!
  
  
  
  
• Wollen Tapijt (selectieve absorptie).
  Het betreft hier een relatief licht wollen tapijt van 1200gr/m2 en 2,5mm poolhoogte. Het werd los op een betonnen vloer gelegd. Het zwaartepunt van de absorptie ligt met 50% in het middengebied en diezelfde absorptiewaarde wordt ook in het hoog behouden.
  Zwaardere tapijten zullen eenzelfde absorptiepatroon boven 1kHz laten zien, alleen nog krachtiger dan 50%. Er zal nooit enige laagabsorptie van betekenis kunnen zijn, om het even welk tapijt er ook op deze manier gelegd zal worden.
  
  
  
  
  
  
• Velours Gordijn (selectieve absorptie).
  Het gaat om een licht veloursgordijn (475gr/m2) dat 50% geplooid wordt opgehangen.
  De feitelijke stofbreedte is in dat geval 2x de breedte van de overspanning.
  Ook hier ontstaat vooral absorptie in het middengebied en iets minder in het hoog.
  Onder 300Hz is er geen absorptie van betekenis meer (minder dan 35%).
  
  
  
  
  
  
  
• Tube Trap (breedbandige absorptie).
  Dit is een typische absorptiecurve voor een tube trap van 52cm doorsnede of een gelijksoortig breedbandig absorberend element met een inwendige holle resonantieruimte.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
• Helmholz-Resonator (zeer smalbandige of selectieve absorptie).
  Het betreft hier een hoogrendements Helmholzconstructie met een afstemming op 70Hz.
  Alle absorptie - feitelijk 2,8 x zoveel als je op grond van de oppervlaktemaat zou verwachten - is geconcentreerd in een zeer smalbandig gebied. Daarop wordt dan wel zeer krachtig ingewerkt.
  
  
  
  

Over het algemeen is het zo dat de meeste gangbare materialen en objecten in de sfeer van de huiselijke inrichting geen laagabsorptie van betekenis bieden, uitgezonderd groot en zwaar gestoffeerd meubilair, maar zeker wel de nodige middenabsorptie leveren en vaak (veel) teveel hoogabsorptie met zich meebrengen.

In praktisch elke onbehandelde ruimte is er juist behoefte aan het tegendeel:

Minder echte hoogabsorptie, meer middenabsorptie en veel meer laag- en midlaagabsorptie!

Toepassing van veel gordijnoppervlak en kamerbreed tapijt zal in de praktijk al heel snel tot overdemping van het hoog leiden, waardoor het toch al krachtige middengebied nóg sterker en schraler naar voren kan komen. Vervolgens krijgt dan het hoog vaak de schuld: dat zou dan te scherp zijn, terwijl het echte akoestische probleem het middengebied betreft.

Behalve in de grafiekvormen rechts kunnen de absorptiewaarden van materialen ook worden weergegeven in een tabelvorm, zoals hieronder.
Het betreft de absorptiewaarden van de eerder besproken lavasteen:

• 125Hz - 0,1
• 250Hz - 0,22
• 500Hz - 0,52
• 1kHz - 0,49
• 2kHz - 0,5
• 4kHz - 0,73

hieronder:

"baffles"
(oppervlaktevergroting dankzij verticaal hangende absorptiepanelen)

Mogelijk is het je opgevallen dat de hierboven besproken Helmholz Resonator
beschikt over een piekabsorptiewaarde van 280% op 70Hz.
Je zou, logischerwijs, 100% absorptie verwachten als maximum.

De reden voor dit verschijnsel ligt in de verhouding tussen het absorptievermogen en het absorberende oppervlak.

De "baffles" uit bovenstaande foto hebben samen een absorberend oppervlak dat 2 x zo groot is als het feitelijke oppervlak dat ze zouden innemen als ze vlak en strak tegen het plafond of een wand zouden hangen. Door de dichtheid waarmee ze per vierkante meter worden toegepast kan dit verder oplopen tot een factor 2,5 of 3 x het feitelijke tweedimensionale oppervlak.

De absorptiewaarde van een behandeld oppervlak kan door vrije ophanging zomaar 200% of hoger uitvallen. Het kan meer dan 100% bedragen, indien het aantal verticale baffles per m2 verder vergroot wordt, door ze verticaal op te hangen. Van dit gegeven kan soms nuttig gebruik worden gemaakt als andere oppervlakken in een ruimte zich, om wat voor reden ook, niet lenen voor akoestische behandeling en er alleen zoiets als een hoog plafond ter beschikking staat.

Absorptiewaarden van toe te passen materialen worden verwerkt in de besproken formule van Sabine. In diezelfde formule wordt niet alleen het absorptiecoëfficiënt van het materiaal opgenomen, maar ook de oppervlakte van het toegepaste absorptiemateriaal EN van de ondergrond waarop ze komen.

Vanzelfsprekend geldt dat hoe meer oppervlak er wordt behandeld, des te krachtiger de absorptiewaarden van het specifieke materiaal tot gelding kunnen komen in een ruimte.
Omgekeerd kun je nu zelf wel beredeneren dat er voor de succesvolle behandeling van een probleem met een veel te lange nagalmtijd in het middengebied heel wat meer absorberend oppervlak nodig is dan een kleedje van 2 vierkante meter zal kunnen leveren.

In de formule van Sabine wordt berekend hoeveel oppervlak van een zeker materiaal nodig gaat zijn
om de nagalmtijd in een bepaald frequentiegebied zover terug te dringen dat deze een correcte waarde krijgt.

Zo komt dan hieronder de echte praktijk van nagalmbeheersing aan bod, die zich richt op het realiseren van een target - een ideale nagalmtijd voor een specifieke ruimte.

