ReadScapes


Basstraps uiteengezet


Oorspronkelijke publicatie:
©2003 - ThingMan
deze herziene versie: ©2018, 26 februari - ThingMan



In een akoestisch totaalontwerp voor een muziekruimte, met name dedicated, neemt het zgn. bass-management een sleutelpositie in.

Het is zelden erg moeilijk om
midden- en hoge frequenties afdoende te temmen. Het is meestal een heel stuk lastiger om de echt lage frequenties, die onder 100Hz, naar behoren aan te pakken.

Laten we het zo stellen:
elke vorm van een goed uitgewerkt bass-management zal fysieke ruimte opeisen. Soms kan dat zonder bezwaar: de holle ruimte achter een verlaagd opgehangen plafond kan zomaar opgeofferd worden, zeker als de kamerhoogte voldoende is.

Soms moet bass-management ook
afgestemde basstraps omvatten.
Dat zijn speciale constructies, die uitsluitend voor absorptie ergens in de 3 laagste oktaven worden ingezet, d.w.z. vanaf 20Hz tot ongeveer 250Hz.

Zoals paneelabsorbers kunnen ze vormen aannemen die kunnen worden ingepast -- bij de bouw geÔntegreerd -- in een veelheid van interieurs.

In dit artikel wordt vooral de principiŽle bouw, de werking en de uiterlijke vorm uitgelegd.

Wanneer je er daadwerkelijk mee aan de slag zou gaan, is er ook een aanvullend artikel, waarin je
Instructies voor Zelfbouw van basstraps aan de hand van foto's kunt bekijken.








basstrap of meubelstuk...



basstraps in het plafond en langs de zijwanden;
sommige werken tevens als diffusers in de eerste reflectiezone

Wat is een Basstrap?

Eerst maar weer eens een zelfgemaakte definitie:

Een basstrap is een akoestisch massa-veer-systeem dat op grond van zijn constructie kon worden afgestemd op een gekozen resonantiefrequentie.
Het doel is om een zeker frequentiegebied rondom de afstemfrequentie, dankzij
resonantie met de ingesloten luchtkolom, te kunnen omzetten (absorberen), waardoor een zekere vorm van akoestische overlast uit de muziekruimte kan worden weggenomen.

Uit deze definitie blijkt dat het massa-veersysteem maximaal resoneert op een bepaalde frequentie. Dat maakt maximale omzetting van akoestische energie mogelijk op en onmiddellijk rondom die resonantiefrequentie.

Het gebied van bruikbare piekabsorptie omvat niet meer dan 1/2 tot 3/4 oktaaf. Het totale effectieve absorptiegebied zal 2, maximaal 3 oktaven kunnen omvatten.

De basstrap op de foto links lijkt een soort meubelstuk, en zorgt door
verschillende inwendige afstemmingen voor een tamelijk breedbandige midlaagabsorptie, alsmede voor verstrooiing van midden- en hoge tonen.

Het doel van een basstrap is absorptie van zeer lage frequenties in een ruimte die hiertoe, vanuit zichzelf, niet voldoende absorptievermogen kan leveren.

De in een basstrap ingesloten luchtkolom wordt in resonantie gebracht door geluidsgolven, die daar via de
"ademende" voorplaat in terechtkomen.
Het in resonantie brengen en houden van zo'n luchtkolom vergt veel energie. Deze energie wordt geleverd door akoestische energie, die zodoende aan de ruimte
wordt onttrokken.

Het bovenstaande impliceert dat een basstrap in alle gevallen een overwegend gesloten constructie zal zijn, waarin een holle ruimte is opgenomen. Deze holle ruimte moet inderdaad altijd hermetisch afgesloten zijn van de rest van de muziekruimte, uitgezonderd via basstraps met een ademende voorplaat, zoals de lattenabsorber.

Deze voorplaat kan overigens meerdere vormen aannemen.
De foto's in dit artikel en in het album over basstraps laten een aantal gezichten van basstraps zien onder verschillende omstandigheden, van woonsituatie tot geluidsstudio. In de meeste gevallen zal het toch vooral gaan om dedicated muziekruimtes, omdat het in de praktijk erg moeilijk is om in een woonruimte basstraps in te bouwen.

