Huone sopivaksi kotiteatterikäyttöön - MikroPC
Huone sopivaksi kotiteatterikäyttöön - MikroPC
Huone sopivaksi kotiteatterikäyttöön - MikroPC
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Kotiteatteri<br />
Janne Tervola<br />
”Pyrimme puuttumaan huoneakustiikan ongelmiin jo huoneen<br />
suunnitteluvaiheessa.Ongelmia voi korjata taajuuskorjaimellakin,<br />
mutta silloin puututaan seuraukseen, ei ongelman aiheuttajaan.”<br />
KOTITEATTERIN RAKENTAMINEN 1/4<br />
Tässä ensimmäisessä osassa huonetta muokataan pintaremontin yhteydessä soveltumaan<br />
paremmin kotiteatteriksi. Osassa 2 keskitymme kaiuttimen valintaan ja asennukseen<br />
sekä teemme ensimmäiset mittaukset. Kolmannessa osassa teemme lisäakustoinnit<br />
ja rakennamme mahdollisen resonaattorin. Viimeisessä osassa keskitymme tilan muihin<br />
varusteisiin: av-laitteisiin ja valkokankaan valmistamiseen<br />
<strong>Huone</strong> <strong>sopivaksi</strong><br />
kotiteatterikäyttöön<br />
Omakotitalon huoneremontin yhteydessä heräsi ajatus, josko yhdestä huoneesta<br />
saisi yhdistetyn työhuoneen ja kotiteatterin. Akustoimme kevyesti<br />
huonetta ja säilytimme samalla sen soveltuvuuden työkäyttöön.<br />
TEKSTI: JANNE TERVOLA | KUVAT: JANNE TERVOLA, KIMMO EIRANEN<br />
Harvoin on mahdollista<br />
pyhittää kokonainen<br />
huone pelkäksi<br />
kotiteatteriksi tai<br />
kuuntelutilaksi. Tämän<br />
projektin tapauksessa<br />
pääsemme melkein ideaalitilanteeseen.<br />
Kotiteatteritilaa on jakamassa ainoastaan<br />
huoneen takaosan pieni työtila.<br />
Kohde on 1960-luvulla rakennettu<br />
betoniharkoista valmistettu omakotitalo,<br />
jossa vuokralaisten poistuttua jäi yksi<br />
huone ilman järkevää käyttöä.<br />
Tähän saakka kotiteatterin virkaa olivat<br />
hoitaneet olohuoneen 56-tuumainen<br />
televisio ja vanhat Radiotehnika-kaiuttimet.<br />
Nyt talon omistaja päätti panostaa<br />
huoneeseen enemmän. <strong>Huone</strong>eseen on<br />
tarkoitus asentaa 5.1-kanavainen kaiutinjärjestelmä<br />
ja kuvaa katsotaan pelkästään<br />
valkokankaalta.<br />
Pintaremontin yhteydessä huonetta<br />
muokataan käyttötarkoitukseen paremmin<br />
<strong>sopivaksi</strong>.<br />
Äänentoistoon vaikuttavat eniten<br />
kuunteluun käytettävä huone ja kaiuttimet.<br />
Suuri osa kuuntelijan korvaan tulevasta<br />
äänestä on eri puolelta huonetta<br />
tulevia heijastuksia. Äänimaailmaan<br />
vaikuttavat huoneen rakennusmateriaalit<br />
sekä kaiuttimien ja kuuntelijan paikka.<br />
Tasapainoisen soinnin kannalta oleellista<br />
on huoneen kyky vaimentaa ääntä<br />
tasaisesti kaikilla taajuuksilla. Tasapainoisen<br />
soinnin lisäksi on keskityttävä<br />
äänen tilavaikutelmaan. Kaiuttimien<br />
symmetrinen sijoittelu ja niiden lähellä<br />
olevien heijastavien pintojen akustointi<br />
ovat avainasemassa stereokuvan syntymisessä.<br />
Eri tavoin ääntä heijastavat seinät<br />
tekevät stereokuvasta epätasaisen. Stereokuvaan<br />
ja monikanavaisen äänimaailman<br />
