Hyvä akustiikka luodaan kuuntelemalla, mittaamalla ja mallintamalla

Monet arvokkaat kulttuurirakennuksemme on rakennettu 1980-luvulla ja ne ovat väistämättä peruskorjausiässä. Ne ovat teknisesti elinkaarensa loppuvaiheessa, ja etenkin esitystekniikka on vanhentunut. Me olemme olleet mukana suunnittelemassa useiden merkittävien kulttuurirakennusten peruskorjauksia sekä niiden akustiikkaa ja audiovisuaalista esitystekniikkaa.

Vastaamme tällä hetkellä muun muassa Tampereen teatterin peruskorjauksen akustiikkasuunnittelusta, Jyväskylän teatteritalon peruskorjaushankkeissa av- ja esitystekniikan suunnittelusta ja Iisalmen kulttuurikeskuksen peruskorjaushankkeissa akustiikka-, av- ja esitystekniikan suunnittelusta. Olemme olleet mukana myös mm. jo valmistuneissa Oulun Pohjankartanon salin, Joensuun konservatorion sekä Kuopion musiikkikeskuksen talotekniikkakorjauksen akustiikkasuunnittelussa.

Rakennusten hyvät ääniolosuhteet eli akustiikka on kokonaisuus, joka muodostuu ääneneristyksestä, huoneakustiikasta, meluntorjunnasta ja tärinäneristyksestä. Akustiikkasuunnittelun tarkoituksena on saada aikaan rakennuksen käyttötarkoitusta vastaavat ääniolosuhteet. Tilan akustiikalta esimerkiksi akustisen musiikin esittäminen vaatii sopivaa sointia, kun taas sähköisesti toistettu musiikki edellyttää tilalta vaimeampaa akustiikkaa. Jos kumpaakin tehdään samassa tilassa, akustiikan pitää olla muunneltava. Tämän mahdollistaa sekä mekaaninen muuntelu että sähköinen keinoakustiikka.

Esitystekniikan suunnittelu tehdään tietomallien avulla, jolloin kaikki eri suunnitelmat saadaan yhteensovitetuksi, sillä esitystekniikan järjestelmät liittyvät rakennusten muihin teknisiin järjestelmiin. Akustiikkasuunnittelua ajatellen olemme A-Insinööreillä kehittäneet kustannusviisaaseen suunnitteluun kaksi uutta menetelmää: parametrisen mallintamisen sekä digitaalisen akustiikkalaboratorion. Molempia mallintamismenetelmiä käytetään mm. korjauskohteiden akustiikan laadun parantamisessa sekä puurakennusten akustiikan suunnittelussa päivittäin.

Akustiikkasuunnittelija tutkii, sovittaa ja ratkaisee

Meillä A-Insinööreissä on pitkäaikainen kokemus esiintymistilojen suunnittelusta ja Suomen suurimman akustiikkasuunnittelun osaamiskeskittymän resurssit. Akustiikka- ja esitystekniikan suunnittelun alkuvaiheessa selvitämme, mitkä tilojen käyttötarkoitukset määrittävät tarvittavia ääniolosuhteita. Eri osapuolilla on erilaisia tavoitteita, ja akustiikkasuunnittelijoidemme tehtävä on muuntaa tavoitteet teknisiksi mittaluvuiksi ja suunnitteluratkaisuiksi. Me laadimme myös detaljitasoiset suunnitelmat, joiden mukaan ratkaisut voidaan työmaalla toteuttaa.

Uudisrakennuksissa akustiikkasuunnittelija määrittelee yhdessä arkkitehdin kanssa tilalle sopivan muodon, mittasuhteet ja tilavuuden, joiden tulee jo hankkeen alkuvaiheessa olla oikein. Myöhemmin väärin valittuja mittasuhteita ja tilavuutta on vaikeaa, ellei jopa mahdotonta korjata. Akustiikkasuunnittelijamme määrittelee lisäksi ääntä heijastavat, sirottavat ja vaimentavat pinnat sekä tarvittavat akustiikan muunteluratkaisut.

Akustiikkasuunnittelija suunnittelee tilojen väliset ääneneristävyydet ja niihin vaikuttavat rakennetyypit ja monet detaljit, kuten rakennusosien liitokset, talotekniikan läpiviennit ja ilmanvaihtokanavien ääneneristävyydet. Akustiikkasuunnittelija myös tarkistaa talotekniikan eri tiloihin tuottamat äänitasot.

