Aalto-yliopiston tutkijat ovat keksineet uuden tavan parantaa sinipyyhkäisymenetelmää, jolla voidaan mitata huoneiden akustiikkaa. Parannettu menetelmä tehostaa mittauksia, joita tarvitaan edelleen esimerkiksi elokuvateatterien, metroasemien ja konserttisalien suunnittelussa. Mukana on uuden Arni-menetelmän esittelyvideo.
Aaltoyliopiston Arni-menetelmän huoneen seinissä on käännettävät paneelit. Seinäpaneelien toinen puoli on kova ja toinen pehmeä. Huoneen kaikuisuus muuttuu kovasta pinnasta kaikuisaksi ja pehmeästä pinnasta vaimeammaksi.
Huoneeseen sijoitettu pallokaiutin soittaa ääntä kaikkiin eri suuntiin, ja akustiikan ominaisuudet voidaan mitata useilla mikrofoneilla samanaikaisesti. Kääntyvien paneelien avulla tutkijoiden on mahdollista muunnella ääniympäristöä lähes loputtomiin.
Käytössä oleva sinipyyhkäisy on yhden nousevan vihellyksen sisältävä ääni, jonka taajuus nousee logaritmisesti käyden läpi koko ihmisen kuuloalueen eli noin 20 Hz–20 000 Hz. Käytännössä taajuuspyyhkäisy kestää muutaman sekunnin.
Pyyhkäisyä pidentämällä huoneeseen saadaan enemmän äänienergiaa, jolloin häiriöiden suhteellinen vaikutus mittaukseen pienenee. Mittausta ei kuitenkaan voida pidentää kovin paljon, koska ajan pidentyessä häiriöäänien ja ympäristön muutosten todennäköisyys kasvaa, mikä lisää epävarmuutta mittauksiin.
Uudessa, kahden mittauksen menetelmässä sinipyyhkäisy toistetaan, kunnes kaksi mittausta läpäisee puhtauskriteerin. Näin automaattinen mittaus saadaan tehtyä luotettavasti.
”Menetelmän nimi Rule of Two (Ro2) tulee siitä, että luotettava mittaus vaatii aina kaksi puhdasta mittauskertaa, jotka korreloivat vahvasti keskenään.”, tohtorikoulutettava Karolina Prawda kertoo.
Menetelmän kehittämisessä tarvittuja tuhansia äänen mittausyhdistelmiä tehtiin akustiikan laboratorion Arni-huoneessa Otaniemessä. Tutkijat uskovat, että Ro2 korvaa kertaluonteisen sinipyyhkäisymenetelmän, sillä luotettavampi mittausmenetelmä säästää aikaa suunnittelutyössä.
”Akustiikan ja äänitekniikan mittausmenetelmät ovat kehittyneet vuosien saatossa todella paljon. Aikaisemmin huoneessa taputettiin käsiä yhteen tai ammuttiin starttipistoolilla ja sitten kuunneltiin, miten kaiku vaimenee. Koska nykyään mittaukset tehdään tietokoneen ja tarkkojen laskelmien mukaan, tiedämme hyvin tarkasti, miten ääni kaikuu eri tiloissa”, akustiikan professori Vesa Välimäki kertoo.
Lisää: Tutkimustulokset on julkaistu Journal of the Acoustical Society of America -lehdessä (LINKKI) ja R02-esittelyvideo (LINKKI).
Kuva: Arni-huone. Kuvaaj: Aalto-yliopisto / Karolina Prawda.