Voor dergelijke gevallen bestaan overigens alternatieven, hoewel tamelijk kostbaar. Zo'n alternatief dat uiterst efficiŽnt kan werken is de Modex-Plate van RPG, een geheel ander type van basstrap, die bij geringe diepte toch frequenties van 50Hz en nog wat lager kan behappen.


naar boven





Principe en Werkwijze

De tekening rechts laat het basisprincipe zien van
een basstrap OF een paneelabsorber.

  • De paneelabsorber is bouwtechnisch gezien eenvoudiger dan de basstrap, want ze is voorzien van een gesloten, vlakke frontplaat.

  • De basstrap is bouwtechnisch gezien een grotere uitdaging dan de paneelabsorber, want ze is voorzien van een 'geperforeerde' of 'ademende' frontplaat.

De paneelabsorber heeft overigens een eigen lezenswaardig artikel gekregen.
Klik
HIER om het te lezen.


In het geval rechts gaat het om een zgn.
'cornertrap', een schuin in de hoek geplaatste, eventueel kamerhoge resonator.
Door er iets anders tegenaan te kijken zou het voor hetzelfde geld ook een
aan het plafond hangende basstrap kunnen zijn. Beide locaties zouden in elk geval ideaal zijn voor zo'n basstrap.

Het basisprincipe van de basstrap is dus vrij simpel en als zodanig is ie ook vrij simpel te bouwen.
In zijn eenvoudigste vorm bestaat een basstrap uit een schuin in de hoek geplaatste plaat van high-density glas- of steenwol, Ī5cm dik. De driehoekige ruimte achter de plaat moet hermetisch afgesloten worden, van links naar rechts maar ook van vloer tot plafond, of anders moet er zogezegd een bodem in of deksel op.


In de tekeningen hieronder en hiernaast zijn basstrap-varianten te zien, die over een compleet wandoppervlak of plafond zijn 'uitgesmeerd'.






De schuinstaande voorplaat van deze twee basstraps en van de cornertrap brengt drie typische kenmerken of consequenties met zich mee in de akoestische uitwerking van dergelijke resonerende elementen:


  1. Een doorlopend veranderende afstemming in het midlaag, als gevolg van de continu variabele diepte van de holle ruimte.

  2. Het absorptiegebied wordt breedbandiger, omdat de resonantiefrequentie van de absorber tegelijk met de diepte van de holle ruimte continu varieert.

  3. Het totale rendement van de basstrap wordt uitgesmeerd over een relatief breedbandig frequentiegebied, als direct uitvloeisel van de punten 1 en 2.

Hier tegenover staat nu dat een basstrap met een vaste diepte van de holle ruimte automatisch ook een statische afstemming zal krijgen.
De hele basstrap is afgestemd op die ene frequentie en het gebied er omheen.
Het
totale rendement van de basstrap wordt nu evenwel niet uitgesmeerd over een breed frequentiegebied, maar kan zich vollediger op het beoogde smalbandige frequentiegebied (de gekozen afstemming) richten.










basisprincipe van basstrap
en paneelabsorber












dankzij het grote oppervlak kan dit
een puike basstrap zijn, weggewerkt
achter een akoestisch transparante wand


basstrap/diffuser op de voorwand, en basstraps in het plafond:
een mooi voorbeeld van een akoestisch totaalontwerp















wat is een staande golf ?
wat doet een staande golf
?

Waarom Basstraps?

Het belangrijkste motief om basstraps in een muziekruimte of woonkamer toe te passen, is het realiseren van een evenwichtig verlopende lagetonenweergave. De invloed van resonantiemodi kan door de overlappende afstemmingen (cascadering) van een aantal basstraps worden gereduceerd.
Het overvloedige beton in de meeste moderne woningen is verantwoordelijk voor een bijna totale afwezigheid van natuurlijke laagabsorptie in de ruimte - iets dat bij oudere woningen met de nodige houtbouw, zoals zwevende vloeren en houten plafonds, juist in ruime mate voorhanden is.

Daarnaast vormt bass-management een onderdeel van een groter akoestisch plaatje. Wanneer een luisterruimte akoestisch geoptimaliseerd wordt vormt
het temmen van de invloed van de kamer op de onderste oktaven een speerpunt.
Andere speerpunten zijn reflectiebeheersing (diffusie), nagalmbeheersing (algehele aankleding), identificatie van het resonantiepatroon en opstelling van luisterdriehoek.







