Miksi puheesta ei joskus tunnu saavan selv\u00e4\u00e4? Miksi laulaminen tuntuu rankemmalta joissain tiloissa? Vastaus piilee todenn\u00e4k\u00f6isesti akustiikassa. Akustiikka on \u00e4\u00e4nen k\u00e4ytt\u00e4ytymist\u00e4 tilassa. Se vaikuttaa puheen selkeyteen ja voi v\u00e4\u00e4rist\u00e4\u00e4 \u00e4\u00e4nen taajuustasapainoa. Huono akustiikka saattaa usein olla huomaamaton. Saatetaan kokea huonon akustiikan aiheuttamia haittoja tiet\u00e4m\u00e4tt\u00e4 ongelman syyt\u00e4.<\/p>\n
T\u00e4m\u00e4n artikkelin on tarkoitus auttaa tunnistamaan tyypillisimpi\u00e4 akustiikasta aiheutuvia ongelmia musiikin opiskelussa ja siten mahdollistaa niiden huomioiminen opiskelussa ja opetuksessa. Jotta voimme k\u00e4sitell\u00e4 erilaisia akustiikan aiheuttamia ongelmia, t\u00e4ytyy meid\u00e4n k\u00e4yd\u00e4 l\u00e4pi muutama termi ja \u00e4\u00e4nen ominaisuus.<\/p>\n
Mit\u00e4 ovat akustiikka ja \u00e4\u00e4ni<\/strong><\/p>\n Akustiikka on \u00e4\u00e4nen k\u00e4ytt\u00e4ytymist\u00e4 tilassa. J\u00e4lkikaiunta (reverberation), seisovat aallot, \u00e4\u00e4nen vaimentuminen ja heijastuminen ovat kaikki akustiikasta johtuvia ilmi\u00f6it\u00e4. Akustiikkaa koetaan joka paikassa \u2013 kotona, t\u00f6iss\u00e4, vapaa-ajalla ja ulkonakin.<\/p>\n \u00c4\u00e4ni on v\u00e4r\u00e4htelev\u00e4n \u00e4\u00e4nil\u00e4hteen aiheuttamaa s\u00e4\u00e4nn\u00f6llist\u00e4 v\u00e4liaineessa etenev\u00e4\u00e4 edestakaista aaltoliikett\u00e4. L\u00e4hes poikkeuksetta v\u00e4liaineena toimii ilma, jolloin v\u00e4r\u00e4htely koetaan ilmanpaineen vaihteluna. \u00c4\u00e4nen korkeus, eli taajuus (hertsi, Hz), m\u00e4\u00e4r\u00e4ytyy v\u00e4r\u00e4htelyn nopeudesta. Korkeat taajuudet ilmenev\u00e4t tihein\u00e4 ja matalat taajuudet harvoina paineenvaihteluina. \u00c4\u00e4nen voimakkuus, eli taso, m\u00e4\u00e4r\u00e4ytyy sen mukaan, kuinka paljon ilmanpaine muuttuu suhteessa sen keskiarvoon. T\u00e4m\u00e4 muutos tapahtuu sek\u00e4 positiiviseen (ilmanpaineen nousu) ett\u00e4 negatiiviseen (ilmanpaineen lasku) suuntaan. (Karisto, Kentt\u00e4mies, Koivum\u00e4ki & Korpinen 2007.)<\/p>\n Edell\u00e4 mainittuja \u00e4\u00e4nen ominaisuuksia voidaan verrata veteen heitettyyn kiveen ja sen aiheuttamiin aaltoihin. Kivi on \u00e4\u00e4nil\u00e4hde ja aallonharjojen v\u00e4linen et\u00e4isyys edustaa taajuutta: mit\u00e4 l\u00e4hemp\u00e4n\u00e4 aallonharjat ovat toisiaan, sit\u00e4 korkeampi taajuus on kyseess\u00e4. Aaltojen korkeus puolestaan edustaa \u00e4\u00e4nen voimakkuutta: korkea aalto sis\u00e4lt\u00e4\u00e4 enemm\u00e4n vett\u00e4 kuin matala aalto.