Wyciszanie domowego studio gitarowego [doc]



Jak wyciszyć swoje domowe studio?

Istnieje możliwość zrobienia sobie małego dobrze izolowanego studia w domu, dość dobrze brzmiącego. O wiele lepiej gra się na żywo niż dogrywając ścieżki w programie typu Audacity. Całość brzmi lepiej i ma się przy tym więcej frajdy. Jak to zrobić, by sąsiedzi wiedzieli o naszych projektach jak najmniej. najmniej vice versa: jak zrobić, byśmy my nie słyszeli sąsiadów na naszych nagraniach. Myślę, że ten cykl odpowie na najczęściej pojawiające się pytania.

Wynajęcie profesjonalnego studia czy sali prób to często wydatek wielu polskich złotych. Koszt wynajmu techników, sprzętowców, nagłośnieniowców, realizatorów dźwięku, dodatkowych muzyków to często zatrważające pieniądze dla młodego adepta sztuki gitarowej. Wynajęcie powierzchni w domu kultury to często umowa wiązana. Młodzi muzycy biorą klucz do sali, często miernej jakości technicznej lub współdzieli ją z innymi zespołami.

Wynajęcie taniej sali gdzieś na terenach podmiejskich w garażach to cena o wiele niższa. Ale tu ograniczają nas stałe koszty dojazdu, benzyny, paliwa, a i tak całość trzeba wytłumić akustycznie. Kwestią dodatkową jest konieczność wożenia sprzętu lub dokładnego i kosztownego zabezpieczenia garażu przed kradzieżą, gitar, konsoli mikserskich, głośników bo zazwyczaj część sprzętu wozimy ze sobą na próby.

Granie w domu to często igranie z nerwami sąsiadów. Wielu dźwięków o wysokich natężeniach i głośnościach nie da się pozbyć. Można co najwyżej zmniejszyć ich intensywność, tak aby zmieścić się w normach przewidzianych w prawie budowlanym.

Podstawowe sprawy w wygłuszaniu i poprawianiu brzmienia to:

• wybór odpowiedniego pomieszczenia
• pozbycie się przedmiotów rezonujących w pomieszczeniu
• poznanie orientacyjnej głośności naszego sprzętu (ilość zastosowanych głośników moc piecyka)
• wybór odpowiednich ustrojów akustycznych, które wyciszą nasz sprzęt grający (kierując się parametrami, ceną i ciężarem)
• uszczelnienie pomieszczenia

Wymiary pomieszczenia

Pierwszą podstawową sprawą w lokalizacji domowego studia jest wybór pokoju, lub pokojów na taką ewentualność (jeden pokój z urządzeniem nagrywającym drugi pokój do grania). Pokoje najlepiej o nierównoległych ścianach i niepowtarzających się i nieproporcjonalnych do siebie wymiarów ścian. Zapobiega to powstaniu fal stojących, podbarwień, i rezonansów.

Jeśli jest taka możliwość, dobrze jest by pokój nie sąsiadował bezpośrednio z mieszkaniem sąsiadów, bokiem budynku. Mamy tu na celu ich słuch jak i możliwość dostania się niepożądanych dźwięków do środka.

Wymiary pomieszczenia to długość pokoju, szerokość i wysokość. Standardowe polskie mieszkania mają często pokrywające się wymiary ścian. Są bardzo wąskie, malutkie, sufit ma wysokość około 2,5 metra.

Rys. 1. Nieprawidłowe wymiary pokoju. Pokój żółty - idealny sześcian o wymiarach 2,5m x 2,5m x 2,5m. Pokój czerwony pokrywające się wymiary długości i szerokości. Pokój zielony to częsty błąd wychodzący w praktyce: wysokość pokoju pokrywa się z długością, szerokość natomiast jest 2x większa niż pozostałe wymiary.

Głośność i natężenie dźwięku pieca gitarowego - to czego nie lubią nasi sąsiedzi

Decybel -

jednostka akustyków i elektroników służy do wielu różnych rzeczy. Z punktu widzenia hałasu jest to miara natężenia dźwięku i ciśnienia akustycznego zapisana w sposób nieliniowy.