muodostumiseen vaikuttavat eniten<br />
korkeat taajuudet.<br />
Kaikkein eniten korkeita taajuuksia<br />
heijastavat kovat ja sileät pinnat. Esimerkiksi<br />
ikkuna ja parkettilattia toimivat peilin<br />
tavoin, ääni heijastuu niistä voimakkaasti.<br />
Korkeita taajuuksia voi vaimentaa<br />
pehmeillä materiaaleilla kuten ryijyillä ja<br />
matoilla.<br />
Tämän lisäksi voi käyttää akustointiin<br />
tarkoitettuja tuotteita kuten ääntä imeviä<br />
sisustuselementtejä.<br />
Hankalat matalat äänet<br />
Matalien taajuuksien toistoon vaikuttaa<br />
kaiuttimien sijoittelun lisäksi kuunteluhuoneen<br />
rakennusmateriaalit. Betoni, kivi<br />
ja tiili heijastavat voimakkaasti matalia<br />
taajuuksia ja voimistavat seisovien aaltojen<br />
aiheuttamia ongelmia huoneessa.<br />
Mitä lähempänä kaiutin on massiivisia<br />
seiniä ja lattiaa, sitä suurempi on<br />
bassopään korostuminen. Kaiuttimet<br />
joudutaan usein kerrostalohuoneessa<br />
laittamaan tilan puutteen takia lähelle<br />
seiniä ja lisäksi betonielementeistä<br />
rakennettu asunto saa aikaan kumisevan<br />
bassotoiston. <strong>Huone</strong>en jokainen kaiutinta<br />
lähellä oleva pinta vahvistaa bassotoistoa<br />
6 dB. Nurkkaan asetettu kaiutin vahvistaa<br />
matalia taajuuksia teoriassa jopa 18 dB.<br />
<strong>Huone</strong>en seisovien aaltojen eli huonemoodien<br />
syntymistä on mahdollista<br />
arvioida etukäteen huoneen mittojen<br />
44 <strong>MikroPC</strong> 3/2010<br />
WWW.MIKROPC.NET
Tuplakoolaus +<br />
50 mm villaa<br />
250 mm varaus<br />
resonaattoria varten<br />
Valkokangas<br />
<strong>Huone</strong> ennen remonttia kuvattuna perältä<br />
kohti valkokangasseinää. Alkuperäinen<br />
oviaukko näkyy kuvan oikeassa reunassa.<br />
Kotiteatterihuone on yleensä<br />
kompromissi musiikin kuuntelun<br />
ja elokuvien katselun<br />
välillä.<br />
Hylly<br />
Sohva<br />
Kattopalkki<br />
Cd-hylly<br />
Alkuperäisen<br />
oven paikka<br />
Työpöytä<br />
perusteella. Seisova ääniaalto syntyy<br />
sellaisille taajuuksille, joissa aallonpituuden<br />
puolikas on kahden pinnan välimatka.<br />
Matalataajuisimman seisovan aallon lisäksi<br />
syntyy näiden monikertoja.<br />
Kaikista pahin tapaus on kuution muotoinen<br />
huone, jolloin kaikki vastakkaiset pinnat<br />
ovat yhtä etäällä toisistaan. Tällöin kaikki<br />
moodit ovat samalla taajuudella voimistaen<br />
toisiaan.<br />
Kuunteluhuoneen mittojen tulee olla<br />
sellaiset, että mikään mitta ei ole toisen<br />
kerrannainen. Mikäli tilaa on käytössä<br />
ruhtinaallisesti, suosittu ratkaisu on tehdä<br />
vähintään yhdestä seinästä vino.<br />
<strong>Huone</strong>moodien kannalta puurakenteinen<br />
talo on hyvä. Puu värähtelee matalien<br />
taajuuksien mukana ja ”syö” niitä. Samoin<br />
kaikki levyseinät, olivat ne sitten valmistettu<br />
lastu- tai kipsilevystä, toimivat matalia<br />
taajuuksia absorboivina elementteinä.<br />
Resonaattori auttaa<br />
mataliin taajuuksiin<br />
Uusi oven<br />
paikka<br />