<\/p>\n \u00c4\u00e4nen k\u00e4ytt\u00e4ytyminen<\/strong><\/p>\n \u00c4\u00e4ni pyrkii levi\u00e4m\u00e4\u00e4n \u00e4\u00e4nil\u00e4hteest\u00e4 pallomaisesti joka suuntaan. Kaikki \u00e4\u00e4nil\u00e4hteet eiv\u00e4t t\u00e4t\u00e4 salli, joten \u00e4\u00e4ni voi olla enemm\u00e4n tai v\u00e4hemm\u00e4n suuntautuvaa. My\u00f6s \u00e4\u00e4nen taajuus vaikuttaa levi\u00e4misk\u00e4ytt\u00e4ytymiseen. Korkeat taajuudet (diskantti) ovat suuntautuvia kun taas matalat taajuudet (basso) etenev\u00e4t l\u00e4hes aina pallomaisesti. (Laaksonen 2007, 13-14.)<\/p>\n \u00c4\u00e4ni etenee aaltoina \u00e4\u00e4nennopeudella v\u00e4liaineessa, yleens\u00e4 ilmassa. Nopeuteen vaikuttavat sek\u00e4 ilmankosteus ett\u00e4 ilman l\u00e4mp\u00f6tila. Karkeasti yleistettyn\u00e4 voidaan sanoa \u00e4\u00e4nen kulkevan kuivahkossa, huoneen l\u00e4mp\u00f6isess\u00e4 ilmassa noin 344 metri\u00e4 sekunnissa, eli suurin piirtein 1238 kilometri\u00e4 tunnissa. Matematiikkaa hy\u00f6dynt\u00e4en saadaan selvitetty\u00e4 \u00e4\u00e4nen aallonpituus jakamalla \u00e4\u00e4nennopeus taajuudella. T\u00e4ll\u00f6in 100 Hz \u00e4\u00e4niaallolle pituutta tulee noin 3,4 metri\u00e4, 1 kHz aallolle noin 34 cm ja 10 kHz aallolle 3,4 cm. Eli korkeat taajuudet ovat lyhytaaltoisia ja matalat taajuudet pitk\u00e4aaltoisia. (Laaksonen 2007, 13-14.)<\/p>\n Lyhyen aallonpituutensa seurauksena korkeat \u00e4\u00e4net vaimenevat tai heijastuvat t\u00f6rm\u00e4tess\u00e4\u00e4n ohuisiinkin esteisiin. Pitk\u00e4aaltoiset matalat \u00e4\u00e4net puolestaan l\u00e4p\u00e4isev\u00e4t helposti ohuita ja kevyit\u00e4 esteit\u00e4. Matalat \u00e4\u00e4net voivat my\u00f6s kiert\u00e4\u00e4 kohtaamiaan esteit\u00e4. Taajuuksien vaimenemiseen vaikuttaa my\u00f6s niiden energia. Basso\u00e4\u00e4net sis\u00e4lt\u00e4v\u00e4t diskanttia enemm\u00e4n energiaa, joten niiden vaimentamiseen vaaditaan suuria ja massiivisia esteit\u00e4. (Laaksonen 2007, 13-14.)<\/p>\n Treenik\u00e4mppien seinille kiinnitetyt munakennot ja paksut matot lienev\u00e4t monille tuttu n\u00e4ky. N\u00e4m\u00e4 \u201dtee se itse\u201d-akustointimenetelm\u00e4t toimivat korkeiden taajuuksien hillitsemiseen, mutta bassotaajuuksiin niill\u00e4 ei juuri ole vaikutusta. Kerrostalossa asuneet ovat varmasti kuulleet naapurien bileet tai reippaalla volyymill\u00e4 suoritetun musiikin kuuntelun seinien l\u00e4pi tunkeutuvista ja rakenteita pitkin v\u00e4littyvist\u00e4 bassotaajuksista. (M\u00e4kel\u00e4 2002, 74-75.)