Fjölnota salur Tónlistarskólans á Akranesi er sá fyrsti sinnar tegundar á Íslandi. Í salnum, sem tekur um 180 manns í sæti, er rafrænt kerfi sem gefur kost á því að stilla hljómburð salarins eftir því sem þykir henta hverju sinni, svokallað hljómbótarkerfi. Hér er átt við annað og meira en þá styrkingu sem fæst með hefðbundnum hljóðkerfum, en segja má að hljómbótarkerfi geti látið rými hljóma stærri og meiri en þau raunverulega eru. Salurinn, sem og allt húsnæði Tónlistarskólans, var hannaður af verkfræðistofunni Mannviti (þá VGK-Hönnun) og sá Dr. Stefán Guðjohnsen hljóðvistarsérfræðingur um hönnun hljóðvistar og hljómbótarkerfis. Uppsetningu kerfisins annaðist HljóðX. Rúm tvö ár eru síðan salurinn var tekinn í notkun og hafa notendur hans lýst yfir mikilli ánægju með hljómburðinn og þá eiginleika sem kerfið býður upp á. Verður hér rætt um hljóðvistarhönnun salarins, kerfisins og eiginleika þess.

Þegar Akraneskaupstaður ákvað að tónlistarskólinn fengi aðsetur í nýbyggingu að Dalbraut 1 var lagt upp með ákveðin önnunarmarkmið. Auk sérhæfðrar kennsluaðstöðu skyldi þarna rísa salur ætlaður fyrir tónlistarflutning sem jafnframt yrði nýtilegur sem alhliða menningarsalur fyrir Akranes. Skyldi því gert ráð fyrir því að salurinn gæti hentað fyrir fjölbreytt tónleikahald, fyrirlestra, kennslu, málfundi og ráðstefnur, kvikmyndasýningar með Dolby Surround hljóðkerfi, auk annarra nota. Salurinn skyldi því henta sem allt frá stóru fundarherbergi eða kennslustofu til meðalstórs tónleikasalar fyrir allar tegundir af tónlist.

Húsnæðið

Húsnæðið að Dalbraut var upphaflega hannað til þess að hýsa bókasafn. Það var því þegar byggt er ákveðið var að þar skyldi vera fjölnotasalur. Það þarf því ekki að koma á óvart að rýmið sem ætlað var salnum hentaði ekki fullkomlega sem slíkt óbreytt. Má þar fyrst nefna að salurinn er ósamhverfur sem er mjög óæskilegt af ýmsum ástæðum. Var þetta leyst með því að skásetja sviðsbrún sem er þá ósamsíða bakvegg og sviðið því mis-djúpt eins og sjá má á mynd 1.

Mynd 1. Grunnmynd af salnum. Sjá má hvernig sviðsbrún og sætaraðir hafaverið skásettar. Þá má einnig sjá móta fyrir veggskjöldum í sal og á sviði.

Þá var sætum raðað samsíða sviðsbrún sem gefur þá ásýnd að salurinn sé samsíða frá bæði sviði og sætum. Þetta þýðir m.a. að endurköst frá hliðarveggjum verða eins báðum megin salarins og dreifing hljóðs verður jafnari. Þá stendur mænisbiti 1,5 metra niður úr lofti rétt fyrir framan svið, en slíkur biti getur valdið tvennum óæskilegum áhrifum á hljómburð. Hann skyggir á endurvarp hljóðs úr lofti aftur í salinn en endurvörp úr lofti eru mikilvæg til styrkingar hljóðs aftarlega í salnum þar sem beint hljóð af sviði er veikara. Þá getur hann valdið truflandi endurvörpum á svið. Til þess að ráða bót á þessu var hannaður bylgjulaga loftskjöldur utan um bitann sem beinir og dreifir hljóði jafnt aftur í salinn. Sú hlið bitans sem snýr að sviði var auk þess klædd með þykkri steinull sem dregur í sig hljóð og varnar því að hljóð endurkastist á sviðið.