<strong>Huone</strong>moodien vaimentaminen on huomattavasti<br />
vaikeampaa kuin keski- ja korkeiden<br />
äänien vaimentaminen. Vaikeimpia huonemoodeja<br />
ovat alle 200 Hz:n taajuudet, joita<br />
voidaan vaimentaa erilaisilla resonaattoriratkaisuilla.<br />
Mikäli huone on myös muussa<br />
asuinkäytössä, ei usein erillisille resonaattoreille<br />
ole tilaa. Yksi vaihtoehto on tehdä<br />
resonaattorit remontin yhteydessä, jolloin<br />
tilaa ei haaskaannu välttämättä yhtä paljoa.<br />
Esimerkkihuoneemme alkuperäiset mitat<br />
ovat 5,2 x 3,8 x 2,6 metriä. Näiden mittojen<br />
aiheuttamat mooditaajuuksien ensimmäiset<br />
kerrat ovat 33, 45 ja 66 hertsiä.<br />
Kun huoneen pituus on 5,2 metriä, sen<br />
matalimman seisovan aallon pituuden puolikas<br />
on sama 5,2 metriä. Koko aallon pituus<br />
on siis 10,4 metriä. Äänen nopeus, 343 m/s,<br />
jaettuna 10,4 metrillä antaa matalimman<br />
seisovan aallon vastakkaisten seinien välillä<br />
WWW.MIKROPC.NET <strong>MikroPC</strong> 3/2010 45
Kotiteatteri<br />
Sivu- ja päätyseinien eristepaksuutta kasvatettiin viidellä sentillä. Nyt lasivillaa on 10 sentin<br />
kerros. Kuvassa näkyy myös valkokangasseinälle tehty 25 sentin varaus resonaattoria varten.<br />
eli 33 hertsiä. Pituuden kolme seuraavaa<br />
monikertaa ovat siis 66 Hz, 132 Hz ja 264 Hz.<br />
Pelkästään huoneen mittojen perusteella<br />
66 Hz:llä kaksi mooditaajuutta (pituuden<br />
toinen ja korkeuden ensimmäinen kerta)<br />
menevät päällekkäin. Kuuntelupaikan ja<br />
kaiuttimien sijainti vaikuttaa kuitenkin<br />
suuresti mooditaajuuksien tapahtumiin.<br />
Korkeussuunnassa 66 Hz:lla onkin minimi<br />
huoneen keskikohdassa eli 1,3 m korkeudella.<br />
Normaali kuuntelukorkeus on hyvin<br />
lähellä tätä. Pituussuunnassa huoneen<br />
keskellä on maksimi samalla taajuudella.<br />
Kuuntelupaikka kannattaa sijoittaa keskipisteen<br />
etu- tai takapuolelle, jolloin ei olla ihan<br />
tuon moodin maksimikohdassa.<br />
Talon sisäseinät on tehty lastulevystä<br />
50 mm koolauksen ja lasivillaeristyksen<br />
päälle. Katossa on myös levytys. <strong>Huone</strong><br />
ei ole perustietojen mukaan pahimmasta<br />
päästä bassotoistoa ajatellen, sillä ainoa<br />
voimakkaasti matalia taajuuksia heijastava<br />
elementti on betonilattia. Ikkunaseinän ja<br />
valkokangasseinän koolauksien takana on<br />
betonitiilinen ulkoseinä.<br />
Purkamisen kautta liikkeelle<br />
Jos matalien taajuuksien tasapaino näyttää<br />
paperilla kohtuullisen hyvältä, samaa<br />
ei voi sanoa keski- ja korkeista äänistä.<br />
Ennen remonttia sivuseinät olivat eri paria.<br />
Vasemmalla seinällä olivat vesipatterit ja<br />
kolme ikkunaa. Ikkunat heijastavat korkeita<br />
taajuuksia, samoin paljon metallipintaa<br />
Suurin osa kuuntelijan korvaan<br />
tulevasta äänestä on<br />
eri puolelta huonetta tulevia<br />
heijastuksia.<br />
sisältävät lämpöpatterit.<br />
Ikkunaseinän vastakkainen seinä oli<br />
alkuun yhtenäinen puoleen väliin huonetta.<br />