<\/p>\n Itse olen havainnoinut samaa ilmi\u00f6t\u00e4 tanssilavoilla ja treenik\u00e4mpill\u00e4; lavaa l\u00e4hestyess\u00e4 ulos kantautuu kumea bassotaajuusvoittoinen soitto, mutta l\u00e4hemm\u00e4s ment\u00e4ess\u00e4 korkeammat taajuudet alkavat my\u00f6s kuulua selvemmin. Sis\u00e4lle tultaessa tuntuu usein, ett\u00e4 matalat taajuudet j\u00e4\u00e4v\u00e4t melkein keski\u00e4\u00e4nten ja diskantin jalkoihin.<\/p>\n J\u00e4lkikaiunta (reverberation) ja taajuusv\u00e4\u00e4ristym\u00e4t<\/strong><\/p>\n J\u00e4lkikaiunta on \u00e4\u00e4nen heijastumista pinnoista. Kovat ja tasaiset pinnat heijastavat \u00e4\u00e4nt\u00e4 enemm\u00e4n kuin pehme\u00e4t tai ep\u00e4tasaiset pinnat. Tasaiset pinnat my\u00f6s suuntaavat ja ep\u00e4tasaiset pinnat hajauttavat heijastuksia. (Acoustic Geometry, 2015.)<\/p>\n Koska erilaiset pinnat vaimentavat ja heijastavat \u00e4\u00e4nt\u00e4 eri tavoin, syntyy usein taajuusv\u00e4\u00e4ristymi\u00e4. V\u00e4\u00e4ristym\u00e4 voi synty\u00e4 j\u00e4lkikaiunnasta aiheutuvasta vaiheistuksesta, kun samasta l\u00e4hteest\u00e4 per\u00e4isin oleva \u00e4\u00e4ni heijastuu pinnasta ja saapuu kuulijan korvaan suoraan \u00e4\u00e4nil\u00e4hteest\u00e4 tulevaa \u00e4\u00e4nt\u00e4 my\u00f6hemmin. Kuten muistamme, \u00e4\u00e4ni on ilmassa kulkevaa paineen vaihtelua. T\u00e4ll\u00f6in kahden samasta \u00e4\u00e4nil\u00e4hteest\u00e4 per\u00e4isin olevan \u00e4\u00e4niaallon kulkiessa erimittaisen matkan, saattaa pidemm\u00e4n reitin kulkeneen aallon negatiivinen ilmanpaineen muutos saapua kuulijan korviin suoraan kulkeneen aallon positiivisen ilmanpaineen muutoksen kanssa yhtaikaa. N\u00e4in ollen aallot ovat vastavaiheessa ja kumoavat toisensa. Heijastukset, joiden positiivinen osa osuu samalle kohdalle toisen positiivisen osan kanssa, ovat puolestaan my\u00f6t\u00e4vaiheessa ja vahvistavat toisiaan. (Laaksonen 2007, 14-18.)<\/p>\n Heijastuksia syntyy k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 kuitenkin todella paljon ja eri taajuudet heijastuvat ja vaimenevat eritavoin, joten t\u00e4ydellisi\u00e4 \u00e4\u00e4niaaltojen kumoutumisia ei huomaa. Lis\u00e4ksi \u00e4\u00e4niaallot voivat olla miss\u00e4 tahansa vaiheessa edell\u00e4 mainittujen my\u00f6t\u00e4- ja vastavaiheen v\u00e4lilt\u00e4, jolloin vahvistus tai kumoutuminen ei ole t\u00e4ydellinen. Joidenkin taajuuksien kumoutumat ja korostukset ovat kuitenkin, kuuntelutilan mitoista ja pintamateriaaleista riippuen, muita yleisempi\u00e4. Jos huoneen korkeus, leveys tai pituus on suorassa kokonaislukusuhteessa \u00e4\u00e4ness\u00e4 esiintyv\u00e4n taajuuden aallonpituuden tai sen puolikkaan kanssa, syntyy huoneresonanssi eli moodi (room mode). N\u00e4m\u00e4 my\u00f6s seisovina aaltoina tunnetut huonemoodit ilmenev\u00e4t t\u00e4m\u00e4n tietyn taajuuden ja sen kokonaislukukerrannaisten voimakkaina vaimentumina ja korostumina tietyiss\u00e4 huoneen kohdissa. (Laaksonen 2007, 14-18.)