Âm học kiến trúc là mối quan hệ giữa âm thanh được tạo ra trong một không gian và người nghe. Hiểu rõ những vấn đề then chốt trong âm học kiến trúc, hệ thống âm thanh sẽ càng hoàn thiện, tạo trải nghiệm tốt cho người nghe.
Âm học (acoustics) là một nhánh của vật lý học, nghiên cứu về sự lan truyền của sóng âm thanh trong các loại môi trường và sự tác động qua lại của âm thanh với vật chất, liên quan đến việc sản xuất, kiểm soát, truyền, tiếp nhận và hiệu ứng của âm thanh. Thuật ngữ này có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp ἀκουστικός (akoustikos), có nghĩa là “đã nghe”.
Âm học kiến trúc là ngành khoa học và kỹ thuật nghiên cứu cách thiết kế, xây dựng công trình để tối ưu hóa chất lượng âm thanh, đảm bảo sự thoải mái về tiếng ồn và sự rõ ràng trong nghe hiểu, tập trung vào việc điều khiển sự lan truyền, phản xạ và hấp thụ âm thanh trong không gian xây dựng thông qua việc lựa chọn vật liệu, hình dáng không gian và bố trí nội thất để đạt được môi trường âm thanh mong muốn.
Âm học kiến trúc nghiên cứu mối quan hệ giữa âm thanh được tạo ra trong một không gian và người nghe, mối quan tâm đặc biệt trong thiết kế phòng hòa nhạc và thính phòng. Thiết kế âm thanh tốt sẽ tính đến các vấn đề như thời gian âm vang, hấp thụ âm thanh của vật liệu cũng như tiếng vang, tiếng ồn bên ngoài,… Những thay đổi về kiến trúc có thể là yếu tố giúp cải thiện đáng kể chất lượng âm thanh. Ngành âm học kiến trúc (architectural acoustics) do nhà vật lý người Mỹ Wallace Clement Sabine (1868 - 1919) sáng lập.
Mặc dù âm học kiến trúc đã là một phần không thể thiếu trong thiết kế các công trình cách đây ít nhất 2.000 năm, song vấn đề này chỉ được đặt trên cơ sở khoa học vững chắc vào đầu thế kỷ 20 bởi Wallace Clement Sabine. Đại lượng quan trọng nhất trong việc xác định mức độ phù hợp về âm thanh của một căn phòng cho mục đích sử dụng là thời gian âm vang (reverberation time).
Âm thanh được tạo ra trong phòng sẽ liên tục dội lại các bề mặt phản xạ như sàn nhà, tường, trần nhà, cửa sổ hoặc bàn trong khi dần dần mất năng lượng. Khi những phản xạ này trộn lẫn với nhau, hiện tượng được gọi là âm vang được tạo ra. Do đó, âm vang là một tập hợp của nhiều phản xạ âm thanh. RT60 (thời gian âm vang) là thời gian cần thiết để âm thanh vang giảm đi 60 decibel sau khi âm thanh trực tiếp dừng lại. Thời gian âm vang của khán phòng có liên quan đến thể tích của khán phòng và khả năng của tường, trần, sàn cũng như nội dung của căn phòng hấp thụ âm thanh.
Phép đo thời gian âm vang được xác định trong tiêu chuẩn ISO 3382-1 cho không gian biểu diễn, tiêu chuẩn ISO 3382-2 cho phòng thông thường và tiêu chuẩn ASTM E2235.
Các giá trị thời gian khác nhau ở các vị trí khác nhau trong phòng. Do đó, giá trị trung bình thường được thực hiện trên toàn bộ không gian được đo. Một căn phòng có chỉ số RT60 lớn sẽ ảnh hưởng đến khả năng nghe hiểu của khán thính giả.
Hiện nay, có rất nhiều thiết bị và phần mềm để giúp việc đo RT60 chính xác, trong đó đơn giản nhất là sử dụng tiếng vỗ tay để đo RT60. Đứng trong một căn phòng rộng lớn và vỗ tay là cách nhanh nhất để xác định âm vang, nhưng đó chỉ là một phương pháp nhanh chóng và tạm thời, không được khuyến khích sử dụng, bởi hai nguyên nhân sau:
Mặc dù không có giá trị RT60 chính xác nào có thể được gọi là lý tưởng, nhưng có một loạt các giá trị được coi là phù hợp cho từng ứng dụng, mục đích, có thể thay đổi theo kích thước của căn phòng, nhưng giá trị trung bình có thể được tính toán và biểu thị bằng các đường trên biểu đồ.