sen jälkeen oli oviaukko ja syvennys. Nämä<br />
pinnat ja muodot tällaisenaan aiheuttaisivat<br />
runsaasti heijastuksia ja korvia pistävän<br />
äänimaailman.<br />
Remontin yhteydessä alkuperäinen<br />
sisäänkäynti tukittiin ja uusi oviaukko<br />
tehtiin huoneen peräseinälle. Myös huoneen<br />
vesipatterista päästiin eroon asentamalla<br />
lattialämmitys.<br />
<strong>Huone</strong>en perälle aiottu toimistonurkkaus<br />
sijaitsee kuuntelupisteen takana ja todennäköisesti<br />
hyllyineen tulee hajottamaan ääntä.<br />
Ikkunat peitetään pimennysverhoilla,<br />
jotka sellaisenaan heijastavat korkeita<br />
taajuuksia. Rullaverhojen päälle asennetaan<br />
perinteiset verhot, joilla voidaan hienosäätää<br />
korkeiden taajuuksien heijastumista<br />
ikkunaseinältä.<br />
Työtä helpottaa jonkin verran se, että<br />
huonetta ei tarvitse eristää täysin muusta<br />
huoneistosta. Muusta huoneistosta eristäminen<br />
tehdään yleensä siksi, että muut asukkaat<br />
eivät häiriinny eikä muusta asunnosta<br />
kantaudu ääniä kuuntelutilaan. Kahden<br />
henkilön taloudessa olevassa omakotitalossa<br />
näitä haittoja ei ole. Kuunteluhuoneen<br />
oveksi hankittiin kuitenkin palo-ovi, joka<br />
vaimentaa ääntä tehokkaasti.<br />
Kotiteatterihuoneen vaimennuksen<br />
rakentaminen on keski- ja korkeilla taajuuksilla<br />
periaatteessa helpompaa kuin pelkkään<br />
stereokuunteluun tehtävän huoneen.<br />
Vaimennusta saa olla enemmän, koska<br />
äänimaailma muodostetaan yleensä viidellä<br />
kaiuttimella.<br />
Pelkästään stereokuunteluun tehty<br />
huone tarvitsee jonkin verran heijastuksia<br />
tuottaakseen luonnollisen stereokuvan.<br />
Stereokuunteluun tehdyssä laitteistossa on<br />
kaksi kaiutinta, jotka voivat olla kooltaan<br />
huomattavan suuret. Mitä suurempi kaiuttimen<br />
etulevyn pinta-ala on, sitä vähemmän<br />
huone häiritsee kaiuttimien tuottamaa<br />
ääntä.<br />
Kotiteatterihuone on yleensä kompromissi<br />
musiikin kuuntelun ja elokuvien<br />
katselun välillä. Elokuvat tarvitsevat keskikaiuttimen,<br />
jonka tulisi tuottaa samanlaista<br />
ääntä pääkaiuttimien kanssa. Tässä tulee<br />
ongelma: mikäli halutaan suuret pääkaiuttimet,<br />
jotka tuottavat hyvän stereokuvan, ei<br />
samanlaista kaiutinta voi laittaa keskikaiuttimeksi.<br />
Tai voi, mutta se peittää pahasti<br />
valkokangasta.<br />
Yksi vaihtoehto on hankkia kaiutinpari<br />
stereokuuntelua varten erikseen. Harvoin<br />
tilaa ratkaisuun kuitenkaan on.<br />
Kaiunta-aika kohdalleen<br />
Kun huone oli pintaremontin tarpeessa,<br />
samalla ajateltiin vaimentaa sitä lisää.<br />
Korvaamalla alkuperäiset sisustuslevyt<br />
rei’itetyillä levyillä saadaan aikaan<br />
laajakaistainen vaimennus taajuusalueelle<br />
125–4 000 Hz. Tällä saa myös muokattua<br />
huoneen jälkikaiunta-aikaa <strong>sopivaksi</strong>.<br />
Jälkikaiunta-aika kertoo, missä ajassa<br />
tilaan tuotettu ääni vaimenee 60 dB sen<br />
jälkeen, kun äänilähde on sammutettu.<br />