<\/p>\n Akustiikka musiikinopiskelussa<\/strong><\/p>\n Tyypillisimm\u00e4t opiskelutilanteet musiikin parissa lienev\u00e4t yhtyesoitto, luento tai luokkaopetus, yksil\u00f6opetus (instrumenttitunti) ja itsen\u00e4inen treenikoppiharjoittelu. Kaikissa n\u00e4iss\u00e4 tilanteissa akustiikalla on suuri merkitys oppimisen kannalta. Yhtyetilanteessa akustiikka voi vaikuttaa merkitt\u00e4v\u00e4sti siihen, miten hyvin tai huonosti soittajat kuulevat itsens\u00e4 ja toisensa. T\u00e4h\u00e4n vaikuttaa tilan akustiikan lis\u00e4ksi my\u00f6s instrumenttien\/vahvistimien sijoittelu suhteessa soittajiin, soittajien sijainti suhteessa tilaan sek\u00e4 instrumenttien sijainti suhteessa tilaan.<\/p>\n Vuorovaikutusta voi havainnollistaa esimerkiksi tasasivuisella kolmiolla, jossa yhdess\u00e4 k\u00e4rjess\u00e4\/kulmassa on soittaja (eli kuulija), toisessa soittimet\/kaiuttimet\/vahvistimet ja kolmannessa tilan akustiikka. S\u00e4\u00e4t\u00e4m\u00e4ll\u00e4 kolmion yht\u00e4 sivua optimaaliseksi muuttuu muiden sivujen suhde optimiin. Tilasta ja soittimista riippuen ei kuitenkaan yleens\u00e4 voida saavuttaa akustiikan kannalta t\u00e4ysin optimitilannetta. Tila on mik\u00e4 on; harvemmin sit\u00e4 akustoidaan, saatikka rakennetaan, varta vasten tietty\u00e4 yhtyett\u00e4 varten. Soittimien sijoittelua voidaan s\u00e4\u00e4t\u00e4\u00e4 jossain m\u00e4\u00e4rin, mutta kaluston on mahduttava tilaan kuten my\u00f6s soittajien, joiden sijaintia voidaan jossain m\u00e4\u00e4rin s\u00e4\u00e4t\u00e4\u00e4. Harjoitustilan on kuitenkin oltava my\u00f6s k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6llinen. Rumpuja ei kannata pystytt\u00e4\u00e4 oven kohdalle, vaikka ne kuinka soisivat siin\u00e4 parhaiten.<\/p>\n Luento- tai luokkatilanteessa akustiikalla voi olla tiedostamaton vaikutus oppimiseen. Opettajan kuunteleminen saattaa aiheuttaa nopeasti v\u00e4symyst\u00e4 tai sanojen ymm\u00e4rt\u00e4minen voi tuntua hankalalta. Tietysti opettajalla ja oppijalla on osuutensa t\u00e4ss\u00e4 yht\u00e4l\u00f6ss\u00e4, mutta osittain syy voi olla huonossa akustiikassa. Jos huoneessa on paljon kovia pintoja, aiheutuu niist\u00e4 helposti liikaa j\u00e4lkikaiuntaa (reverberation). Liiallinen