Bovenstaande tekening toont het principe van een zgn.
kwart-golflengte basstrap. Het isolatiemateriaal is daarbij op 1/4 van de te dempen golflengte voor de muur aangebracht. Hetzelfde isolatiemateriaal zou TEGEN de muur geen effect hebben op lage frequenties.
Dit is ťťn reden dat basstraps, die lage frequenties moeten absorberen, altijd volumineus moeten zijn: het isolatiemateriaal moet zich ongeveer op 1/4 van de golflengte van de resonantiefrequentie van het massa-veersysteem bevinden.
Voor de lage frequenties onder 75Hz betekent dit toch een aanzienlijke afstand.

Absorptie van middenfrequenties en hoge tonen is relatief eenvoudig. Veel materialen die reeds in iedere inrichting aanwezig zijn zullen hieraan bijdragen. Tapijt, meubilair, kasten en wandaankledingen hebben allen invloed op de absorptie van midden en hoog. Tegelijk hebben ze weinig of geen invloed op absorptie van lage tonen onder 250Hz.

Door een op zichzelf prima aankleding versterkt in deze context de slechte verhouding tussen de gemiddelde absorptie binnen de drie gebieden van laag, midden en hoog nog verder!!!


Het laag blijft feitelijk akoestisch onaangeroerd, maar midden en hoog worden fors teruggedrongen in hun nagalmtijden, zodat het onbehandelde laag erg zal gaan afsteken bij het min of meer behandelde midden en hoog!

Door basstraps toe te passen wordt evenredige aandacht geschonken aan het derde gebied - het gebied van de lage tonen.

Daarvoor zijn bij zelfbouw nogal volumineuze constructies nodig, op grond van natuurkundige wetmatigheden die bij gebruik van het Helmholzprincipe helaas niet te vermijden zijn.
Het zal duidelijk zijn geworden waarom er afstand tot de wand nodig is voor het absorptiemateriaal - feitelijk 1/4 van de te dempen golflengte - om effectief kunnen zijn.

Diepte voor een basstrap is ook noodzakelijk, om een voldoende grote ingesloten luchtkolom te kunnen realiseren.
De grootte van de luchtkolom maakt zowel een lage afstemming als een bruikbaar rendement mogelijk voor een basstrap.

De inhoud van deze holle ruimte reduceert de inhoud van de kamer zelf niet. De inwendige basstrap is volkomen
'toegankelijk' voor lage frequenties, aangezien de werking hier volledig op is gebaseerd!


naar boven





Welk type Basstrap?

De
gemakkelijkst zelf te bouwen afgestemde basstrap is
de lattenabsorber, zoals er op de foto rechts een te zien is, uitgevoerd als 'cornertrap' en op de foto hieronder als wandelement. Een "cornertrap" is een basstrap met een schuinstaande voorplaat. Dit levert een holle ruimte met continu variabele diepte op, en daardoor ook een continu variabele afstemfrequentie.

De foto hieronder laat twee exponenten van de lattenabsorber zien: een losse wandmodule voor absorptie van het midlaag0 en een diepe, horizontaal hangende en geÔntegreerde lattenabsorber met een zeer diepe afstemming.
De zijwanden, de achterwand en het systeemplafond absorberen voorts het midlaag en middengebied in deze ruimte. Dat neemt de vorm aan van
paneelabsorptie, waarbij de holle ruimtes worden afgesloten met een vlakke, gesloten plaat en normale vlakke absorptie.

De aan de wand hangende modulaire basstrap vervult tevens een rol bij het ietwat verstrooien van hogere middentonen.

Een kenmerk van de lattenabsorber is dat deze uitsluitend de (lage) frequenties rondom de afstemfrequentie krachtig absorbeert, maar het hoog en het middengebied verder ongemoeid laat -- soms zelfs ook netjes
'terugwerpt' in de ruimte, wegens het door latten gegroefde oppervlak.

Het gaat heel veel stappen te ver om nu te stellen dat een lattenabsorber dus ook een goede diffuser kan zijn...

Als evenwel de gehele frontale vorm van de voorplaat gebogen wordt, zoals in de middelste foto hier rechts te zien is, ontstaat zeker een toegevoegde ruimtelijke spreiding van geluidsgolven. Noem het een embryonale vorm van diffusie, die zeker een zinvolle en gunstige uitwerking zal hebben.