Minimalne ciśnienie akustyczne oznaczono jako 0dB (czyt. 0 decybeli), ciśnienie 10x większe to 20dB natomiast 100x większe od 0dB - 40dB, 1000x większe 60dB i tak dalej. Dokładne odzwierciedlenie przeliczenia decybeli na ciśnienie oraz natężenie dźwięku przedstawiono na rys. 2.

Ucho ludzkie słyszy dźwięki w sposób nieliniowy; tak samo odczujemy wzrost głośności od 10dB do 30dB jak od 100dB do 120dB.

Rys 2. Skala głośności wybranych źródeł hałasu.

Tabela 1. Maksymalny poziom dźwięku w wybranych pomieszczeniach mieszkalnych w dzień i w nocy. 

Rys 2. Przedstawia nam ilość decybeli jaka płynie do naszych uszu z wybranych źródeł hałasu. Istnieje prosty sposób na przeliczenie ile dB ma nasz piecyk gitarowy korzystając z parametrów głośników i orientacyjnej mocy naszego wzmacniacza.

Głośność małego COMBO

Standardowy mały piecyk gitarowy o mocy 4Wat przy głośniku 20cm potrafi wygenerować średnio 98dB z odległości 1 metra (rys. 3). Dla różnych wysokości dźwięku głośnik taki ma różną głośność. Dla częstotliwości około 4000Hz głośniki gitarowe mają silny rezonans i generują ponad 100 decybeli. Pech chciał, że ucho ludzkie jest najczulsze w tym paśmie w rezultacie hałas jest jeszcze bardziej spotęgowany.

Rys 3. Przebieg natężenia dźwięku w zależności od wysokości dźwięku standardowego małego głośnika gitarowego Super 8 firmy Celestion przy mocy 1W (1wata).

Duże głośniki stosowane pojedyńczo

Standardowy duży głośnik koncertowy typu Celestion Vintage 30 lub Eminencje V12 służący do grania z większą mocą generuje dźwięki o dużo większej głośności niż głośnik 8 calowy (rys. 4 i 5). Posiada większą membranę, więc potrafi ruszyć większą masą powietrza. Jego magnes posiada większą siłę. Cewka jest grubsza i może przyjąć na siebie większą moc elektryczną ze wzmacniacza. Często muzycy grają na tym samym sprzęcie w domu co na koncertach. Pamiętajmy, że nad większym hałasem jest trudniej zapanować w domu niż nad mniejszym.

Rys 4. Przebieg częstotliwości dużego głośnika Celestion V30

Rys. 5 Charakterystyka głośnika Eminencje Legend 105

Zwiększanie mocy

Akustycy mają uproszczony sposób wyliczania tego, jak piec gitarowy jest słyszany z większej odległości i przy innej mocy.

Podwojenie odległości słuchacza od głośnika z 1 metra do 2 metrów zmniejsza hałas o 6dB. Zmniejszenie odległości o pół pogłaśnia dźwięk o 6dB.  

Tabela 2: Zmiana głośności głośnika w decybelach w zależności od odległości i mocy

Moc dana na głośnik w watach

0,25W

0,5W

1W

2W

4W

8W

10W

20W

40W

100W

200W

400W

1000W

Odległośc od głośnika

0,25m

+6dB

+9dB

+12dB

+15dB

+18dB

+20dB

+22dB

+25dB

+28dB

+32dB

+35dB

+38dB

+42dB

0,5m

0dB

+3dB

+6dB

+9dB

+12dB

+14dB

+16dB

+19dB

+22dB

+26dB

+29dB

+32dB

+36dB

1m

-6dB

-3dB

0dB

+3dB

+6dB

+8dB

+10dB

+13dB

+16dB

+20dB

+23dB

+26dB

+30dB

2m

-12dB

-9dB

-6dB

-3dB

0dB

2dB

+4dB

+7dB

+10dB

+14dB

+17dB

+20dB

+24dB

4m

-18dB

-15dB

-12dB

-9dB

-6dB

-4dB

-2dB

+1dB

+4dB

+8dB

+11dB

+14dB

+18dB

8m

-24dB

-21dB

-18dB

-15dB

-12dB

-10dB

-8dB

-5dB

-2dB

+2dB

+5dB

+8dB

+12dB

16m

-30dB

-27dB

-24dB

-21dB

-18dB

-16dB

-14dB

-11dB

-8dB

-4dB

-1dB

+2dB

+6dB

32m

-36dB

-33dB

-30dB

-27dB

-24dB

-22dB

-20dB

-17dB

-14dB

-10dB

-7dB

-4dB

0dB

Powyższa tabela 2 określa zwiększenie lub zmniejszenie natężenia dźwięku w wolnym polu (powietrze) lub dużych pomieszczeniach. W małych pomieszczeniach dźwięk odbija się od ścian i może wzmocnić wzajemnie. Trzeba też wziąć pod uwagę zakresy mocy na jakie skonstruowany jest zestaw głośnikowy.