Een Target voor Nagalmtijd

De praktijk van nagalmbeheersing richt zich op het realiseren van een "target" - een correcte, min of meer ideale nagalmwaarde voor een specifieke ruimte die men akoestisch wil aankleden. Het gebruiksdoel van die ruimte is deels bepalend voor de ideale nagalmwaarde: voor een HT-ruimte of een editruimte ligt die 35 tot 45% lager dan de ideale waarde voor diezelfde ruimte wanneer ze als tweekanaals luisterruimte wordt ingericht.
In heel dit artikel richten we ons in elk geval steeds op ruimtes binnen een huiselijke context en natuurlijk niet op grote zalen of openbare ruimtes, waarin beslist heel andere (hogere) nagalmtijden van toepassing zijn.
In deze huiselijke context komt 30 tot 40% neer op 0,2 tot 0,3 seconde.

Nu lijkt 0,25 seconde verschil in nagalmtijd heel weinig in te houden. Toch gaat het hier dan om een reductie van ruim 40%, aangezien 0,5 seconde een voor stereo normale waarde is, terwijl 0,3 seconden voor HT en thuisstudio de norm zal zijn voor het middengebied en het hoog. De waarden voor het midlaag en het laag mogen eventueel wat oplopen: tot 0,8 seconde voor stereo en 0,6-0,7 voor HT en thuisstudio.

De target blijkt zodoende een venster te zijn, waarbinnen alle nagalmwaarden spectrumbreed behoren te liggen.
De target vertegenwoordigt nooit een statische waarde die volkomen precies moet worden nagestreefd.

Dat blijkt direct uit onderstaande illustratie van het targetvenster: de nagalmtijd behoort tussen de twee lijnen in te komen liggen.

het targetvenster voor een ruimte van ongeveer 75 kuub

Naast gebruiksdoel werd eerder al uitgelegd dat ook de inhoud van de ruimte zelf sterk bepalend is voor wat daar als ideale nagalmwaarden zullen gelden. Hierboven gaat het om 75 kuub -- een niet al te grote thuisruimte dus.
Bij een grotere woonruimte bijvoorbeeld, die 150 kuub of meer als inhoud heeft, komt de target vanzelf een procent of 30 hoger te liggen, terwijl in een nog kleinere ruimte, zoals een slaapkamer van 50 kuub of iets minder, de nagalmtijd ook navenant wat korter mag worden.

Het correcte nagalmvenster is daarom vooral inhoudsafhankelijk!

Hoe groter het volume, des te hoger de correcte nagalmwaarden zullen liggen.
Denk maar eens terug aan de kathedraal, waar 8 seconden nagalm een prima waarde blijkt te zijn!


naar boven

Op Weg naar de Target

Voor het realiseren van een gestelde target voor de nagalmtijd is het nodig om allereerst te achterhalen
hoe de beginsituatie of startsituatie rondom die nagalmtijd er uitziet.

Dat kan het best gedaan worden aan de hand van daadwerkelijke metingen op de locatie. In het voorstadium kan dit echter ook nog plaatsvinden "op de tekentafel", aan de hand van berekeningen op basis van de formule van Sabine.
Zowel bij metingen als berekeningen moeten doel en resultaat in principe hetzelfde zijn:
Het zo accuraat mogelijk weergeven van een uitgangssituatie, die aanwezig is
voordat er met de concrete akoestische optimalisatie wordt aangevangen.

Men is bij een nog niet bestaande ruimte in het voorstadium uiteraard altijd aangewezen op berekeningen. De ruimte in kwestie bestaat immers nog niet. Wanneer echter eenmaal een gedeeltelijk voltooide ruwbouwruimte is gerealiseerd ontstaat vanzelf het juiste moment om daar, aan de hand van echte metingen, de berekende simulatie te verifiëren en desgewenst bij te stellen.

Wanneer de ruimte al wel bestaat is het altijd zinvol om het ontwerp vanaf de tekentafel ook te 'verrijken' met echte nagalmmetingen. Op basis van deze werkelijke metingen kan dan direct al een accurate simulatie worden opgezet. Hiermee kan de muziekruimte aan de hand van berekeningen met allerlei maatregelen en materialen op voorhand in het digitale domein worden uitgewerkt, totdat de meest geschikte aankleding is gevonden.

Het allerbelangrijkste gegeven bij dergelijke berekeningen, al of niet aanvullend van aard,
is altijd de accuraatheid van de uitgangs- of startsituatie!

Het is immers vanuit die (liefst gemeten) situatie dat een ruimte verder moet worden aangekleed.
Als de startsituatie foutief wordt ingemeten of berekend, bijvoorbeeld omdat de absorptiewaarden van de in de ruimte aanwezige oppervlakken en constructies niet bekend of onjuist zijn, dan zal die berekende uitgangssituatie zonder twijfel ook gaan afwijken van de werkelijkheid.
En dus zal een simulatieberekening die hierop werd gebaseerd automatisch ook tot een onjuiste eindsituatie voeren...

Een berekende situatie laat hieronder een voorbeeldruimte zien met de afmetingen 600 x 450 x 280 cm en een inhoud van bijna 76 kuub -- best een mooie stereo luisterruimte dus.
Ze is in deze staat volledig opgetrokken uit beton (vloer en plafond) en baksteen (de wanden).
De wanden zijn afgewerkt met kalkpleister en vervolgens geschilderd met latex muurverf.
Er is één toegangsdeur tot de ruimte en er zijn geen ramen aanwezig. De ruimte is geheel symmetrisch.

berekende nagalmtijd in een kale voorbeeldruimte van 600 x 450 x 280 cm

De totale afwezigheid van natuurlijke absorptie, van laag tot hoog, is goed zichtbaar.
Zulke waarden zijn niet abnormaal in een volledig lege betonnen galmbak.
Er is in dit stadium dan ook geen reden tot zorgen bij deze extreme en voor muziekweergave of woongenot volledig ongeschikte waarden.
De verkorting van de nagalmtijd bij stijgende frequenties is eveneens een normaal fenomeen.
Omdat de grafiek bovenaan is begrensd op 9 sec. lijkt de target onderin nog wel heel ver weg.