j\u00e4lkikaiunta tekee \u00e4\u00e4nest\u00e4, esimerkiksi puheesta, ep\u00e4selv\u00e4\u00e4 ja sen vaikutus lis\u00e4\u00e4ntyy ment\u00e4ess\u00e4 kauemmas \u00e4\u00e4nil\u00e4hteest\u00e4. Toisaalta liian v\u00e4h\u00e4inen j\u00e4lkikaiunta suuressa tilassa heikent\u00e4\u00e4 \u00e4\u00e4nen kantavuutta, jolloin kaukana \u00e4\u00e4nil\u00e4hteest\u00e4 oleville kuulijoille \u00e4\u00e4nen voimakkuus ei ehk\u00e4 ole riitt\u00e4v\u00e4. N\u00e4m\u00e4 puheen kuuluvuuteen ja ymm\u00e4rrett\u00e4vyyteen vaikuttavat seikat ovat l\u00e4sn\u00e4 tietysti kaikissa puhetta sis\u00e4lt\u00e4viss\u00e4 tilanteissa. (Lekolar, 2012.)<\/p>\n Yksil\u00f6opetustilanteessa j\u00e4lkikaiunta ei yleens\u00e4, akustoinnista ja volyymitasosta riippuen, ole suurin ongelma; ollaanhan kyseisess\u00e4 opetustilanteessa usein hyvinkin l\u00e4hekk\u00e4in verrattuna luentoon. Sen sijaan taajuusv\u00e4\u00e4ristym\u00e4t voivat aiheuttaa haittaa. Mieleeni muistuu oma tekninen tutkintoni, jonka yhten\u00e4 osana minun piti kuunnella levylt\u00e4 jotain piisi\u00e4 ja opetella kitaraosuus korvakuulolta. Kuulin keski- ja yl\u00e4taajuudet hyvin, mutta matalimmat kitaran \u00e4\u00e4net j\u00e4iv\u00e4t ep\u00e4selviksi. En yksinkertaisesti kuullut niit\u00e4. Opettajat ilmeisesti kuulivat n\u00e4m\u00e4 \u00e4\u00e4net ja kysyiv\u00e4tkin kuulenko niit\u00e4. Ilmeisesti oma sijaintini suhteessa kaiuttimiin ja mahdollisiin huonemoodeihin ei ollut suotuisa kyseisten taajuuksien kohdalla.<\/p>\n Treenikopissa yksin harjoittelevalle ongelmia voivat aiheuttaa kaikki edell\u00e4 mainitut seikat, vaikkakin haitat ovat usein miedompia \u00e4\u00e4nil\u00e4hteiden ja korvaparien pienen lukum\u00e4\u00e4r\u00e4n vuoksi. Tilaa on yleens\u00e4 v\u00e4h\u00e4n ja akustointibudjetti saattaa vaihdella. Jos treenipaikkana toimii niin sanottu \u201dperushuone”, jonka sein\u00e4t ovat kohtisuorat ja akustointi v\u00e4h\u00e4ist\u00e4, saattavat j\u00e4lkikaiunta ja huonemoodit olla melkoisia murheenkryynej\u00e4. Pahimmillaan korkeiden \u00e4\u00e4nien j\u00e4lkeen kuuluu korvia s\u00e4rkev\u00e4 sirin\u00e4 ja bassotaajuudet kumisevat. Onneksi useimmiten p\u00e4\u00e4see harjoittelemaan muualle kuin betonikuutioon, vaikka on niit\u00e4 akustiikkaongelmia paremmissakin treenikopeissa.<\/p>\n Ehk\u00e4 pit\u00e4isi puhua ennemminkin akustiikkaominaisuuksista kuin -ongelmista. Huonemoodeja esiintyy k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 kaikissa suljetuissa tiloissa, kuten edellisen kappaleen omakohtainen kokemus ehdottaa. Tilan rajallisuuden vuoksi basson vaimennus on usein mahdotonta, jolloin jotkut alataajuudet p\u00e4\u00e4sev\u00e4t usein korostumaan.