Vanhojen rakennusten korjaamisessa kaikki uusi tekniikka tulee sovittaa vanhoihin rakenteisiin, eikä tilaa tule lisää. Tämä tuo myös akustiikkasuunnitteluun omat haasteensa: kun esimerkiksi ilmanvaihtoa uusitaan, täytyy akustiikkasuunnitellussa huomioida uudet iv-kanavat ja muut äänen kulkureitit, kuten läpiviennit. Myös audiovisuaalinen tekniikka vaatii teknisiä tiloja, joita ei vanhoissa rakennuksissa ole. Vanhojen rakennusten peruskorjausten suunnittelussa tärkeää on myös akustiikkasuunnittelijan omat kokemukset tilojen akustiikasta, eli kuuntelu paikan päällä.

Sopiva kaiunta luo musiikille eloisan soinnin

Akustisen musiikin esitystilanteessa kuulijan kannalta tärkeitä äänen ominaisuuksia ovat aika, suunta ja voimakkuus. Aikaan liittyy pisimpään äänen käyttäytymistä tilassa kuvaamaan käytetty mittaluku, jälkikaiunta-aika. Se kertoo, kuinka kauan kuluu äänen vaimenemiseen, kun äänilähde äkkiä lopettaa toimintansa.

Sopiva kaiunta luo musiikille eloisan soinnin, kun taas täysin kaiuttomassa tilassa soinnista tulee lattea. Jälkikaiunta-aikaan vaikuttavat tilavuus ja ääntä vaimentavat pinnat. Musiikkitilassa ääntä vaimentavana pintana ovat yleensä vain katsomo ja yleisö. Jotta tilaan saadaan syntymään riittävä kaiunta, voidaan katsomon paikkamäärän perusteella määritellä sopiva tilavuus.

Aikaan liittyy monia muitakin kuulijan kokemukseen vaikuttavia tekijöitä. Musiikkiin voidaan säveltää nopeita juoksutuksia ja kuviointeja, jotka kuulijan tulisi kuulla sellaisina kuin säveltäjä on ne ajatellut. Tämä on mahdollista silloin, kun katsomoon saadaan riittävästi varhaista äänienergiaa.

Aikaan liittyy myös kaiku, joka tarkoittaa saman äänen kuulemista kahdesti tai useamman kerran, jolloin puhutaan tärykaiusta. Tällöin ääni havaitaan kuuntelupisteeseen muuten saapuneeseen ääneen nähden myöhään. Kaiku voi olla kuulijan kannalta häiritsevä myös siksi, että se kuuluu erikoisesta suunnasta. Kaikuilmiöt eivät ole toivottavia ja niiden välttäminen on yksi osa esiintymistilan akustiikkasuunnittelusta.

Kuulijan saaman kuulokuvan kannalta äänen suunnalla on muutenkin merkitystä. Kun riittävä määrä äänienergiasta saapuu sivusuunnasta, kuulija kokee olevansa musiikin ympäröimänä. Esiintymistilan tilavuus, vaimentavat pinnat ja tilan muoto vaikuttavat siihen, kuinka voimakas ääni kuuntelupisteessä on.

Esiintymistilojen, kuten teattereiden ja kulttuurilaitosten hyvin suunniteltu akustiikka ja nykytekniikka mahdollistaa katsojille ja kuulijoille parhaimmillaan moniaistillisen elämyksen. 

Lue lisää digitaalisesta akustiikan laboratoriosta: Digitaalinen akustiikkalaboratorio säästää aikaa ja rahaa akustiikkasuunnittelussa

Kirjoittaja, tekniikan tohtori Mikko Kylliäinen on A-Insinöörien akustiikka- ja av-suunnittelun liiketoimintajohtaja, joka toimii myös tutkijatohtorina ja opettajana Tampereen yliopistossa. Hän harrastaa monipuolisesti kulttuurin eri osa-alueita, kuten teatteria, klassista musiikkia, vanhaa musiikkia, kirjallisuutta ja kuvataiteita. Museoissa ja kirjastoissa hän on vakiovieras. Hän on myös kirjoittanut useita tietokirjoja sekä omalta ammattialaltaan että historiasta, kuten polkupyörän ja pyöräilyn historiasta Suomessa. Yksi hänen harrastuksistaan, filatelia, yhdistää historian, kirjoittamisen ja kuvataiteen, ovathan postimerkit grafiikanlehtiä pienoiskoossa.

Etsitkö sopivaa kaiuntaa tai vaimennusta? Ota yhteyttä akustiikkasuunnittelijoihimme!