Łączenie wielu głośników

Jeżeli w paczce znajduje się więcej głośników niż jeden to reguła szacowania jak głośny będzie zestaw jest następująca: każde podwojenie liczby takich samych głośników to wzrost skuteczności o 3 decybele przy tej samej mocy . Zwiększenie skuteczności pokazano na

Przed podłączeniem większej ilości głośników skonsultuj się z akustykiem lub elektronikiem, aby przypadkiem nie spalić pieca.

Rys. 6. Wzrost głośności zestawów wraz ze zwiększaniem ilości głośników (przy tej samej mocy nadanej na cały zestaw) - w decybelach podano orientacyjne zwiększenie głośności - 3dB - wyraźny wzrost

Łączenie wielu pieców

Jeżeli mamy więcej piecyków gitarowych wówczas każde dostawienie piecyka o podobnej mocy i podobnym głośniku to wzrost o +6dB. W przypadku wzmacniaczy o różnej głośności systemów szacujemy mniejsze podbicie dźwięku.

Gra wielu muzyków na raz

Wszystkie powyższe metody szacowania uznają, że wszystkie głośniki wydają z siebie te same dźwięki, w przypadku dwóch muzyków grających co innego w danym momencie czy też uzupełniających się (riff wraz z gitarą solową) trzeba dodać mniej decybeli niż podają powyższe zestawienia

Izolacja i walka z pogłosem - materiały dźwiękochłonne i dźwiękoizolacyjne

Dźwiękoizolacyjność

Decybel opisany w artykule poprzednim tego cyklu jako jednostka hałasu jest też jednostką dźwiękoizolacyjności materiałów. Im większa dźwiękoizolacyjność tym dla domowego hałaśnika lepiej. Upraszczając liczba mówi nam o ile decybeli zmniejszy się nam hałas poza pomieszczeniem, gdy na ścianie pomieszczenia użyjemy danego rozwiązania akustycznego. Ten parametr izoluje nas od świata zewnętrznego.

>Tabela 3. Dźwiękoizolacyjność wzrasta wraz ze zwiększeniem gęstości i ceny materiału...

>

 

Rys. 7. Dźwiękoizolacyjność materiałów dla różnych częstotliwości

Rys. 8. Wpływ zmiany grubości wełny mineralnej na dźwiękoizolacyjność.

Dobre rozwiązania dźwiękoizolacyjne potrafią odjąć aż 60 decybeli dźwięku przy grubości powłoki materiału równej 10cm. W dodatku nie wpływają nadmiernie na ubytek jakości dźwięku.

 

Rys. 9. Różne materiały dźwiękoizolacyjne        Rys. 10. Pianka polietylenowa

Różne materiały dźwiękoizolacyjne przedstawiono na rys. 9. Od góry to: styropian, pianka polietylenowa (wykładzina podpanelowa rys. 10), stara wata szklana i różnego rodzaju wełny mineralne, które kładzie się zazwyczaj pod płyty kartonowo-gipsowe, pomiędzy pustaki, pod panele podłogowe, dywany.

Dźwiękochłonność

Drugim sposobem porównywania materiałów jest współczynnik pochłaniania dźwięku. Mówi on nam o tym jaki ułamek energii dźwięku pozostał w materiale - czyli pomiędzy włókienkami waty szklanej, pomiędzy  dziurkami w kasetonie pomiędzy blachami w ustroju akustycznym. Ten parametr zwalcza pogłos w pomieszczeniu

Pogłos i jego kierunki przedstawiono na rys.11 i 12. Słabo wytłumione pomieszczenia mają długi czas pogłosu, dźwięk w nich odbija się w różnych kierunkach i wielu miejscach przenika przez ścianę. Często uniemożliwia zrozumienie mowy, powoduję dudnienia i podbicia dźwięku. Dlatego też przy wytłumianiu bierzemy pod uwagę wszystkie płaszczyzny i wszystkie ściany łącznie z sufitem i podłogą.