Jälkikaiunta-aika riippuu huoneen pintamateriaalien<br />
ääntä absorboivista ominaisuuksista.<br />
Kovat pintamateriaalit pidentävät<br />
jälkikaiunta-aikaa.<br />
Kun konserttisalille sopiva jälkikaiuntaaika<br />
saattaa olla jopa kaksikin sekuntia,<br />
kotiteatterille suositellaan yleensä 0,3–0,7<br />
sekuntia. Laskentaa tehdessä on huomioitava,<br />
että jälkikaiunta-aikaa pienentävät<br />
kaikki pehmeät kalusteet ja tilassa olevat<br />
ihmiset.<br />
Käytimme vaimennukseen 13 mm:n<br />
paksuista mdf-levyä suhteellisen suurella<br />
reikäpinta-alalla. Levyissä on halkaisijaltaan<br />
8 mm reiät 16 x 16 mm jaolla. Alkuperäiset<br />
kipsilevyt sahattiin pois koolauksien välistä<br />
ja asennettiin päälle 50 mm lisäkoolaus.<br />
46 <strong>MikroPC</strong> 3/2010<br />
WWW.MIKROPC.NET
Kaikille kotiteatteriin kytkettäville laitteille<br />
vedettiin erilliset sähköt oman sulakkeen<br />
kautta. Näin kaikki laitteet saatiin samaan<br />
maapotentiaaliin. Tällä vältetään hurinat ja virtapiikit,<br />
joita esimerkiksi tietokone aiheuttaa.<br />
Samalla villamäärä tuplattiin 100 mm:iin.<br />
Ilmaraoksi villan ja levyn väliin jätettiin 20<br />
mm. Se tehostaa reikälevyn vaimennusta.<br />
Levyt tulivat valmiiksi maalattuina ja<br />
ne asennettiin asennuskiskojen avulla<br />
koolauksiin sivuseiniin valkokangasseinän ja<br />
kuuntelupaikan väliin. Levyjen taustalla on<br />
huopa, joten eristyksessä käytetty tavallinen<br />
mineraalivilla ei pääse pölisemään.<br />
Jos tähdätään 0,5 sekunnin jälkikaiuntaaikaan,<br />
käyttämäämme levyä tulisi olla noin<br />
15 m 2 , kun nykyisessä suunnitelmassa pintaala<br />
on 12,4 m 2 . Pienemmällä vaimennuspinta-alalla<br />
selvitään, koska vielä ei ole<br />
huomioitu muita vaimentavia elementtejä,<br />
kuten verhoja ja kalusteita eikä etuseinää.<br />
Käytetyllä vaimennuspinta-alalla saadaan<br />
jälkikaiunta-ajaksi 0,65 sekuntia tyhjässä<br />
huoneessa.<br />
Vaihtele reikäpeittoa<br />
Mikäli reikälevyä aiotaan laittaa jokaiselle<br />
pinnalle, kannattaa levyjen avointa pintaalaa<br />
(reikien halkaisija ja tiheys) muuttaa<br />
katon ja sivuseinien välillä. Näin reikälevyjen<br />
vaikutusta saadaan levitettyä taajuudessa<br />
vähän leveämmälle.<br />
Jos huoneen vuoraa ympäriinsä<br />
samanlaisella reikälevyllä, on mahdollista<br />
aiheuttaa paikallinen minimi taajuusvasteeseen<br />
ja jälkikaiunta-aikaan, mikä puolestaan<br />
muuttaa sointitasapainoa.<br />
Nyt toteutetuilla vaimennuksilla päästään<br />
siihen, että puhetaajuudet selvenevät<br />
eli puhe toistuu hyvin ja selkeästi.<br />
<strong>Huone</strong>esta tehtiin seinät ja katto valmiiksi<br />
lukuun ottamatta valkokangasseinää.<br />
Koska vaimentavaa pintaa tuli jo seiniin paljon,<br />
katto tehtiin Halltex-levystä. Välikatto<br />
on hengittävä eli sisustuslevyjen yläpuolella<br />
on laudoitus, tervapahvi, sahanpuru ja<br />
lopulta ullakko.<br />
Mataliin taajuuksiin puuttumista<br />
varten jätimme valkokangasseinälle 25<br />
