Robin Hofwander har hittat ett rum för musik på Södermalm i Stockholm. Det är elva kvadratmeter stort till ytan och inte helt rektangulärt. En vägg är solid och de tre resterande utgörs av gipsskivor och isolering. Taket består av ett rutmönster av betongbalkar med fördjupningar emellan. Varje fördjupning är knappt 20 centimeter och ungefär en kvadratmeter stor. Detta innebär att takhöjden varierar mellan 2,2 och 2,4 meter. Golvet är ett enkelt undergolv av trä med en heltäckningsmatta ovanpå. Rummet är tänkt att främst användas till mjukvarubaserad musikproduktion och enstaka akustiska inspelningar.

Det rum Robin satt i tidigare var betydligt mindre och helt obehandlat. Akustiken var långt ifrån optimal med lång efterklang och ojämn frekvensgång. Rummet var dessutom dåligt planerat – det var till exempel inte möjligt att placera lyssningspositionen centrerat längs en av väggarna – och de tidiga reflektionerna gav en skev stereobild. I och med lokalbytet önskar Robin göra något åt de vanliga akustikproblem som brukar uppstå. I ett rektangulärt rum går det att beräkna rummets förväntade stående vågor om man vet dimensionerna. För att få riktig koll behöver man dock göra akustikmätningar på plats för att veta hur man ska behandla rummet. Teoretiska beräkningar underlättar analysen eftersom man får ett hum om möjliga problemfrekvenser och vilka ytor de kan tänkas reflektera mot. Ett oregelbundet rum som det här blir däremot för komplicerat att räkna på. Istället går vi rakt på mätningarna.

Förberedelser
När vi besöker lokalen för första gången är det ännu inte bestämt hur rummet ska möbleras – det ökar möjligheterna att optimera akustiken. Placering av bord, högtalare och lyssningsposition påverkar givetvis upplevelsen och arbetsflödet, men det påverkar också akustiken. Efter att ha känt in rummet beslutar vi oss för att mäta frekvensrespons och utklingningstid vid två möjliga lyssningspositioner.

Vi placerar Robins huvudlyssning, ett par aktiva monitorer från Event, på ett skrivbord med absorberande/vibrationsdämpande skumplast som underlag och en mätmikrofon på en av de tänkta lyssningspositionerna.

Mätningen går till så att programmet spelar upp en svepande sinuston, från 20 hertz upp till 20 kilohertz, genom först den ena och sedan den andra högtalaren. För att minimera mätfelen styr vi ut signalen så starkt det går utan att högtalare eller slutsteg distar. Dessutom gör vi upprepade mätningar för att förbättra förhållandet mellan mätsignal och brusgolv. Mätningen upprepas sedan på den andra tänkta lyssningspositionen.

Resultaten ger inte något entydigt svar, det vill säga ingen av positionerna ger klart bättre förhållanden vad gäller frekvensrespons eller utklingningstider. Vi bestämmer oss för att placera lyssningspositionen så att sidoväggarna blir symmetriska och där det finns möjlighet att titta ut genom fönstret.

Analys
Mätresultaten visar på följande problem: det obehandlade rummet har en ojämn frekvensgång i framförallt det lägre registret och en lång och ojämn utklingningstid över frekvensspektrumet.

Det här är inget ovanligt i obehandlade rum av den här storleken. Det är dock intressant att vi ser en längre utklingningstid i frekvensområdet mellan 100 till 800 hertz än i området under 100 hertz. Rumsklangen behöver alltså inte bara dämpas i det lägsta registret utan över hela frekvensspektrumet. Siktet är inställt på att hamna någonstans mellan 150 och 300 millisekunder, istället för nuvarande dryga sekunden.

Den ojämna frekvensgången mellan 40 och 200 hertz är troligtvis ett resultat av rummets stående vågor. Det går delvis att åtgärda med hjälp av absorberande material som skumplast, glas- eller stenull. Men för att tämja frekvensresponsen i det lägsta registret rekommenderas helmholtzresonatorer, stämda till rätt frekvens och placerade på rätt plats i rummet. Ett uppdrag vi förhoppningsvis får möjlighet att återkomma till.

Robin har förberett akustikbehandlingen genom att införskaffa 90 millimeter tjocka isoleringsskivor av glasull. Tyvärr saknas information om materialets absorberande egenskaper. Vi diskuterar möjligheten att utnyttja fördjupningarna i taket och kommer fram till att isoleringsskivorna kommer att passa bra där. Robin har redan en idé om hur han ska fästa skivorna i taket.