Ter illustratie:
Als precies dezelfde ruimte zou zijn uitgevoerd met een zwevende houten vloer boven een kruipruimte,
alsmede met een houten plafondconstructie op draagbalken, dan ontstaat er meteen een heel andere startsituatie.

Die is nu hieronder weergegeven:

berekende nagalmtijd van de kale voorbeeldruimte, maar nu met veel natuurlijke absorptie 'ingebouwd'...

Niet alleen is deze grafiek aan de bovenzijde nog slechts begrensd op 1,5 sec. ipv op 9 sec. maar nu wordt ook de impact van natuurlijke, selectieve absorptie goed zichtbaar.
'Natuurlijk' betekent in deze context: integraal deel uitmakend van de constructie van de ruimte.

Beide ruimtes zijn identiek qua afmetingen en hieruit blijkt dat het natuurlijk absorptievermogen van de basisconstructie van een ruimte sterk bepalend kan zijn voor het nagalmkarakter waarmee de akoestisch ontwerper begint te werken.
Het spreekt ook vanzelf dat de te volgen optimalisatietrajecten voor het realiseren van de gewenste, in beide gevallen identieke targets, sterk van elkaar zouden verschillen in de beide ruimtes.

Vanuit de gegeven startsituatie zal een ruimte allereerst worden aangekleed met vaste inrichtingsstukken en pas daarna wordt er gekeken naar speciale akoestische hulpmiddelen die nog nodig zijn.

De absorptiewaarden van speciale akoestische materialen en hulpmiddelen worden normaliter
altijd door de fabrikant van het product in een laborarorium gemeten en verstrekt aan de gebruiker.

Dat betekent dat de absorptiewaarden van zulke producten correct zijn en dat, indien de gemeten en gesimuleerde startsituatie ook correct is, de toepassing van deze produkten middels berekeningen eveneens correct en voorspelbaar kan worden doorgevoerd.

De formule van Sabine klopt hoe dan ook, maar de invulling ervan biedt veel ruimte om de mist in te gaan, omdat er veel factoren tegelijkertijd in samenkomen. Daarom moet er sowieso altijd rekening worden gehouden met toleranties en op basis van opgedane ervaringen met zulke kwesties ontwikkelt eenieder die zich ermee bezighoudt vroeg of laat een eigen methode om er "veilig" mee om te gaan.
Het is in mijn ervaring veiliger gebleken om liever wat te weinig dan om duidelijk teveel absorptie te simuleren, om zo de berekeningen aan de veilige (conservatieve) kant te kunnen houden. Hierdoor zal de werkelijke nagalmtijd eerder een beetje langer lijken dan werd voorzien. Het zal achteraf namelijk gemakkelijker blijken te zijn om nog absorptie toe te voegen dan om het weg te moeten nemen...

De berekening en/of meting van het nagalmkarakter in een gegeven ruimte is dus het startpunt voor nagalmbeheersing, omdat hiermee duidelijk wordt waar de ruimte wel en waar deze niet een bruikbare mate van natuurlijke absorptie inbrengt. De beide kale voorbeeldruimtes met identieke afmetingen maar totaal verschillende eigenschappen van de basisconstructie (bouwwijze) starten daardoor met een totaal verschillend nagalmkarakter. Dat is ook zo als er verder geen uiterlijke waarneembare verschillen zijn: beide ruimtes zijn immers nog steeds helemaal leeg.

Het komt af en toe voor dat bouwkundige constructies met veel natuurlijke midlaagabsorptie, zoals dit in bovenstaande afbeelding ook het geval is, de aanleiding zijn dat de ruimte teveel laagfrequente energie afvangt.
Hierdoor ontstaat dan een zgn. "suckout": een al te korte nagalmtijd in een vrij smal frequentiegebied.
De afbeelding hieronder laat zo'n situatie zien.

Hier is, ondanks het korte nagalmkarakter in het midlaag, niet direct sprake van een gunstige akoestische situatie.
Overal waar een suckout ontstaat -- een teveel aan absorptievermogen -- wordt de uitdaging om de nagalmtijd te corrigeren groter en soms zelfs feitelijk onmogelijk. Het is immers niet zomaar mogelijk om de dankzij natuurlijke absorptie verdwijnende energie hiervan te weerhouden! De enige oplossing zou hier bijvoorbeeld zijn om de constructie zelf zodanig te verzwaren en aan te passen, dat er niet langer een surplus aan akoestisch midlaag-energie in verloren kan gaan.
Maar dat is makkelijker gezegd dan gedaan...

In de tweede plaats moet de ontwerper, in het hele verdere proces van akoestische optimalisatie, zien te voorkomen dat er in het frequentiegebied van de suckout nog meer absorptievermogen wordt toegevoegd door de maatregelen die hij zou willen toepassen. Ook dat is vaak gemakkelijker gezegd dan gedaan!

nagalmtijd kale testruimte met bijna TEVEEL natuurlijke laagabsorptie

Niettemin is de specifieke situatie hierboven ook weer niet echt slecht of ongunstig te noemen! Dat komt vooral omdat ook al het echte laag onder 100Hz door de suckout van deze constructie prima onder controle wordt gehouden.
En dat is meteen een enorm verschil met de eerder getoonde startsituatie in de volledig uit beton en baksteen opgetrokken ruimte, waarin door de totale afwezigheid van natuurlijke laagabsorptie de nagalmtijd vele malen te lang is. Er zullen daar nog behoorlijk zware middelen moeten worden ingezet om een en ander in orde te laten komen. Verderop gaan we ook precies zien hoe dat in zijn werk gaat. Dat zullen in elk geval middelen moeten zijn die het equivalent aan akoestisch absorptievermogen kunnen genereren, dat door een zwevende houten vloer- en plafondconstructie als vanzelf en op natuurlijke wijze ontstaat. Zoiets gaat in dit geval heel wat verder dan kleedjes op de vloer en een paar tube traps in de hoeken. Het zal tenminste moeten neerkomen op een volledige of gedeeltelijk verlaagde akoestische plafondbehandeling, alsmede op een goed uitgewerkt bass-management tussen 50 en 300Hz.