Rys. 11. Różne drogi odbicia fali dźwiękowej

Rys 12. Schematyczna ilustracja pogłosu w pomieszczeniu

Tabela 4. Pogłosowy współczynnik dla wybranych materiałów w odpowiednich przedziałach częstotliwości. Im więcej tym lepiej.

	125Hz	250Hz	500Hz	1000Hz	2000Hz	4000Hz	średnia
Marmur	0,01	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,01
Powierzchnia wody	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,03	0,01
Cegła malowana	0,01	0,01	0,02	0,02	0,02	0,03	0,02
Linoleum, Asfalt, guma na betonie	0,02	0,03	0,03	0,03	0,03	0,02	0,03
Cegła surowa	0,03	0,03	0,03	0,04	0,05	0,07	0,04
Drewniany parkiet na betonie	0,04	0,04	0,07	0,06	0,06	0,07	0,06
Beton malowany	0,10	0,05	0,06	0,07	0,09	0,08	0,08
Płyta gipsowa	0,29	0,10	0,05	0,04	0,07	0,09	0,11
Lekki welur na ścianie	0,03	0,04	0,11	0,17	0,24	0,35	0,16
Szkło okienne	0,35	0,25	0,18	0,12	0,07	0,04	0,17
Dywan na betonie	0,02	0,06	0,14	0,37	0,60	0,65	0,31
Dywan z podkładem	0,08	0,27	0,39	0,34	0,48	0,63	0,37
Beton chropowaty	0,36	0,27	0,39	0,34	0,48	0,63	0,41
Mata z waty szklanej w osnowie welonu szklanego	0,32	0,44	0,54	0,52	0,54	0,67	0,51
Welur pofałdowany na ścianie	0,14	0,35	0,55	0,72	0,70	0,65	0,52
Wełna mineralna 100mm	0,15	0,39	0,85	1,00	0,98	1,00	0,73
Płyta z włókna szklanego	0,11	0,73	0,95	0,89	0,95	0,80	0,74
Wełna mineralna pokryta welonem i malowana	0,39	0,85	1,00	0,98	1,00	0,95	0,86
Poliuretan 100mm	0,46	0,88	1,00	0,92	1,00	0,94	0,87

Istnieje cała gama materiałów wykorzystujących różne zjawiska, aby pozbyć się jak najwięcej dźwięku. Niektóre bazują na porowatości materiałów, dźwięk wnika w kanaliki materiału, gdzie powstaje tarcie powietrza o materiał. Stosuje się watolinę, wełnę mineralną, pustaki. Dzięki czemu łagodzony jest impet fali akustycznej. Tak zbudowane są wszelkiego typu ustroje akustyczne zbudowane z trocinobetonu. Stosowanego głównie przy drogach ze względu na brak estetyki.

Proste materiały zbudowane z wat, płyt, przegród, kształtek maja pewną wadę. Przepuszczają częstotliwości niskie - czyli basowe o długości fali większej niż grubość danego materiału.

Jak wyciszyć swoje domowe studio?

Obecna część opisze rozwiązania budżetowe i fachowe, które można stosować w naszym domu w kwestii zmniejszania oddziaływania naszego talentu na resztę świata, która nie zawsze tak uważa.

Rozwiązania budżetowe

Dobrze jest użyć dużych szaf, z książkami ułożonymi papierem w kierunku słuchacza i umieścić je w pokoju odsłuchowym. Tworząc małe szparki pomiędzy kartkami papieru. Jest to rozwiązanie dość tanie, gdyż każdy z nas ma jakieś książki, przedstawione na rys. 13.

Rys. 13. Prosta szafa wypełniona książkami - działająca jako pochłaniacz pogłosu

Inne tanie rozwiązanie to stosowanie prostych urozmaiceń na ścianach i szafach w postaci obrazów, kasetonów.