cm tilavarauksen. Valkokangasta siirrettiin<br />
tuon verran taaksepäin, joten mahdolliset<br />
resonaattorit mahtuvat sen taakse.<br />
Kaiuttimien asennuksen jälkeen huone<br />
mitataan. Sekä mittaamalla että kuuntelemalla<br />
selvitetään huonemoodien lisäksi<br />
myös korkeiden äänien vaimentamisen<br />
tarve. Lisävaimennusta todennäköisesti<br />
tarvitaan alle 200 Hz ja varsinkin yli 1 000<br />
Hz alueelle.<br />
Jälkikaiunta-ajan laskeminen<br />
HUONEEN JÄLKIKAIUNTA-AIKA<br />
voidaan arvioida huoneessa käytettyjen<br />
pintamateriaalien absorptiosuhteiden<br />
avulla. Akustiikkatuotteiden valmistajat<br />
ilmoittavat yleensä tuotteilleen absorptiosuhteen<br />
ja millä taajuusalueella tuote<br />
toimii.<br />
Jälkikaiunta-aika saadaan kertomalla<br />
käytettyjen materiaalien pinta-alat niiden<br />
absorptiosuhteilla. Se kertoo, kuinka suuren<br />
suhteellisen osan pintaan osuneesta<br />
äänitehosta se kykenee absorboimaan.<br />
Vaimennussuhde yksi tarkoittaa, että se<br />
absorboi kaiken äänienergian.<br />
A= (0,163 x V)/T, missä<br />
A = tarvittava pinta-ala vaimentavaa<br />
materiaalia<br />
T = jälkikaiunta-aika<br />
V = huoneen tilavuus<br />
Esimerkkihuoneen koko on muutostöiden<br />
jälkeen 4,9 x 3,7 x 2,6m. Tilavuus<br />
= 48,3 m³<br />
Kaava antaa laskennallisen jälkikaiunta-ajan<br />
ilman kalusteita. Todellista<br />
jälkikaiunta-aikaa tulevat pienentämään<br />
kalusteet, verhot ja tilassa olevat ihmisetkin.<br />
Tilaa todennäköisesti vaimennetaan<br />
vielä lisää mittausten ja kuuntelukokeiden<br />
jälkeen.<br />
Jos laskennalliseksi tavoitteeksi asetetaan<br />
0,65s, vaimentavaksi pinta- alaksi<br />
tarvitaan<br />
A= (0,163 x 48,3) / 0,65s = 12,14 m²<br />
Seiniin asennettiin 12,4 m² Idea-Puun<br />
8 x 16 x 16 mdf-reikälevyä. Valmistajan<br />
ilmoittama absorptiosuhde on yli 0,8<br />
taajuusalueella 300–1200 Hz, kun levyjen<br />
takana on 20 mm ilmarako ja 30 mm<br />
villaa. Absorptiosuhde on yli 0,5:n vielä<br />
4000 Hz:n taajuudellakin.<br />
Loput pinnat, yhteensä 43 m² ovat<br />
seinillä lastulevyä ja ikkunoita, lattiassa<br />
Sivuseinien lastulevyt korvattiin<br />
valmiiksi maalatuilla IdeaPanelreikälevyillä.<br />
Näillä saadaan<br />
hyvä vaimennus taajuusalueella<br />
200–800 Hz.<br />
parkettia ja katossa maalattua Halltexia.<br />
Nämä pinnat toimivat puhetaajuuksilla<br />
heijastavina pintoina, joten laskennassa<br />
käytetään niille yhteistä vaimennuskerrointa<br />
0,03.<br />
Toteutuneet pinta-alat = vaimennuskerroin<br />
x pinta-ala<br />
Reikälevy: 0,8 x 12,4 m² = 9,92 m²<br />
Loput seinät ja ikkunat: 0,03 x 35,9 m² =<br />
1,08 m²<br />
Lattia ja katto: 0,03 x 38,4 m² = 1,15 m²<br />
Vaimentavaa pinta-alaa on huoneessa<br />
yhteensä 12,15 m²<br />
Parocin laskentaesimerkkejä<br />
jälkikaiunta-ajasta<br />
www.mikropc.net/lyhyt/1<br />
Havainnollinen huonemoodilaskuri<br />
www.mikropc.net/lyhyt/2<br />
WWW.MIKROPC.NET <strong>MikroPC</strong> 3/2010 47
Change language