Voorkeur, Stijl, Budget

Bij de akoestische optimalisatie van een muziekruimte heeft een ontwerper meestal de mogelijkheid om de nagalmtijd langs tenminste 10 verschillende trajecten in orde te krijgen. Elk van die 10 trajecten levert dan aan het einde een correcte eindsituatie op: een nagalmtijd die de gewenste target realiseert.

Die tien wegen naar Rome leveren, akoestisch gezien, eenzelfde correcte eindsituatie op. Het verschil ertussen zal vooral worden bepaald door de eigenaar van de ruimte, die zijn voorkeur voor een bepaalde stijl van aankleding of voor bepaalde producten kenbaar maakt en andere opties juist verwerpt. Hij kan een dure voorkeur hebben voor een stijlvolle aankleding met edelhouten voorzet-elementen op een holle ruimte. Hij kan een voorkeur hebben voor warme stofferingen. Hij kan de voorkeur geven aan zo goedkoop mogelijke oplossingen. En hij kan voornemens zijn om zelf aan het werk te gaan en alles zelf te bouwen en te implementeren. Hij kan ook besluiten om gebruik te maken van kant-en-klare producten en van diensten die op afspraak door een aannemer geleverd worden.

In laatste instantie is het beschikbare budget natuurlijk de primaire bepalende factor, omdat de kosten van de tien verschillende trajecten onderling zeer sterk uiteen kunnen lopen. Akoestisch verantwoorde wand- en plafondbehandelingen kunnen 10 tot 30 euro per m2 kosten, maar ze kunnen evengoed 150 tot 200 euro per m2 kosten.
En dat terwijl beide keuzes aan het einde van de rit tot precies dezelfde nagalmtijd hebben geleid.
Het oog wil soms ook veel!




Onafhankelijk, of toch liever "de WC-eend constructie"?

De ontwerper van thuisakoestiek behoort, volgens mij, de wens van de klant te peilen en deze voorop te stellen.
Dat kan alleen als het om een onafhankelijk adviseur en ontwerper gaat. Zo iemand hoeft dan niet te werken volgens het tegenwoordig nogal gangbare "Wij van WC-eend adviseren WC-eend" principe.
Het maakt voor een onafhankelijk adviseur niets uit of een klant / ruimte-eigenaar voor heel veel of voor heel weinig geld een ruimte wil gaan verbouwen en inrichten. Het maakt hem ook niet uit welke produkten en materialen hij daarbij wil inzetten.
Voor de adviseur / ontwerper telt uitsluitend de akoestische eindsituatie. Die zal correct moeten zijn en binnen de gestelde target dienen te liggen. Zijn taak bestaat eruit om een concreet plan van aanpak te formuleren op basis van voorkeur, stijl en budget van de eigenaar.

Dat klinkt simpeler dan het is.
Weliswaar zijn er heel veel verschillende mogelijkheden denkbaar, maar de keuze voor één optie zal automatisch vaak de nodige andere opties onmogelijk maken voor toepassing. Je kunt bijvoorbeeld niet kiezen voor hoogpolig tapijt en dan tegelijkertijd ook wandtextiel verlangen PLUS een akoestisch breedbandig absorberend plafond. Zo'n combinatie van maatregelen zou resulteren in een zwaar overgedempte, en daardoor muzikaal futloos en saai klinkende ruimte.

Belangrijke keuzes -- keuzes met verstrekkende gevolgen voor de rest van het akoestische traject -- worden vaak al meteen aan de basis gemaakt, door zoiets ogenschijnlijk simpels als de vloerkeuze voor tapijt boven die voor hout.


naar boven






De Basis is steeds: de vloer...

Voor een onafhankelijk adviseur en ontwerper van akoestische infrastructuren zal het primaire uitgangspunt voor zijn werk gevormd worden door de denkbeelden die de eigenaar zelf koestert over zijn eigen, toekomstige muziekruimte.

De centrale vraag die onafhankelijkheid aantoont is deze:

"Stel nu eens dat akoestiek niet zou bestaan.
HOE zou je ruimte er dan uit moeten gaan zien?"

Op zo'n vraag volgen dan altijd wel een aantal ideeën die al lang in het hoofd van de eigenaar rondspoken. Die zullen de ontwerper dan vooral iets meedelen over de uiterlijke verschijningsvorm van de voltooide ruimte, alsmede over zijn smaak, voorkeur en het beschikbare budget.

Over de vloeraankleding die in zo'n ruimte moet worden toegepast is meestal al uitgebreid door de eigenaar nagedacht, hoewel zelden vanuit een akoestisch oogpunt. De keuze voor een bepaald type vloeraankleding -- hard of zacht is hier het fundamentele onderscheid -- is tegelijkertijd behoorlijk fundamenteel en bepalend voor het vervolg van alle verdere akoestische aankledingsmogelijkheden van en in die ruimte.

Omdat kamerbreed hoogpolig tapijt doorgaans voldoende absorptievermogen van hoog- en midhoog met zich meebrengt, zal de target voor alle frequenties boven 2,5 à 3kHz hierdoor al gemakkelijk kunnen worden gerealiseerd in die ruimte. Op grond van die fundamentele keuze zullen dus alle verdere maatregelen voor toepassing op de wanden en het plafond rekening moeten houden met het zoveel mogelijk ontzien van datzelfde midhoog en hoog, om zo grove overdemping te voorkomen.
Dat blijkt in de praktijk lastig en soms ook onmogelijk te zijn.

In de afbeelding hieronder werd in de onbehandelde, uit beton en baksteen opgetrokken voorbeeldruimte een zwaar wollen laagpolig en kamerbreed tapijt gelegd (4kg per m2, poolhoogte 5mm) op een 8mm dikke rubberen onderlaag.