Rys 14. Kasetony styropianowe z płytkim wzorkiem

Dywany, zasłony, obicia, meble tapicerowane

Dobrym rozwiązaniem i często stosowanym jest zastosowanie jednej lub wielu warstw dywanów i kasetonów z ciężkich materiałów. Materiały te zmniejszają nie tylko pogłos, ale i izolują nas od świata pod względem akustycznym. Gruba warstwa firan, grubych kotar ma o wiele lepsze właściwości niż stosowane często papierowe wytłoczki jaj.

Rys. 15. Dobrze tłumiąca zasłona okienna

Przesada i niebezpieczeństwa w wytłumianiu

Sugeruję się, aby materiały silnie tłumiące na przykład wełna mineralna, pianka poliuretanowa wstawiać wewnątrz ścian. Nie należy przesadzać z wytłumianiem całej powierzchni ścian, gdyż stracimy na akustyce, ponadto takie materiały są pylące, tworzące małe drobne bardzo lekkie i ostre skrawki, które przemieszczając się w powietrzu mogą powodować zadrapania na skórze i erodować w miarę upływu czasu (patrz rys. 16. przedstawiono starą watę szklaną).

Rys 16. Wyeksploatowana płyta z waty szklanej, poddana wieloletniemu nasłonecznieniu i kontaktowi z powietrzem oraz nowa wełna mineralna

 Materiał izolacyjny dobrze jest wstawić wewnątrz struktury ściany, tam gdzie nie pyli. Aby znaleźć kompromis miedzy brzmieniem, izolacyjnością wynaleziono specjalne materiały i ustroje, które zapewniają kompromis pomiędzy dobrym rozprowadzaniem pogłosu oraz niwelacja basu.

Rozwiązania fachowe - niwelacja basu

Tradycyjne metody ekranowania ścian w studio, oparte o materiały ułożone w postaci mat, pustaków, paneli mają jedną główną wadę. Patrząc na tabele i wykresy dotyczące dźwiękochłonności i dźwiękoizolacyjności wszystkie materiały w stanie surowym mają problemy z tłumieniem basu. Najlepszy poliuretan przepuszcza ponad 50% dźwięku o częstotliwości 125Hz (czyli płytkiego basu). Patrząc na niższe częstotliwości jest jeszcze gorzej. Oprócz tego rozwiązania budżetowe maja nierównomierną charakterystykę, i przepuszczają pewne częstotliwości.

Aby lepiej tłumić niskie częstotliwości stosuje się zjawiska fizyczne bazujące na:

• rezonansie powietrza w rowkach czy pomiędzy ściankami materiału o rozwiniętej powierzchni.
• Stosuje się rozbudowane ustroje rezonansowe złożone z komór o bardzo niskich częstotliwościach rezonansowych
• Stosuje się membrany naścienne, o częstotliwości rezonansowej w dolnym paśmie używanym w studio. Impet fali akustycznej odbierany jest przez membranę i zamieniany na energie ruchu membrany

Ustroje akustyczne RPG

Skyline

Rys. 17. Rysunek płyty pochłaniającej typu Skyline.

Jest elementem systemu akustycznego firmy RPG. Jest to jakby miasto drapaczy chmur zminiaturyzowane i ustawione na naszej ścianie. Posiada bardzo wyrównaną charakterystykę dźwiękochłonności i dźwiękoizolacyjności. Znakomicie nadaje się do pokoju odsłuchowego jak i do mini sali prób.

Abflector

Jest płytą ustawioną pod kątem do źródła dźwięku. Jest to znakomity materiał łączący w sobie kompromis pomiędzy odbiciem i chłonięciem dźwięku.

Rys. 18. RPG Abflector.

Tabela 5. Wpływ kształtu płyty na współczynnik pochłaniania

	100Hz	200Hz	500Hz	1000Hz	2000Hz	4000Hz
Płaski absorber	0,1	0,2	0,2	1	1	1
Abflector	0,18	0,4	0,75	1	1	1

Pułapka basowa

- jest zazwyczaj trapezowym ustrojem membranowym jest to najlepsze rozwiązanie jeśli chodzi o wyzbycie się nadmiaru częstotliwości basowych trafiających poza nasze małe amatorskie studio. Oczywiście nie wszystkiego da się wyzbyć - zawsze coś zostanie. Dodatkową zaletą jest to, że poprawia równomierność basów w naszym materiale i jakość odsłuchu. Pułapkę basową umieszczamy zazwyczaj w rogu pomieszczenia, gdzie koncentracja niskich częstotliwości jest największa.