Het belangrijkste voordeel van de lattenabsorber is de mogelijkheid van een nauwkeurig gekozen afstemming op een resonerende frequentie en de resulterende absorptie tot een half oktaaf daaronder en daarboven.

Om voldoende absorptievermogen in het hele gebied van de lage tonen te genereren (20-250Hz) wordt soms een combinatie (cascade) van basstraps met oplopende en elkaar overlappende afstemmingen ingezet. Die wordt dan met name over de voor- en achterwand verdeeld. Dit werd zowel hierboven als hier rechts gedaan.
De basstraps zijn op verschillende frequenties afgestemd, waarbij doorgaans 1/3 oktaaf afstand (een tertsband) tussen de afstemfrequenties wordt aangehouden. Dit levert een gemiddeld krachtig en breed fundament van laagabsorptie op, toepasbaar in alle ruimtes die niet over extreme laagproblemen beschikken als gevolg van sterke ruimteresonanties of erg ongunstige afmetingsverhoudingen.
Het nagalmkarakter voor het laag zal met zo'n cascade op gelijk niveau worden gebracht met dat wat reeds voor midden en hoog werd gerealiseerd.



de lattenabsorber in tekening en in de praktijk...





naar boven












lattenabsorbers...















boven: de voltooide basstraps
links: feitelijk toch een 'simpele' constructie....




fraaie paneelabsorbers, uitgevoerd
als plafondmodules en basstraps
tegen de wand onder het plafond












Paneelabsorptie zijdelings

Een tweede type basstrap, eenvoudiger van ontwerp, bouw en constructie dan de lattenabsorber, en bij uitstek geschikt voor het absorberen van frequenties tussen 125 en 300Hz, is
de paneelabsorber.

Hierbij is de voorplaat een doorgaans dun, star paneel, zoals hout, triplex of mdf in 4-7mm plaatdikte. Ook een akoestisch plafond- of wandpaneel kan soms als frontplaat worden gebruikt.

De nodige informatie over paneelabsorptie heeft reeds een plek gekregen in een eigen artikel.

Klik
HIER voor dat artikel.

De paneelabsorber is eenvoudig en goedkoop te bouwen, en levert dan krachtige absorptie in het midlaag. De paneelabsorber is prima af te stemmen binnen een specifieke tertsband.

In de twee tekeningen hierboven en ook hier links is de principiŽle opbouw van de paneelabsorber te zien. Het betreft een plafondexemplaar, maar er is geen verschil met een staande wandversie.

Wanneer je goed kijkt naar
de onderste van de twee is te zien dat het frontpaneel los ophangt in hoekprofielen, zoals bijvoorbeeld bij een systeemplafond het geval is. Bij de bovenste is sprake van een vast gemonteerde frontplaat.

Hieruit volgt dat een akoestische plafondplaat een prima paneelabsorber kan zijn, mits er een holle ruimte achter de plaat kan worden ingebouwd. In de praktijk van een huiskamer is het plafond soms het enige oppervlak dat groot genoeg is, en gebruikt kan worden als superieure laag- en midlaagabsorber, dankzij het installeren van een verlaagd akoestisch systeemplafond of een akoestisch spanplafond.





Bouwbeschrijving lattenabsorber

De lattenabsorber wordt toegepast in een akoestisch totaalontwerp, als er noodzaak en ruimte is voor deze vorm van serieus bass-management.

Door de tekening rechts aan te klikken start een korte animatie, die de basisconstructie van de lattenabsorber toont zoals deze concreet uitgewerkt dient te worden.



bouwparameters voor een lattenabsorber


Hoewel duidelijk complexer van bouw dan de paneelabsorber, bestaat de lattenabsorber toch uit een relatief eenvoudige basisconstructie, die met enige creativiteit smaakvol genoeg vormgegeven en/of afgewerkt kan worden. Zoals je begrijpt en ook wel ziet, kan deze constructie soms vrij gewichtig worden.

De voorplaat (dempmateriaal en latten) van de lattenabsorber bevindt zich op een bepaalde afstand van een harde achterwand en die afstand definieert
de diepte van de holle ruimte.