Het effect hiervan op de nagalmtijd is enorm, in elk geval binnen een groot deel van het totale frequentiespectrum!

nagalmtijd van de voorbeeldruimte met een zwaar, kamerbreed tapijt

Hoewel midhoog en hoog boven 3kHz op deze manier aardig in orde zijn, evenals het middengebied vanaf 500Hz, is er in heel het gebied van het midlaag en het laag, daaronder, helemaal nog niets veranderd!
De ruimte was al niet geschikt om er muziek in te beluisteren en is dat nu nog steeds niet.

Het extreem lange naijlen van frequenties onder 300Hz is nu nog meer geïsoleerd hoorbaar geworden.
Het contrast met het inmiddels gereduceerde deel van het spectrum is alleen maar veel groter geworden.
(De grafiek is aan de bovenkant nog steeds begrensd op 8,5 seconde).






Tapijt is meestal beperkend voor akoestiek...

Als het erop aankomt is tapijt op de vloer dus feitelijk een beperkende factor voor de ontwerper.
In de eerste plaats is dat zo, omdat die keuze gelijk al de toepassing van het overgrote deel van de beschikbare akoestische materialen onmogelijk maakt voor implementatie op de resterende wanden. Immers, het permanente gevaar voor overdemping van hoog en midhoog ligt, dankzij de keuze voor tapijt, voortdurend op de loer, terwijl er nog wel vier staande wanden en een plafond helemaal braak liggen -- dwz volledig onbehandeld zijn.

In de tweede plaats is de consequentie van al dat absorptievermogen dat uitsluitend op de vloer wordt toegepast dat de resterende vier wanden en het plafond nog steeds volledig onbehandeld blijven, en dus keihard geluid zullen reflecteren. Om een goede akoestische infrastructuur te kunnen realiseren zullen die oppervlakken -- in elk geval op strategische punten -- een absorberende behandeling nodig hebben. Dit om de woeste reflecties die er nog steeds zullen optreden enigszins te kunnen temmen. Maar dankzij dat tapijt op de vloer is het nu onmogelijk geworden om nog enige vorm van gangbare absorptie ten behoeve van die reflectiebeheersing toe te passen op wanden en plafonds.

De primaire keuze voor tapijt beperkt de opties voor een goede akoestische totaaloplossing zeer sterk.
Al het benodigde absorptievermogen voor midden en hoog wordt hier
op één oppervlak geconcentreerd, namelijk op de vloer.

Omgekeerd is het gelukkig ook zo dat de keuze voor een akoestisch harde vloer, zoals hout, laminaat, vinyl / marmoleum, kurk, linoleum, natuursteen, siergrind en nog wat andere varianten, de ontwerper juist veel meer vrijheid geeft bij de verdere aankleding van de wanden en het plafond.
Geen van deze harde vloeren absorbeert, net zomin als een ruwe betonvloer, meer dan 10% en reflecteert dus ook 90% van het opvallende geluid. Absorptie van het middengebied, het midhoog en het hoog zal dus nu wel uitstekend kunnen plaatsvinden via de staande wanden en het plafond.
Het heeft nu immers niet al volledig of voor het grootste deel via de vloer plaatsgevonden.

In de afbeelding hieronder is in de welbekende kale voorbeeldruimte ditmaal een laminaatvloer aangebracht. Het had ook een houten vloer kunnen zijn, of vinyl of steen; dat zou allemaal ongeveer dezelfde akoestische situatie opleveren als hieronder getoond wordt.

Nog altijd is de grafiek begrensd op 9 seconden en nog altijd is de nagalmtijd over de gehele linie veel te lang.
Maar alle wanden plus het plafond kunnen nu wel goed behandeld worden,
en daarmee kunnen zowel de ontwerper als de eigenaar nog alle kanten nog op.

nagalmtijd van de voorbeeldruimte met een harde vloer (in dit geval: laminaat)

De allereerste daadwerkelijk concrete vragen van de akoestisch adviseur / ontwerper van een ruimte voor muziekweergave zullen dus op het gebied van vloeraankleding worden gesteld. Daarbij zal hij, bij de keuze voor tapijt, direct wijzen op de sterk beperkende consequenties daarvan voor het verdere optimalisatietraject. Hij zal zich ook op de hoogte stellen van de algehele "stijl" van de aankleding die in de ruimte moet worden gerealiseerd, overeenkomstig de wens van de eigenaar.

Over het algemeen blijkt het heersende denkbeeld te zijn dat harde vloeren ongewenst zijn voor de akoestiek en voor muziekweergave en dat tapijt juist goed zou zijn. Zoals nu duidelijk zal zijn geworden staat de akoestische realiteit hier haaks op: voor de ontwerper zal de keuze voor een akoestisch harde vloeraankleding veel meer vrijheid bieden om optimaal geschikte materialen voor zowel nagalm- als reflectiebeheersing in de ruimte toe te passen. Dit zal dan het akoestische eindresultaat -- de muzikale bevrediging van de eigenaar -- uiteindelijk sterk ten goede komen. De vloeraankleding is zodoende de primaire basis voor alle verdere beheersing van het nagalm- en reflectiekarakter.

Nu zal het in de praktijk bijna altijd wel zo kunnen zijn dat er, bij toepassing van een harde vloerafwerking, een voldoende groot kleed kan worden neergelegd binnen de luisterdriehoek. Hiermee kan de nadelige invloed van de eerste (vroege) vloerreflectie succesvol worden gereduceerd, zonder een direct gevaar voor algehele overdemping van de ruimte te introduceren. En daar vinden we dan een fraaie oplossing, want de overwegend harde vloer zal uiteindelijk juist een gunstige bijdrage leveren aan het levendige en ambiënte karakter van de weergave van muziek!