Utöver detta kommer vi att placera fyra tum tjocka Auralex Studiofoam Wedge på väggen bakom högtalarna och på sidorna om lyssningspositionen. Tillsammans med glasullsskivorna som är monterade ovanför lyssningspositionen kommer de att dämpa de tidiga reflektionerna från väggar och tak och hjälpa till att korta rummets utklingningstid.

Dessutom kommer vi att använda Auralex LENRD-absorbenter, som fördelas jämnt längs de vinklar där vägg möter vägg eller tak. De absorberar över ett större frekvensspektrum än Studiofoam Wedge och bidrar främst till att korta ned utklingningstiden, men ger förhoppningsvis även en rakare frekvensrespons.

Avståndet från högtalare till bakre vägg och tillbaka till lyssningsposition är mellan drygt tre och en halv till sex meter. Det innebär ett tillräckligt stort tidsspann för att vi ska vara hjälpta av diffusorer som sprider reflektioner åt olika håll. Spridningen underlättar för öronen och hjärnan att skilja mellan direktljud och reflektioner, vilket ger en klarare och mer transparent ljudupplevelse.
Vi använder Auralex T’Fusor, vars verkningsområde går ned till ungefär 500 hertz. Genom att fylla håligheten på baksidan med stuvbitar av glasullen får T’Fusor samtidigt absorberande egenskaper i det lägre mellanregistret.

Utförande
När akustikakuten återvänder en vecka senare för att sätta bitarna på plats har Robin precis slutfört monteringen av isoleringsskivorna i taket. Skivorna sitter på plats med hjälp av vajer som fästs i taket och är klädda i flamsäker textil. Nyfikna på effekten gör vi nya akustikmätningar med mikrofonen placerad vid lyssningsposition. Förutom i det allra lägsta registret, från 60 hertz och nedåt, har utklingningstiden dämpats markant. Den är nu kortare och helt klart mer jämnt fördelad än tidigare.

Vi tar itu med resten av behandlingen. Studiofoam och LENRD fästs på väggar med hjälp av monteringslimmet PL600. T’Fusor fylls med glasull och häftas upp på den bakre väggen med häftpistol. Sedan är det dags för mätning igen.

Jämfört med mätningen halvvägs genom akustikbehandlingen har utklingningstiden minskat ytterligare. T20, ett mått på hur lång tid det tar för efterklangen att minska 20 decibel jämfört med den ursprungliga impulsen, ligger någonstans mellan 150 och 300 millisekunder över större delen av frekvensspektrumet.

Det finns en mätbar skillnad så långt ned som till 70 hertz. Frekvensresponsen har förbättrats jämfört med före akustikbehandlingen. Topparna kring 200 hertz och nedåt har dämpats med uppemot fem decibel och är även de jämnare än tidigare.

Vill Robin gå till botten med rummets lägre register bör han arbeta vidare med helmholtzresonatorer. Ytterligare porösa absorbenter i det här rummet kommer leda till att akustiken blir för torr.

Resultatet
Men just nu är det viktigaste och mest intressanta vad han själv upplever för skillnad jämfört med tidigare. Robin återkommer till oss några dagar efter slutfört arbete och berättar:
– Jag tvivlade på att det verkligen skulle gå att få styr på den badrumslika känslan som fanns i rummet innan. Det lät verkligen inget vidare. Effekten av behandlingen var otrolig. För första gången känner jag att jag kan lita på det jag hör när jag mixar. Jag trodde ärligt talat inte att mitt rum kunde låta så som det gör nu.

Gör dina egna mätningar
Du kan enkelt göra egna akustikmätningar i din lokal eller musikrum. Det som behövs är en lämplig mikrofon, ett ljudkort, en dator och ett mätprogram. Ju rakare frekvensgång systemet har desto noggrannare mätningar kan du utföra.

Mikrofonen är vanligtvis den svagaste länken. Optimalt är att använda en rundtagande mätmikrofon. Det finns modeller från knappa tusenlappen och uppåt. Saknas mätmikrofon kan man använda en vanlig kondensatormikrofon med så rak frekvensgång som möjligt. Går det att välja upptagningsområde, välj helst rundtagande eller njure.

Det finns flera olika mätprogram. Ett av de mest spridda är Room EQ Wizard som går att ladda ned gratis från hometheatershack.com/roomeq om man registrerar sig på forumet Home Theater Shack. Där hittar du även mer information om programmets funktioner och hur du ska tolka resultaten. Programmet finns för Windows, Mac OS X och Linux.

