2. Resonatoren

Een resonator is een massa-veersysteem dat ingezet worden om de energie van een geluidsgolf te absorberen. Een resonantie is een frequentie waarop een materiaal of andere massa in harmonie gaat meetrillen. Door dit precies af te stemmen op de frequenties die men wil absorberen kan je heel gericht een akoestisch paneel ontwerpen dat een specifieke frequentie dempt. Een resonator bestaat dus altijd uit een massa en een veer. De massa kan een membraam zijn (een folie of een plaatmateriaal), en de veer is vaak niets meer dan opgesloten lucht. De eigenschappen van een resonator zijn:

• Energie absorberen in specifiek frequentiegebied, vaak laagfrequent.

• De voorzijde kan van hard plaatmateriaal gemaakt worden.

• Vereist meer moeite om te ontwerpen dan een poreuze absorber.

Technische verdieping

Een resonator werkt niet op de snelheid van een geluidsgolf maar op de druk. Dit zijn de pieken van de golf. De druk bouwt zich op tegen de wanden, vloeren en plafonds van een kamer. En dan vooral in de hoeken waar meerdere vlakken samenkomen. Direct tegen de muur is de snelheid van een golf 0 m/s (hij komt tot stilstand tegen de wand) terwijl de druk maximaal is. Denk hierbij aan een golf in het water die tegen de kade aankomt. Dit bouwt energie op tegen de kade waarna hij terugstroomt in de andere richting. Dit is precies waar een resonator de energie absorbeert, en dat maakt dat dit wel het juiste type absorber is om bassen te absorberen op een wand, vloer of plafond. Nu we weten hoe je alle frequenties kan absorberen kunnen we beginnen met het optimaliseren van onze ruimte, toch?

In zalen met grotere inhoud, die bestemd zijn voor het produceren (live) en reproduceren (audiosysteem) van muziek en spraak, lijdt het toevoegen van alleen absorptie meestal niet tot het gewenste resultaat. De kans is groot dat je energie weghaalt die essentieel is voor de beleving. In deze gevallen is het sturen van reflecties een betere oplossing.

3. Reflectoren

In een kerk, concertzaal, raadzaal of collegezaal is het doel niet om geluid te dempen, je moet een akoestiek creëren die de muziek of spraak vanaf het podium ondersteund. Bij een teveel aan absorptie sterft het geluid weg en wordt een zaal ervaren als kil, dood en verliest het brongeluid body en definitie. Voor zalen (zelfs voor grote kantoortuinen) is het beheersen en sturen van reflecties noodzakelijk.

Als je de richting van geluid wil beïnvloeden kies je voor een reflector. Als je een specifieke enkele reflectie wil sturen kan dat met een reflecterende plaat (bv. glas, hout of metaal) die in een bepaalde richting is georiënteerd. Een bekend voorbeeld is de schelp, een halve reflecterende koepel die gebruikt wordt om de energie van de instrumenten op het podium richting publiek te stuwen.

4. Diffusoren

Dit is een speciaal type reflector dat de invallende geluidsgolf opbreekt in een veelvoud kleinere reflecties die elk een andere kant op worden gestuurd. Op deze manier voorkomt met hinderlijke reflecties en smeert de geluidsenergie uit over de ruimte. Deze galm wordt vaak als natuurlijk en levendig ervaren. Kort gezegd: diffusoren helpen de ruimtelijkheid van een zaal behouden terwijl hinderlijke reflecties (zoals echo’s) worden voorkomen.

Diffusoren worden vaak gebruikt in professionele opnamestudio’s en mixageruimtes, kerken en concertzalen, maar zijn ook goed toe te passen in kantoortuinen, raadszalen en collegezalen. Bij het ontwerpen van een akoestisch geoptimaliseerde ruimte voor muziek zijn diffusoren in mijn ogen onmisbaar.

Voorbeeld diffusoren, bekijk op productpagina.

Technische verdieping

Diffusoren breken het geluid op door faseverschillen te creëren in de reflectie van een geluidsgolf. Een faseverschil bereik je door de timing waarop verschillende delen van de golf terugkomt te differentiëren. Bijvoorbeeld door een wand te bouwen met een reliëf erin. De breedte en de diepte van dit reliëf bepalen welke frequenties worden beïnvloed door de wand. Hierdoor smeert het geluid uit tot allemaal kleinere reflecties die op verschillende momenten terug de ruimte in kaatsen. Een bekende pionier op dit gebied was Dr. Manfred Schroeder. Om de relatieve verschillen in dieptes voor diffusoren rekenkundig te bepalen maakte hij gebruik van sequenties die ‘pseudo willekeurig’ zijn. Dit wil zeggen dat je een opeenvolging van timingsverschillen uitrekent die zorgen voor een gelijke verdeling van de reflectie over een groter oppervlak. Om een wand van 10 meter diffuus uit voeren is het eigenlijk noodzakelijk om een sequentie te gebruiken die voor de gehele 10 meter differentieert. En die dus op maat te bouwen. Want wanneer je 10 gelijke diffusoren achter elkaar hangt van 1 meter breedte krijg je 10x hetzelfde patroon waardoor de diffusie afneemt tot een eenvoudigere verstrooiing. Alhoewel er puristen zullen zijn die perfecte diffusie nastreven, blijkt het opbreken van een hinderlijke reflectie in een x-aantal kleinere reflecties middels verstrooiing al voldoende. Zolang de juiste frequenties maar beïnvloed worden door de verschillen in timing.

5. Hybride

Naast deze vier wat ‘puurdere uitvoeringen’ zijn er nog tal van hybriden. Dit zijn panelen die verschillende functies combineren. Zoals panelen die gedeeltelijk absorberen en gedeeltelijk reflecteren. Bijvoorbeeld door laagfrequent geluid te dempen en het hoogfrequent geluid te behouden. Of door deels te absorberen en deels te diffuseren, zoals in een Helmholtz resonator gebeurt. De ontwikkelingen op gebied van materialisatie maken de laatste jaren een vogelvlucht, mede door de ontwikkeling en synthese van duurzame en hernieuwbare materialen. Ook worden steeds vaker elektro-akoestische technieken gecombineerd om bouwkundige akoestiek aan te vullen. Een systeem wat je waarschijnlijk wel kent, is een koptelefoon met noise-cancelation. Er zijn al systemen die real-time reflecties en galm toevoegen middels microfoons en luidsprekers. Zo beleef je de akoestiek van een kerk in een poptheater. Hoe cool is dat?