Vaste Elementen

Behalve de gekozen vloeraankleding - in dit geval de laminaatvloer in de voorbeeldruimte - zullen er, voorafgaand aan de akoestische optimalisatie van de nagalmtijd, ook een aantal "vaste elementen" in de metingen en/of de berekeningen moeten worden meegenomen.
Vaste elementen zijn objecten die later permanent deel zullen uitmaken van de inrichting van de ruimte.

Die elementen hebben soms een behoorlijke en bruikbare impact op de nagalmtijd, en ze spelen in dat geval dus een actieve rol in de beheersing van het nagalmkarakter van die ruimte. Het is daarom niet zinvol om deze vaste elementen pas op te gaan voeren in de berekeningen of mee te nemen in de metingen als de optimalisatie met de akoestische materialen is voltooid. De impact ervan kan dermate groot zijn dat de berekeningen zullen moeten worden herzien. Evenals de vloer dienen ook deze vaste elementen van meet af aan meegenomen te worden in het project, zodat ze niet aan het einde van het traject voor onverwachte verrassingen en wendingen kunnen zorgen.

Vaste elementen omvatten niet uitsluitend "verwijderbare objecten" in een ruimte, maar ook zaken als aanwezige ramen en deuren die soms wel, soms ook niet een duidelijke invloed op de nagalmtijd hebben, maar die zeker in relatie tot de opstelling en de esthetische inrichting een rol kunnen spelen. Ze kunnen daarnaast ook de akoestische inrichting beïnvloeden.

De foto rechts laat zien dat een toegangsdeur evenwel soms ook strategisch correct geplaatst kan worden.

Een toegangsdeur kan, op grond van zijn constructie, als een forse paneelabsorber werken. Dat is op zichzelf ook niet verkeerd! Nu zal één enkele deur in een grote ruimte relatief weinig invloed uitoefenen op het totaalplaatje, maar twee van zulke deuren plus een fors raamoppervlak kunnen samen best een zodanig grote hoeveelheid laagfrequente geluidsenergie omzetten of weg laten vloeien, dat hun aanwezigheid duidelijk in de nagalmtijd tot uitdrukking komt. Dat zal dan eveneens van meet af aan moeten worden meegenomen in alle akoestische berekeningen.

Ook de aanwezigheid van een deur of raam op een locatie die later de eerste reflectiezone op bijvoorbeeld de linker zijwand zal zijn, kan de akoestische aankleding soms sturen. Voor het behoud van symmetrie wil je immers links en rechts op de zijwanden identieke maatregelen toepassen binnen de luisterdriehoek. De aanwezigheid van een deur of raam links kan het misschien lastig of onmogelijk maken om daar diffusers of absorptiematerialen toe te passen. In zo'n geval zou je die maatregelen dus ook niet aan de andere zijwand moeten toepassen, om ongewenste asymmetrie te voorkomen. Niettemin zou je, akoestisch gezien, juist WEL links en rechts de zijwand willen behandelen, maar dat wil dan niet lukken vanwege de aanwezigheid van een deur of raam aan die ene zijwand...

Er was eens een klant die twee flipperkasten in zijn relatief kleine ruimte wilde plaatsen. Ze moest daar komen ter decoratie en opluistering van de feestvreugde. Een nadere beschouwing van de absoberende eigenschappen van zoiets niet-alledaags als een flipperkast bracht aan het licht dat twee van zulke forse inrichtingsstukken in een kleine ruimte redelijk veel laag en midlaag zouden afvangen, waardoor ze - ongevraagd, maar zeker ook welkom - een relatief forse actieve rol in de nagalmbeheersing gingen spelen. Een invloed waar dus dankbaar gebruik van kon worden gemaakt.

Een ander voorbeeld van veel voorkomende vaste elementen zijn mediaracks (zie de foto rechts). Hoe en waar worden de cd's, dvd's en lp's geplaatst in je ruimte? Als ontwerper is het nodig om een idee te hebben hierover, omdat vroeg of laat in het ontwerp een zekere ruimte voor deze media kan worden opgeëist.
Ook hier zijn de denkbeelden van de eigenaar soms doorslaggevend. De foto laat zien dat ze in elk geval zodanig kunnen worden geïntegreerd dat ze geen actieve nadelige rol binnen de luisterdriehoek hoeven te spelen.






Feitelijke beheersing van Nagalmtijd

Tot nu toe is er in de voorbeeldruimte die telkens in dit artikel wordt opgevoerd nog geen enkel echt akoestisch hulpmiddel toegepast! In eerste instantie is de constructie van de ruimte zelf, samen met aanwezige ramen, deuren en andere "onroerende elementen", in de basis verantwoordelijk voor een bepaalde breedbandige en frequentie-afhankelijke nagalmtijd. Inmiddels is er dan ook een fundamentele keuze gemaakt voor de toe te passen vloeraankleding en ook zijn de vaste elementen, alles wat hoe dan ook een plaats moet gaan krijgen in de ruimte, meegenomen in de berekeningen.

Dit alles resulteert in wat feitelijk de echte uitgangssituatie is voor de aanwezige nagalmtijd.
Dit is hoe de ruimte akoestisch gezien in een meting eruit zou zien,
als de geplande akoestische optimalisatie niet zou worden uitgevoerd.

Deze situatie dicteert zodoende wat er aan specifieke akoestische ondersteuning nodig gaat zijn
om de target voor nagalmtijd in deze ruimte te kunnen realiseren.

In onze voorbeeldruimte in aanbouw is inmiddels een laminaatvloer gelegd.
Tevens zijn er de volgende vaste elementen in ondergebracht:

• Vloerkleed, 300x200cm, wol, poolhoogte 19mm met ruglaag;
• Drie fauteuils of een driezitsbank, gestoffeerd;
• Twee mediaracks 200x100x35cm;
• Audiorack, hardware, luidsprekers.

Dit zal bij benadering leiden tot de berekende nagalmtijd hieronder:

berekende nagalmtijd van de voorbeeldruimte met laminaatvloer en vaste elementen: de feitelijke startsituatie

De impact van de vaste elementen zorgt ervoor dat de grafiek nu nog is begrensd op 4 seconden.
Tegelijkertijd is de target over de gehele linie behoorlijk benaderd.