Loks er vert að nefna að rúmmál og lengd salarins þóttu óhentug. Hlutfall lengdar og breiddar er um 5 á móti 1, þ.e. hann er langur og mjór. Getur það orðið til þess að hljóðstig verði mun lægra aftast í salnum miðað við fremstu raðir þar sem erfitt er að halda styrk hljóðsins svo langt aftur með hefðbundnum aðferðum, ekki hjálpar fyrrnefndur mænisbiti hér. Ójöfn dreifing hljóðs getur að sjálfsögðu orðið mjög hvimleitt vandamál og skal forðast í öllum gerðum rýma, hvað þá tónleikasölum. Þar að auki er tiltölulega lágt til lofts. Þetta gerir það að verkum að rúmmál salarins er lítið miðað við stærð hans og ætlaða virkni, en ómtími er einmitt í réttu hlutfalli við rúmmál.

Ekki var auðséð hvernig ráða mætti bót á þessu með hefðbundnum leiðum. Var því ákveðið að leita á nýjar slóðir, þ.e. stilla hljóminn rafrænt með svokölluðu hljómbótarkerfi.

Um ómtíma

Ómtími er mælikvarði á hversu lengi hljóð „lifa“ í rými, nánar tiltekið er það sá tími í sekúndum sem tekur hljóðstyrk að falla um 60dB eftir að slökkt er á hljóðgjafa. Að sjálfsögðu eru margir þættir sem skipta máli er kemur að hljómburði sala aðrir en lengd óms. Ómtími er hinsvegar sú kennistærð sem segir hvað mest um hljóðvist í ákveðnum rýmum. Þá er það ekki þannig að einn ómur sé bestur og henti allstaðar heldur skiptir þar öllu máli til hvaða nota viðkomandi rými sé ætlað. Þannig má t.d. ómtími ekki vera of langur í fyrirlestrarsal þar sem tal þarf að skiljast vel. Tónlist hljómar hinsvegar „þurr“ ef hún fær ekki að lifa og þurfa tónleikasalir því lengri óm svo vel sé. Að sama skapi skiptir máli hvernig tónlist er spiluð, ritmatónlist hljómar t.d. ekki vel nema ómtíma sé stillt í hóf þar sem taktur hennar rennur saman fái hljóðið að lifa of lengi. Ómur gefur hinsvegar klassískri tónlist og kórsöng fyllingu og hljómar slík tónlist því betur eftir því sem ómtíminn er lengri, svo dæmi séu tekin. Ómtíma í sölum þarf því að stilla með tilliti til fyrirhugaðra nota hans.

Ómtími rýmis er eins og áður segir í réttu hlutfalli við rúmmál þess. Stór rými eru því að öllu jöfnu ómmeiri en lítil eins og gefur að skilja. Ómtíma má stytta með hefðbundnum aðferðum, þá helst með því að koma fyrir hljóðdeyfandi yfirborðum sem draga í sig hljóðið þegar það skellur á þeim. Því má vel stytta ómtíma í stórum sal með slíkum yfirborðum en ekki er hægt að auka óm í rými nema með því að fjarlægja slík yfirborð, séu þau fyrir, eða með því að auka rúmmál rýmisins.

Rafræn breyting hljómburðar

Þegar ómi er breytt rafrænt er þessu öfugt farið, þ.e. hljómbótarkerfi getur aukið og bætt hljóm en það getur ekki deyft þann hljóm og þau endurköst sem fyrir eru. Því er mikilvægt þegar rafræn hljómbót er notuð að salurinn sé hannaður þannig að ómtími hans sé sá lægsti sem sóst er eftir. Í flestum tilvikum, s.s. á Akranesi, þýðir þetta að salurinn sé hannaður til að henta töluðu máli og hljómbótarkerfið svo notað til að auka óminn svo hann henti betur tónlistarflutningi.