Akustikrelaterade begrepp

  • Absorptionsvärde - Ett materials förmåga att omvandla ljudvågor till annan form av energi.
  • Akustik - Läran om ljud. Den som arbetar med akustik på ett vetenskapligt sätt kallas akustiker.
  • Diffusion - När ljudvågor splittras och sprids i olika riktningar. Ju större spridning och ju mer slumpmässigt den uppträder, desto lättare för örat blir det att skilja reflektioner från direktljudet.
  • Stående våg - Korsande vågrörelser som ger upphov till förstärkningar och utsläcknin-gar vid en viss frekvens.
  • Efterklang - Den delen av ljudet som fortsätter klinga efter det att responsen/ljudkällan upphört.
  • Fluttereko - En effekt som uppstår när ljudvågor reflekteras upprepade gånger mot parallella ytor. Det låter som om ljudet studsar.
  • Helmholtzresonator — En absorberande konstruktion där man utnyttjar att varje hålrum har en resonansfrekvens. Luftpelaren inuti håligheten fungerar som en dämpande fjäder på ljudvågor som kommer utifrån.
  • Kamfiltereffekt - Ett fenomen som uppstår när två eller flera identiska ljud med liten fördröjning sinsemellan möts i en punkt. Effekten blir att vissa frekvenser dämpas kraftigt eller släcks ut.
  • RT60 - Den tid det tar för efterklangen att bli 60 decibel svagare än direktljudet.
  • Sinussvep - Vanlig mätmetod där en sinuston sveper genom frekvensspektrumet.

Så förbättrade vi akustiken

Planering, mätning och analys hjälper dig att lyckas med akustikbehandlingen. Fel material på fel plats ger i bästa fall ett positivt resultat – i värsta fall en försämring av akustiken.

Robin hade inte bestämt placeringen av utrustningen i rummet. Vi genomförde därför mätningar på två alternativa platser.

Ta kontroll över de lägre frekvenserna

I princip alla obehandlade rum har stående vågor i de lägre frekvenserna. De tar sig uttryck i toppar och dalar i frekvensresponsen. Du kan kontrollera hur det står till med ditt rum genom att långsamt svepa en sinuston genom frekvensområdet 20 till 300 hertz. Placera dig i lyssningsposition och anteckna de frekvenser som förstärks eller dämpas allra tydligast.

Du kan också få en god överblick genom att spela upp rosa brus i högtalarna och samtidigt spela in det med en mikrofon med hyfsat rak frekvensgång vid lyssningsposition. Spela sedan upp materialet genom en spektrumanalysator. Den krokiga kurva du ser i det lägre registret är resultatet av rummets akustik.

För att åtgärda problemfrekvenser behöver du veta hur och varför de uppstår. Ljudvågor reflekteras mot solida ytor som väggar, golv och tak. Vid våglängder (varje frekvens har en given längd på ljudvågen) jämnt delbara med avståndet mellan de reflekterande ytorna påverkas frekvensresponsen genom att vågorna släcks ut eller förstärks när de studsar tillbaka. Ett annat fenomen som påverkar frekvensresponsen i det lägre registret är vad som på engelska kallas sbi eller sbir, Speaker Boundary Interference Response. De flesta högtalare, och även mikrofoner, går mot rundtagande karaktär i det lägre registret. Det ljud som högtalaren genererar i det lägre registret spelar alltså ungefär lika starkt åt alla håll. När reflektionen från en vägg åter möter direktljudet från högtalaren förstärks eller blockeras vissa frekvenser.

Du kan få indikationer på vad som är vad genom att röra dig runt i rummet samtidigt som du spelar upp en problemfrekvens. Skiftar nivåerna markant beroende på var i rummet du befinner dig indikerar det att orsaken är interferens mellan reflekterande ytor. Är förhållandena ungefär desamma var du än befinner dig i rummet kan man misstänka interferens mellan högtalare och reflekterande yta, så kallad sbir.

Du finner mer information om stående vågor, sbir med mera på:
www.gikacoustics.com/education.html
www.ethanwiner.com/acoustics.html
wiki.kontrollrummet.com/Akustikbehandling

Akustikmaterial som användes

  • 90 millimeter tjocka isoleringsskivor av glasull
  • Auralex Studiofoam Wedge (fyra tums tjocklek)
  • Auralex LENRD-absorbenter
  • Auralex T’Fusor

Så mycket förbättrades de akustiska egenskaperna

Diagrammet visar hur lång tid det tar för en ljudimpuls att dämpas 20 decibel. De tre staplarna återger värdena för ingen dämpning, absorbenter i taket samt med allt akustikmaterial på plats.