Afgezien van de ademende voorplaat zelf, moet de holle ruimte volledig hermetisch afgesloten worden!
Lekvrijheid van de constructie maakt uiteindelijk het maximale rendement van een gegeven basstrap mogelijk.

Lekkages zullen het rendement van een overigens prima basstrap nodeloos verminderen. Gelukkig kan zoiets gemakkelijk worden voorkomen: niet bezuinigen op het gebruik van kit...

De voorplaat kan geheel uitneembaar worden gemaakt.

Aldus kan zo'n frontpaneel
onafhankelijk van de basstrap zelf worden gedemonteerd, bewerkt of vervangen, indien zoiets gewenst zou zijn. Een voorplaat kan (eventueel in delen) uitneembaar worden gemonteerd in een houten lijst, die op zijn beurt vast aan de ondergrond (muur, plafond) wordt bevestigd. Dit is ook de werkwijze die in de animatie en op de foto-voorbeelden wordt toegepast.

De opbouw van de voorplaat is, van binnen naar buiten, als volgt:

  • High-density glas- of steenwolpakket, met een dikte die ligt tussen 2,5 en 10cm en die afhankelijk is van de gekozen afstemming.
    Rockwool Bouwplaat of varianten zoals Rockwool Multiboard zijn geschikte materialen.
    De juiste densiteit (D40-D80) is belangrijker dan het merk van het product.

  • Houten frame of lijst waarin het wolpakket is opgehangen.
    Dit frame past op zijn beurt weer (luchtdicht) in de houten lijst, die reeds luchtdicht en vast met de wand is verbonden;

  • Direct over de voorzijde van het frame komt nu een opgespannen laag vezeldichte stof, die tevens de eventuele inkijk tussen de latten door dient te voorkomen.

  • De latten zelf, bevestigd voorop het houten frame waarin ook het wolpakket is opgehangen.

De minerale wolplaat, de laag stof daarvoor, en tenslotte de latten zelf zitten gezamenlijk stijf tegen elkaar aan!


naar boven







5 Variabelen of Parameters

Er zijn altijd 5 variabelen,
die samen de afgestemde basstrap realiseren zoals die via de bouwplannen wordt beschreven.

In het schema hieronder zijn ze zichtbaar:




  1. Diepte holle ruimte
    Deze kan variŽren van 2,5 tot 250cm,
    en loopt
    vanaf de achterzijde van het lattenfront tot aan de achterwand.

  2. Dikte en densiteit van het dempmateriaal
    Het betreft
    altijd een high-density minerale wolplaat, zoals gebruikt in gevel- en wandisolatie -- een plaat die vanzelf rechtop blijft staan.
    Ook het materiaal
    "Akotherm", verkrijgbaar bij "De Akoestiekwinkel" is geschikt, mits densiteit D40 wordt gekozen.

  3. Latdiepte
    Het schema laat zien dat het hier feitelijk om
    de dikte van een lat gaat.
    Deze kan variŽren tussen 1 en 20cm.

  4. Latbreedte
    Dit is
    de frontale, voor het oog zichtbare breedte van de lat, die sterk medebepalend kan zijn voor het rendement van de totale basstrap.
    De latbreedte varieert van 2 tot 8 cm - grotere breedtes zullen, in een thuissituatie, het rendement teveel verminderen, aangezien de vereiste perforatiegraad niet kan worden gerealiseerd.

  5. Latafstand
    De afstand die tussen twee latten op de frontplaat aanwezig is definieert de breedte van de luchtspleet.
    Deze parameter moet zeer nauwkeurig worden gehandhaafd in de constructie, omdat anders de afstemming snel zal afwijken.
    De latafstand bedraagt 2 tot 15mm.



animatie van het bouwprincipe van de lattenabsorber
klik ťťnmaal op de afbeelding om te starten








boven: het voltooide lattenframe van een cornertrap

hieronder: een verplaatsbare basstrap




















In feite ben je vrij in de visuele uitvoering van dit alles, zolang de 5 parameters in de constructie correct kunnen worden doorgevoerd.
De basstraps op veel foto's lijken ofwel haast meubelstukken, ofwel geÔntegreerd en ťťn met de wanden en/of het plafond.