<\/p>\n Musiikin kuuntelu on olennainen osa musiikin opiskelua. Kuuntelulaitteiston sijoitteluun tulisi siis kiinnitt\u00e4\u00e4 huomiota. Kaiuttimien lopullinen soundi muodostuu vasta yhdess\u00e4 tilan kanssa. Jos kaiuttimet on sijoitettu jonkin kovan pinnan (esimerkiksi p\u00f6yt\u00e4 tai flyygelin kansi) p\u00e4\u00e4lle, aiheutuu t\u00e4st\u00e4 pinnasta heijastuksia. Yhdistyess\u00e4\u00e4n suoraan \u00e4\u00e4neen n\u00e4m\u00e4 heijastukset aiheuttavat tiettyjen taajuuksien kumoutumisen ja tiettyjen taajuuksien vahvistumisen. Kumoutuminen tapahtuu sill\u00e4 taajuudella, jolla viiveen pituus on puolet aallonpituudesta. Esimerkkin\u00e4 mainittakoon 1\/2000 sekunnin viive, joka aiheuttaa 1 kHz taajuuden ja kaikkien sen ylempien kokonaislukukerrannaisten kumoutumisen. Kumoutuvien taajuuksien v\u00e4leihin j\u00e4\u00e4v\u00e4t taajuudet puolestaan vahvistuvat aiheuttaen kampafiltteriksi kutsutun ilmi\u00f6n. Nimi tulee siit\u00e4, ett\u00e4 ilmi\u00f6 n\u00e4kyy taajuusk\u00e4yr\u00e4ss\u00e4 kampana, jonka piikit tihenev\u00e4t korkeampia taajuuksia kohti. (Laaksonen 2007, 37-39.)<\/p>\n Mit\u00e4 hy\u00f6ty\u00e4 kaikesta t\u00e4st\u00e4 tiedosta sitten on? Ainakin ongelmia voi tunnistaa ja hakeutua siten parempiin olosuhteisiin tai pyyt\u00e4\u00e4 esimerkiksi koulua tai ty\u00f6paikkaa panostamaan akustointiin. Luokissa ja harjoitustiloissa ilman kiinte\u00e4\u00e4 kiinnityst\u00e4 olevia kaiuttimia voi siirt\u00e4\u00e4 akustiikan kannalta parempaan paikkaan tai kohtaan. Kuuntele tilaa, jossa harjoittelet tai opetat. Pyri kuuntelemaan sit\u00e4 joka paikasta, jotta opit kyseisen tilan akustisen k\u00e4ytt\u00e4ytymisen. Kuuntele erityisen tarkasti niist\u00e4 kohdista, joihin sin\u00e4 ja oppilaasi aiotte sijoittua. N\u00e4in varmistat, ett\u00e4 te molemmat kuulette samat taajuudet samalla tavalla.<\/p>\n L\u00e4hteet:<\/strong><\/p>\n Acoustic Geometry. 15.3.2015. How Sound Works (In Rooms). [Videotiedosto]. Viitattu 11.3.2015. https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=JPYt10zrclQ<\/a><\/p>\n Karisto, H. Kentt\u00e4mies, J. Koivum\u00e4ki, A. Korpinen, P. (2007) \u00c4\u00e4nip\u00e4\u00e4. Viitattu 15.3.2015 http:\/\/www.aanipaa.tamk.fi\/taajuu_1.htm#mozTocId438269<\/a><\/p>\n Laaksonen, J. 2006. \u00c4\u00e4nity\u00f6n kivijalka. Helsinki: Riffi-julkaisut.<\/p>\nKirjoittaja: Antti J\u00e4rvinen, Karelia-ammattikorkeakoulu 2015<\/strong><\/h3>\n