 

Rys. 19. Pułapka basowa membranowa

Rys. 20. Pułapka basowa rezonacyjna

Rezonator szczelinowy i rezonator membranowy

Rys. 21. Rezonator szczelinowy i rezonator membranowy

Rezonatory są złożone zazwyczaj z zamkniętych słupów powietrza ograniczonych z jednej strony naszą ścianą a z drugiej otworem lub membraną. Wymiary otworu ewentualnie masa membrany i objętość wnętrza rezonatorów są ściśle wyliczone dla danego pomieszczenia w celu walki z opisaną wcześniej falą stojącą. membrana może być wykonana ze skaju, gumy, skóry, dykty.  Rezonans otworu lub membrany musi być taki sam jak częstotliwości fal stojacych w pomeiszczeniu.

Szczelność pomieszczenia

Dobrą radą jest zapewnienie szczelności pomieszczenia przez stosowanie plastikowych okien i drzwi z wypełnieniem argonowym o bardzo wysokiej dźwiękoizolacyjności (można je kupić bardzo tanio w sklepach budowlanych). Nie zapominajmy też o obiciu drzwi materiałem tłumiącym - kocem, wełną mineralną obitą skajem itp.

Zapewnienie szczelności to kwestia podstawowa, gdyż dźwięk ma tendencję do odbić ugięć, penetrowania przestrzeni na dużych odległościach. Stracimy cały efekt ekranowania, gdy będziemy mieli dziurawe ściany.

Dodatkowe niepotrzebne dźwięki

Często stosuje się rozdział urządzeń nagrywających (komputerów) od urządzeń, na których gramy wykorzystując w tym celu dwa pokoje. W jednym umieścić instrumenty, panele pochłaniające, dywany, gotowe lub eksperymentalne wypełnienia, kasetony, pułapki basowe; czyli rozwiązania opisane w numerze poprzednim. Kwestia rozmieszczenia instrumentów to juz metoda prób i błędów, sprawa o wiele bardziej dyskusyjna niż kwestia ustrojów akustycznych.

Jeżeli będziemy mieli problem z perkusją to ją można dodatkowo osłonić specjalnym panelem ze szkła organicznego (pleksi) lub ustawić za innego rodzaju przeszkodą.

Gotowe nagranie i jego odsłuch

Gotowe nagranie lub wersję roboczą do przemiksowania dobrze jest przesłuchać w dobrze zaprojektowanym pomieszczeniu pod względem akustycznym czyli spełniającym warunek nieproporcjonalności ścian, braku podbić czy niepotrzebnych odbić (podobne warunki jak miejsce grania). Umieszczamy w nim system stereofoniczny wg wskazań producenta monitorów odsłuchowych lub ewentualnie innego sprzętu na jakim akurat słuchamy. Najlepiej jest użyć do tego mniejszej ściany, gdzie umieszczamy na podestach lub przytwierdzamy do niej kolumny w sposób jak najbardziej symetryczny. Kolumny odsuwamy od ścian, żeby wokół kolumny nie powstawały podbicia basowe około 100Hz.

Efekt końcowy

Jak już wszystko ładnie obijemy, wyszczelnimy, wymyjemy to co nabrudziliśmy przy montażu materiałów gotowy materiał dobrze jest przesłuchać w kilku źródłach dźwięku. Na profesjonalnym Hi-Fi, monitorach studyjnych, słuchawkach, zwykłym radio, wieży, głośniczkach komputerowych, i sprawdzić czy pod każdym urządzeniem nasze nagranie było ciekawe i dobrze brzmiało.

Jeżeli za pierwszym razem się nam nie udało, nie poddawajmy się. Poeksperymentujmy z rozmieszczeniem muzyków czy też mikrofonów nagrywających lub zmieńmy konfigurację (odejmijmy lub dodajmy kasetonów czy paneli pochłaniających). A jeśli mimo dużej szczelności i kilogramom wełny mineralnej w ścianie sąsiadom dalej się nie podoba i denerwuje ich nawet mały pisk zza ściany to są dwie możliwości, albo uwzięli się na Was albo rzeczywiście za głośno gracie.