Dankzij deze halvering van de nagalmtijd in de kale ruimte, uitsluitend tot stand gebracht
door de introductie van vaste elementen, lijkt akoestiek een fluitje van een cent te zijn!

Dat is echter maar schijn...
Het is vrij gemakkelijk om een relatief lange nagalmtijd te halveren met gangbare middelen.

Maar het zal navenant veel lastiger worden om die gehalveerde nagalmtijd nogmaals te halveren,
wat zeker de bedoeling is, laat staan dat je 'm daarna nog eens zo makkelijk zult halveren,
wat zeker ook nog nodig gaat zijn in bovenstaande situatie!

Kortom: in het begin vliegen de seconden er zomaar af, maar dat blijkt gaandeweg steeds moeilijker
te worden en de inzet te vragen van steeds sterkere middelen.
Dat is dan het punt waarop echte akoestische hulpmiddelen in beeld moeten komen!

Op de Juiste Plekken

Een adequate beheersing van de nagalmtijd vereist ook dat sommige akoestische hulpmiddelen, om een goede uitwerking te kunnen hebben, op de juiste strategische locaties worden ingezet. Voor de formule van Sabine maakt het inderdaad niets uit WAAR men basstrap-modules zou inzetten, maar in de praktijk maakt het soms alles uit!

Inzet van basstraps geschiedt in principe vanuit de hoeken en daarvoor zijn goede natuurkundige redenen op te voeren. Het is op zich wel mogelijk om ook elders dan in de hoeken van een ruimte basstraps in te zetten, maar die zullen dan een hogere afstemming moeten hebben om hun rendement op die plek te kunnen realiseren.
De dieper afgestemde basstraps kunnen uitsluitend vanuit de hoeken hun werk optimaal doen.

Berekeningsresultaten alléén geven zodoende nog geen garantie dat een target ook werkelijk gerealiseerd kan worden, als niet ook de optimale locaties van bepaalde elementen worden ingecalculeerd.

Een ander voorbeeld van een aan locatie gebonden toepassing van akoestische hulpmiddelen speelt bij specifieke hoogabsorptie een rol. Soms is het nuttig om zulke absorptie te concentreren in een beperkt gebied in de ruimte, bijvoorbeeld achter of opzij van de luidsprekers, of op de vloer voor de luidsprekers, zoals in het voorbeeld met het kleed op de laminaatvloer. Soms is dat juist niet wenselijk en dan is het weer beter om de benodigde hoogabsorptie zoveel mogelijk te verdelen over de gehele ruimte, bijvoorbeeld in de vorm van modules verspreid over het plafond.

De bestrijding van flutter-echo is ook een voorbeeld van
locatie gerelateerde absorptie.

Zie de foto rechts.

Het verschijnsel flutter-echo is van zichzelf altijd al een tamelijk plaatsgebonden fenomeen. Het kan op plaats A goed hoorbaar zijn, maar op plaats B -- die slechts 2 stappen verwijderd is van plaats A -- kan het afwezig zijn. Door, locatiegebonden, smalle stroken absorptie in te zetten, kan flutter-echo doeltreffend worden geëlimineerd zonder dat hiervoor nu gelijk hele wanden absorberend gemaakt hoeven te worden.

Ook op het gebied van reflectiebeheersing speelt een factor die bepalend kan zijn voor de locatie van specifieke hulpmiddelen.

De inzet van akoestische diffusers is primair van toepassing in de eerste of vroege reflectiezones. Als er diffusers zullen worden toegepast moeten de eerste reflectiezones dus worden gevrijwaard van absorberende maatregelen, omdat op die plekken diffusers moeten worden ingezet.

De locatie van diffusers, die uitsluitend reflecties moeten corrigeren, maar die in het geheel niet bedoeld zijn om absorptie in te brengen, heeft voorrang boven de locatie van absorberende middelen, die uitsluitend correctie van de nagalmtijd beogen.
Correctie van de nagalmtijd van midden en hoog kan overal in de ruimte plaatsvinden. Goede reflectiebeheersing met diffusers kan alleen plaatsvinden binnen zones die de grootste reflectieproblemen met zich meebrengen, namelijk de eerste reflectiezones.

De vraag of reflectiebeheersing met diffusie wel of niet zal moeten worden opgenomen in het ruimte-ontwerp zal daarom ook al in een vroeg stadium voorgelegd worden aan de eigenaar van de ruimte, evenals de consequenties ervan. Het brengt in elk geval veel extra werk met zich mee als je ze zelf zou willen bouwen, maar tegelijkertijd is diffusie wel enorm lonend in zijn uitwerking. Het ligt er ook een beetje aan hoe hoog de audiofiele lat wordt gelegd door de eigenaar, maar in een dedicated ruimte zou de keuze voor diffusie vanzelfsprekend moeten zijn.
Zoals je hieronder ziet kan er in de woonomgeving zeker ook iets moois van worden gemaakt, als je dat echt wilt, maar die keuze wordt uiteraard nog op grond van andere criteria gemaakt dan alleen akoestiek.

naar boven




 

Beheerste Nagalmtijd in de Voorbeeldruimte

Door de ruimte geleidelijk en doordacht akoestisch aan te kleden kan aan het einde de vooraf gewenste nagalmtijd of target worden gerealiseerd.

In de voorbeeldruimte met vaste inrichtingsstukken en een laminaatvloer is nu allereerst getracht om, middels doeltreffend bass-management het nagalmkarakter van het laag en midlaag in het gareel te krijgen.
Voor dit bass-management wordt fysieke ruimte opgeëist en het is wijs om dit onderdeel zo vroeg mogelijk zijn vaste vorm en plaats te geven.