Het komt vaak voor dat
'latten' van geschilderd MDF worden gemaakt. Het hoeft er ook niet altijd als een mooie houten constructie uit te zien, als budget een beperkende rol zou spelen. Bij de via deze site te downloaden ontwerpen van basstraps is meestal al rekening gehouden met in de handel verkrijgbare plaatdiktes van mdf.

Het is niet altijd mogelijk om gebruik te maken van latafmetingen van je favoriete keuze (meestal gaat het over niet-haalbare latbreedte). Soms blijkt het onmogelijk te zijn om dan de gewenste afstemfrequentie te realiseren.
Dan is een bepaalde latmaat / latbreedte / latdiepte onvermijdelijk, in elk geval in relatie tot de voor de basstrap beschikbare diepte ter plaatse.

Anderzijds kan eenzelfde afstemming, bijv 70Hz, op meer manieren worden gerealiseerd. Er zijn immers 5 variabele parameters die samen op 70Hz zullen uitkomen. 70Hz kan met zowel smalle als brede latten worden gerealiseerd, maar ook met een diepte v.d. holle ruimte van 60 of van 90cm, hetgeen dan de mogelijk latafmetingen weer zal beÔnvloeden.

Zolang het beschreven basisprincipe wordt gerespecteerd mag de basstrap elke vorm aannemen die je daarvoor geschikt acht, of waarvoor je je hebt laten inspireren door de foto's.

De onderste foto links laat zien dat het in principe mogelijk is om in een woonkamer serieus aan bass-management te doen. Via het plafond wordt breedbandige absorptie verkregen, waardoor de nagalmtijd van de gehele ruimte onder beheersing komt.



Hoewel dit alles in theorie allemaal aardig klinkt, is de praktijk vaak lastiger.

Basstraps nemen daadwerkelijk de nodige fysieke ruimte in. Als er in de ruimte sprake is van serieuze problemen met het laag, dan is het nodig om diepe basstraps in te zetten. Dat kan een tamelijk ingrijpende operatie zijn in een woonkamer.

Om die reden wordt er in zulke situaties ook weleens teruggegrepen naar een ander, meer compact type van basstraps, nl. de plaatabsorbers (niet te verwarren met paneelabsorbers)!

De firma RPG maakt deze onder de naam
Modex-Plate.
In de materiaalopsomming, eveneens via de downloadpagina te verkrijgen, kun je details over deze basstraps terugvinden, alsmede over prijzen en verkrijgbaarheid.





















Kosten van Bass-Management

De kosten voor basstraps
kunnen relatief laag worden gehouden, maar de prijs kan ook flink oplopen wanneer er veel diep afgestemde basstraps moeten worden ingezet, of als een materiaal zoals hardhout of een andere edele houtsoort moet worden toegepast.

Lattenabsorbers kunnen ook van relatief goedkoop hout worden gemaakt en aan het zicht worden onttrokken door vezeldichte stoffering of goed schilderwerk.

Visuele aspecten hoeven geen belemmering te zijn, zo zal ook kunnen blijken uit de
Instructiepagina voor Zelfbouw.

Ook voor relatief weinig geld is een basstrap visueel neutraal te maken.

Een paneelabsorber mag met stoffering aan het zicht worden onttrokken, mits die stoffering de voorplaat net niet raakt.
Bij een
uitwendig gestoffeerde basstrap dient de stoffering op minimaal 5cm voor de ademende voorplaat te worden aangebracht.

Er zal door dit laatste wel meer midden- en hoogabsorptie optreden dan een basstrap of lattenabsorber met een harde frontplaat. Hiermee moet soms rekening worden gehouden in het akoestisch totaalontwerp voor de ruimte, zeker wanneer het om een flink oppervlak met gestoffeerde basstraps gaat!

In een serieuze dedicated luisterruimte is een of andere vorm van bass-management onontbeerlijk voor het beheersen van nagalmkarakter en staande golven.

Talloze bouwplannen van basstraps met afstemmingen tussen 30 en 300Hz worden op de downloadpagina als extra service voor zelfbouwers aangeboden (download-4).

Ook kun je daar een rekenmodule vinden, waarmee je zelf een lattenabsorber naar eigen inzicht kunt berekenen, door de 5 parameters te manipuleren.



Toine Dingemans, 26 februari 2018.


naar boven



hoe simpel het kan zijn...