Hljómbót virkar því best þegar sterkar hliðarendurvarpanir í salnum eru deyfðar hæfilega miðað við beint hljóð af sviði með samblandi af hljóðdeyfingu og hljóðdreifingu og hljóðsvið salarins er jafndreift og tiltölulega mikið deyft. Hljómbótarkefið má þá nota til að bæta við óminn í salnum með því að láta hljóðið deyja hægar út en annars væri og bæta við þeim hliðarendurvörpunum sem kæmu seinna væri salurinn stærri. Kerfið bætir svo upp það tap sem hljóðið verður fyrir á leið sinni aftur salinn þannig að hljómur sé sem jafnastur allstaðar í salnum. Vel hannaður salur með góðu hljómbótarkerfi ætti því að gefa sterkt beint hljóð sem er stutt og/eða aukið af kerfinu sem umlykur áheyranda.

Mynd 2.Myndin sýnir vel hljóðskildi á veggjum og í lofti auk hljóðdeyfandi eininga á veggjum. Þá sést hvernig hátalarar eru hálfinnfelldir í loft. Hátalarar á hliðarveggjum eru faldir inni í veggeiningum.

Hönnun með tilliti til hljómbótarkerfis

Af fyrrgreindum ástæðum var salurinn því hannaður þannig að hann hentaði fyrir talað mál sem fyrirlestrarsalur án nokkurs hljóðkerfis. Þá var gert ráð fyrir þeim atriðum sem skipta máli til þess að aðstæður væru sem bestar fyrir uppsetningu hljómbótarkerfis. Þrátt fyrir takmarkaða lofthæð var ákveðið að hafa upphækkaðar sætaraðir til þess að beint hljóð af sviði ætti sem greiðasta leið að eyrum áheyrenda. Upphækkun sætaraða tryggir auk þess að sjálfsögðu einnig betra sjónarhorn úr sal. Hljóðdreifandi veggskildir voru hannaðir á hliðarveggi. Þá var bogadregnum götuðum einingum sem deyfa jafnt sem dreifa hljóði komið fyrir á milli veggspjalda á hliðarveggjum og svipuðum einingum komið fyrir ofan við veggskildi, sem og á bakvegg. Þessi samsetning hljóðdeyfingar og dreifingar kemur í veg fyrir sterk hliðarendurvörp og gefur jafna dreifingu þeirra. Hljóðskildir í lofti fyrir ofan svið og fyrir framan það voru hannaðir til þess að varpa hljóði jafnt aftur í salinn til styrkingar. Undir og fyrir aftan fyrrnefndan mænisbita var svo komið fyrir hljóðdreifandi skjöldum svipuðum þeim sem eru á veggjum. Notast var við þrívíddarreiknilíkan í hljóðhermiforritinu ODEON við hönnun þessara skjalda. Rýmið sem myndaðist fyrir framan bitann nýttist svo mjög vel þar sem þar mátti koma fyrir sviðsljósabúnaði svo lítið bæri á.

Hljómbótarkerfið

Hljómbótarkerfið sjálft samanstendur af 52 hátölurum, tveimur hágæða hljóðnemum og stýribúnaði. Sex hátalarar eru á hvorum hliðarvegg, sem og á bakvegg, og eru þeir faldir inni í einingunum sem komið var fyrir ofan við veggskildi. Hlutverk þessara hátalara er að gefa hliðar- og bakendurköst sem hæfa þeim óm sem kerfið er stillt fyrir hverju sinni. Endurvörpununum er þá seinkað örlítið svo þau virðist koma frá vegg sem er lengra í burtu en veggurinn raunverulega er. Í lofti hefur svo 34 hátölurum verið komið fyrir yfir bæði sætum og sviði svo lítið beri á. Þetta eru þeir hátalarar sem í raun lengja ómtíma en það er gert með því að láta hljóð í þeim lifa lengur en það annars gerði. Með þessum hátölurum er þá einnig séð til þess að hljóðstyrkur sé sem jafnastur allstaðar í salnum. Hljóðnemarnir tveir eru staðsettir í lofti rétt framan við sviðið og nema allt það sem fram fer á sviðinu auk t.d. klapps utan úr sal og mata inn í stýrikerfið.