Het akoestische resultaat ervan is zichtbaar de afbeelding hieronder:

berekende nagalmtijd van de voorbeeldruimte, aangevuld met bass-management

Het resultaat spreekt voor zichzelf, nu je eenmaal in staat bent om nagalmgrafieken te lezen.
In de praktijk werd hier de volgende, uitgebreide cascade van basstraps ingezet:

• In de vier hoeken van de ruimte werden afgestemde, kamerhoge maar inwendig gescheiden
  cornertraps aangebracht, met afstemmingen op resp. 80, 100 en 125Hz.
  
  
• Over de volle breedte van de achterwand, hangend aan het plafond, is de diepste basstrap aangebracht,
  inwendig in tweeën gedeeld en afgestemd op resp. 40 en 50Hz.
  
  
• Daar tegenover op de voorwand, achter en boven de luidsprekers dus, hangt een tweede diepe basstrap
  die in zijn geheel werd afgestemd op 63Hz.
  
  
• Links en rechts tegen de zijwanden is aan het plafond een "koof" van 60cm breed aangebracht, die als paneelabsorber werkt en een diepte onder het plafond heeft van 22cm.
  De onderzijde van de koof is afgewerkt met een krachtig midden en hoog absorberend akoestisch paneel.
  
  

Omdat het hier dedicated bass-management betreft, zijn dit typische locatie-gebonden hulpmiddelen,
die maximaal kunnen presteren dankzij de juiste locaties.

Hieronder zie je de plattegrond van de voorbeeldruimte, met het toegevoegde bass-management:

plattegrond van de voorbeeldruimte met het toegevoegde bass-management

En dan nog de rest...

Wat de bovenstaande afbeelding van de nagalmgrafiek thans nog laat zien is de akoestische noodzaak voor het temmen van het complete middengebied tussen 400Hz en 8kHz. Voor dit doel staan alle staande wanden nog ter beschikking, op de vier hoekruimtes na, alsmede het volledige plafondoppervlak dat binnen de koven valt.
Dat is alles bij elkaar nog heel veel oppervlak, dat zeker niet in zijn geheel absorberend gemaakt hoeft te worden!

Het centrale deel van het plafond (boven het kleed en boven de luisterplaats) staat in principe ter beschikking voor een nadere behandeling. Als reflectiebeheersing deel zou hebben uitgemaakt van de doelstelling voor deze ruimte, dan zou het voorste deel van het plafond worden voorzien van diffusers (tussen luidsprekers en luisteraar). Ook zouden er op de zijwanden, rondom de eerste reflectiepunten, diffusers worden aangebracht. De kans zou groot zijn dat er ook achter de luisterplaats nog diffusie zou worden aangebracht tegen de achterwand en achter de luidsprekers tegen de voorwand.

Maar dat gaat hier dus allemaal niet gebeuren!
Er zullen afwisselend harde en zachte wanddelen overblijven.

Anders gezegd: op plafond en staande wanden zullen absorberende oppervlakken
en onbehandelde harde wanddelen elkaar mogen afwisselen.

De laatste afbeelding, hieronder, toont wat de voorziene akoestische aankleding van wanden en het plafond
voor de nagalmtijd gaat betekenen.

Deze aankleding bestaat uit de volgende akoestische elementen:

• De afwerking van het vrije deel van het plafond binnen de koofgrenzen bestaat uit een wandtextiel (Texaa Vibrasto), dat geschikt is voor plafondafwerking en door een gecertificeerd bedrijf dient te worden geïnstalleerd. Texaa levert krachtige midden- en hoogabsorptie.
  Dit plafond vormt zo een goede tegenhanger voor de akoestisch harde vloer.
  Er zouden hier overigens nog wel 20 andere vormen van plafondbehandeling kunnen worden toegepast, die allemaal ongeveer eenzelfde resultaat zouden opleveren, maar Texaa werd de keuze van deze eigenaar.
  
  
• Het vrijblijvende deel van beide zijwanden is in zijn geheel afgewerkt met edelhouten ademende voorzetpanelen, geplaatst voor een minimale holle ruimte van 3 tot 7cm diep. Een vorm van akoestische lambrizering, zou je kunnen zeggen.
  
  Zie ook de foto rechts.
  
  Deze panelen zijn voorzien van een speciale perforatie. Er werd hier gekozen voor een perforatie die het benodigde absorptievermogen kan leveren bij toepassing van een aanzienlijk oppervlak op een ondiepe holle ruimte. Deze wandpanelen vormen, samen met de (zelfbouw) mediaracks, één integrale en visueel strakke zijwand.
  
  
  

Op dit punt aangekomen zul je geen moeite meer hebben om volkomen correcte nagalmwaarden te herkennen in een grafisch voorgestelde vorm.
De afbeelding hieronder toont de voortreffelijke eindsituatie van het nagalmkarakter voor deze ruimte.

berekende nagalmtijd van de eindsituatie in de geoptimaliseerde voorbeeldruimte

Nawoord

Het ontwerpen van een goede akoestische infrastructuur is in veel opzichten behoorlijk analoog aan het werk van een landschapsarchitect. De naam SoundScapeS werd destijds natuurlijk niet toevallig zo gekozen, want elke ruimte wordt gekenmerkt door een unieke akoestische infrastructuur -- een "soundscape" -- die het audiofiele doel van de eigenaar (aanvankelijk) min of meer kan dwarsbomen. Bij nadere beschouwing en dankzij doordachte aandacht blijkt deze gelukkig ook flexibel genoeg te zijn om te worden omgebogen tot een infrastructuur die ondersteunt en bijdraagt.

Hopelijk is, met dit stevige hoofdartikel, één van de meest doorslaggevende akoestische gereedschappen, namelijk dat van nagalmbeheersing, een stuk minder wazig en onbemind geworden.
Een zichzelf respecterend muziekliefhebber kan al behoorlijk lang niet meer om een kennismaking heen met het fenomeen nagalmtijd...


Toine Dingemans, 2 februari 2018.



naar boven