Nhu cầu nghe rõ và hiểu lời nói đòi hỏi các phòng, hội trường, giáo đường nhà thờ phải có thời gian âm vang ngắn hợp lý. Để giảm thời gian âm vang, cần phải có một sự tính toán và thiết kế của các kỹ sư ngay từ đầu, chẳng hạn như tính toán về các khối kiến trúc, vật liệu sử dụng trong căn phòng.
Âm học nghiên cứu cách sóng âm thanh tương tác với không gian xung quanh chúng. Khi một thứ gì đó phát ra âm thanh, cho dù đó là giọng nói của bạn hay từ thiết bị loa, sóng âm thanh sẽ được phát ra bên ngoài. Sóng âm tiếp xúc với nhiều bề mặt khác nhau, từ tường, trần nhà đến bàn. Cách sóng tương tác với các bề mặt đó phụ thuộc vào bản chất của bề mặt. Đôi khi sóng âm thanh sẽ dội lại, trong khi những lúc khác thì sẽ bị hấp thụ.
Khi âm thanh tác động đến hầu hết các vật thể thì ít nhất một số âm thanh sẽ phản xạ lại. Âm thanh hoạt động rất giống ánh sáng về mặt này: góc tới bằng góc phản xạ.
Một bề mặt rộng, phẳng và nhẵn giống như một tấm gương đối với âm thanh. Hầu hết các vật liệu sẽ hấp thụ một số lượng âm thanh. Bất kỳ âm thanh nào không được phản xạ đã được hấp thụ theo một cách nào đó, có thể đã được chuyển đổi thành nhiệt hoặc một số dạng năng lượng khác, hoặc có thể vừa đi qua vật liệu. Sự hấp thụ phụ thuộc rất nhiều vào tần số. Do đó, đối với một vật liệu nhất định, sự cân bằng giữa lượng âm thanh bị hấp thụ và phản xạ thường sẽ thay đổi khá nhiều từ tần số thấp đến tần số cao.
Khi bề mặt phản xạ không phẳng và nhẵn, âm thanh có thể phản xạ theo nhiều hướng cùng một lúc. Bề mặt không bằng phẳng cung cấp một số bề mặt nhỏ hơn có các góc tới khác nhau, dẫn đến các góc phản xạ khác nhau. Các bề mặt khuếch tán thường được sử dụng trong âm học kiến trúc để loại bỏ hoặc giảm bớt sự hiện diện của tiếng vang gây mất tập trung.
Nhiễu xạ là sự uốn cong của sóng âm xung quanh các vật thể. Hiện tượng này xảy ra khi bước sóng của sóng âm thanh vượt quá kích thước lớn nhất của vật thể. Thay vì phản xạ, một số âm thanh tìm đường xung quanh đối tượng. Âm có tần số càng thấp thì càng dễ bị nhiễu xạ.
Khúc xạ là sự uốn cong của sóng âm thanh khi gặp phải sự thay đổi về tốc độ âm thanh. Điều này có thể là do di chuyển từ không khí sang một số môi trường khác như nước, hoặc có thể xảy ra hoàn toàn trong không khí khi tốc độ âm thanh thay đổi nếu nhiệt độ không khí thay đổi.
Âm học kiến trúc là vấn đề cần quan tâm khi lắp đặt hệ thống âm thanh nhà thờ. Hầu hết các nhà thờ đều có kiến trúc phức tạp, nếu không tính toán về âm học ngay từ đầu thì sẽ ảnh hưởng rất lớn đến phụng vụ. Một ngôi thánh đường khang trang với một dàn âm thanh hiện đại, nhưng tiếng hát của ca đoàn và lời giảng của linh mục lại bị ảnh hưởng bởi kết cấu kiến trúc, chất lượng bị giảm đi, đó là điều rất đáng tiếc. Với kinh nghiệm thực hiện vô số dự án lắp đặt âm thanh nhà thờ, Việt Thương Music luôn có sẵn biện pháp để giải quyết và khắc phục mọi sự cố âm thanh trong thánh lễ, vun đắp đời sống đức tin cho các giáo xứ tại quê hương.
Tư vấn - Thiết kế - Lắp đặt hệ thống âm thanh nhà thờ / nhà nguyện, xin vui lòng liên hệ: Phòng Dự án | Hotline: 0919.998.268.
