Prostorová akustika - co to je?

Akustika prostoru je důležitou aplikovanou částí fyziky, která nám pomáhá vyrovnávat se s problémy, nástrahami a výzvami ozvučování velkých prostor, venkovních nebo vnitřních. Ať už je to obří koncert pro desetitisíce lidí na fotbalovém stadionu, divadelní představení v klubovém divadle, nebo design reproduktorů do automobilu, znalost vlastností zvuku je v těchto případech zcela klíčová. Tento článek vám vysvětlí základy prostorové akustiky, uvede praktické příklady, kdy se těchto znalostí využívá a v neposlední řadě také nabídne některá jednoduchá technická řešení pro akustiku domácích prostor.

Jak je to s tím zvukem a prostorovou akustikou?

Tou klíčovou vlastností zvuku je jeho odraz. To ale předbíháme, začněme od začátku, od zdroje. Zvuk je mechanické vlnění. Šíří se ve vlnách jakýmkoliv materiálem kmitáním jeho molekul. Co z toho plyne? Plyne z toho, že slyšet můžeme jak na vzduchu, tak pod vodou, nebo pomocí pevných látek. Neuslyšíme ale nic ve vakuu, kde žádné molekuly nejsou a nemá tam tedy co kmitat a zvuk se jak šířit. Jestli jste tedy ve filmech z vesmíru slyšeli linout se prostorem zvuky kosmických lodí, zapomeňte na ně, ve skutečném vesmíru nic takového není.

V každém prostředí se zvuk šíří jinou rychlostí, to už záleží na konkrétních vlastnostech toho kterého prostředí. Vraťme se ale k již výše nakousnutému odrazu zvuku. Proč je tak důležitý? Protože právě odraz určuje akustické vlastnosti omezeného prostoru. Pokud budeme mít nějaký ideální zdroj zvuku, který by se vznášel někde vysoko nad zemí, šířily by se zvukové vlny okolo něj rovnoměrně všemi směry. Kdekoliv okolo něj by bylo slyšet úplně stejně čistě, jen se vzrůstající vzdáleností od zdroje by zvuk slábl. Tak by asi vypadalo šíření zvuku v ideálních podmínkách. Ty ale při běžném poslechu pravděpodobně nikdy nezažijeme.

V realitě se zvuk rovnoměrně nešíří, protože se mu do cesty staví překážky. Nejčastěji stěny místnosti, velké objekty jako skříně, stromy, lidé a podobně. Když zvuková vlna na takovou překážku narazí, co se asi stane? Řekli jsme si už, že se zvuk šíří ve všech skupenstvích hmoty. Měl by se tedy šířit i třeba paravánem, na který narazí v nahrávacím studiu. Skutečně to tak je, ale při nárazu zvuku na překážku dojde ke dvěma věcem. Část zvuku je pohlcena – šíří se dál v tělesu, na které zvuk dopadl – a druhá část se odrazí. Poměr mezi těmito dvěma částmi se nazývá index akustické pohltivosti a závisí na vlastnostech té které látky.

Design prostoru

Teď, když známe základní vlastnosti zvuku, můžeme tyto poznatky uvést do praxe. Co nás nejvíce trápí při řešení prostorové akustiky? Je to nesrozumitelnost, takové zkreslení zvuku, že se z něj stává hluk a ruch, který pouze zatěžuje sluchový aparát člověka, ale už mu nepředává žádnou z informací, které původně měl. To je samozřejmě problém například na hlučných pracovištích, kde úroveň hluku může snadno přerůst přípustné limity a ohrožovat jak výkonnost, tak hlavně i zdraví pracovníků. Dalším typickým příkladem jsou sály s takovou ozvěnou, že zesílená hudba se jednoduše slije do shluku nesrozumitelného lomozu.

Jak to napravit? Musíme utvářet prostor, kde chceme zvuky vyluzovat, a na druhé straně musíme samozřejmě přizpůsobit zvuky prostoru, který máme k dispozici. My se teď zaměříme na věc z hlediska prostoru. Čím víc odrazů, tím méně je zvuk srozumitelný. Pokud takový je, omezíme nejprve odrazivost. Vyměníme holé lesklé povrchy porézními nebo tkaninovými, případně první prostě druhými přikryjeme. Tím zvuk pěkně rozptýlíme a on se nebude vracet k našim uším a rušit. Pokud to nestačí, musíme prostor zmenšit a znovu snížit odrazivost. To nakonec vždy pomůže, jen je třeba najít správnou míru zmenšení, aby prostor ještě vyhovoval našim požadavkům a bylo ekonomické jej upravovat.

Možností jak konkrétně to udělat je celá řada. Na povrchovou úpravu se nejčastěji používají akustické polyuretanové pěny. Prostor lze zmenšit jednoduchými příčkami vyplněnými akustickou izolací. Existují pohyblivé paravány, plexiskla, akustické lisované desky a mnoho dalších. Když si navíc sáhneme do svědomí a občas prostě ztlumíme hlasitost, výsledek na sebe většinou nenechá dlouho čekat.