Kerfið sem notað er á Akranesi nefnist LARES (Lexicon Acoustic Reinforcement and Enhancement System) og stjórnast af Crestron fjarstýringarkerfi. Eftir að kerfið tekur við hljóðmerkjunum frá hljóðnemunum tekur við úrvinnsla þar sem reiknuð eru öll þau hljóð sem spilast skulu úr hverjum og einum hátalara. Gífurlega hraðvirkar vinnslutölvur eru notaðar til að framkvæma útreikningana í rauntíma þannig að eðlilegur ómur, hliðar- og bakendurköst fáist.

Mynd 3. Séð út í sal af sviði.Veggskildir á hliðarveggjum og hljóðdeyfandi einingar fyrir ofan þá sjást greinilega. Á bakvegg hefur ein eining verið tekin niður og sést þar hvernig hátalarar eru faldir undir þeim. Í forgrunni sést hvernig ljósabúnaði var komið fyrir framan við mænisbita og á bakvegg má greina glugga stjórnherbergis.

Hljómbótarkerfið má í raun stilla á hvaða hátt sem er en til einföldunar hafa verið settar upp nokkrar forstillingar sem notendur geta valið úr. Með því móti verður mun þægilegra og fljótlegra að breyta stillingum kerfisins þar sem t.d. notandi á sviði getur skipt á milli forstillinga með einum hnapp á snertiskjá. Með því að nota forstillingar er einnig séð til þess að notandi þurfi ekki að hafa neina þekkingu á hljóðvist til þess að nýta sér kerfið. Sem dæmi er forstilling fyrir fyrirlestrasal þar sem hljóðvist er þannig að ekki þarf að nota hljóðnema, þ.e. vel heyrist í þeim sem

Mynd 4. Mældur ómtími í salnum með og án kerfisins.Neðsti ferillinn sýnir raunverulegan ómtíma salarins. Hinir ferlarnir sýna hvernig ómtíminn eykst fyrir hverja af fjórum mismunandi forstillingum kerfisins.

Ómtíminn í salnum hefur verið mældur með og án kerfisins og á mynd 4 má sjá niðurstöður þeirra mælinga fyrir nokkrar forstillingar. Neðsta kúrfan sýnir ómtímann í salnum án kerfisins og er hann um 0,75 s hinar kúrfurnar sýna svo hvernig ómtíminn breytist þegar skipt er milli forstillinga.

Af hverju hljómbótarkerfi? – Gæði og reynsla

Nú hefur nokkuð verið rætt um hvort sú upplifun sem kerfið gefur standist samanburð við hefðbundna tónlistarsali, s.s. bestu óperuhallir o.þ.h. Að mörgu leyti er slík umræða á villigötum. Kerfi sem þessi geta líkt eftir aðstæðum í stærri og sérhæfðari sölum og gera það mjög vel. Þau munu samt líklega aldrei koma alveg í staðinn fyrir klassíska sinfóníueða óperusali, svo dæmi séu tekin, en að sjálfsögðu er margt annað en bara hljóð sem spilar inní. Það sem svona kerfi býður hinsvegar uppá, sem hefðbundnir salir gera ekki, er aðallega tvennt. Í fyrsta lagi er það sveigjanleiki. Frábært óperuhús verður aldrei góður fyrirlestrarsalur en með hljómbótarkerfi má gera góðan fyrirlestrarsal að góðu óperuhúsi. Í öðru lagi er það möguleikinn á því að auka nýtni húsnæðis sem fyrir er. Salur af svipaðri stærðargráðu og salurinn á Akranesi verður aldrei mjög hentugur fyrir t.d. óperur eða sinfóníur án rafrænnar aðstoðar, til þess er rúmmal salarins einfaldlega of lítið. Uppsetning slíks kerfis er þar að auki margfalt ódýrari en stórtækar byggingarframkvæmdir. Hljómbótarkerfi eru því kjörin lausn í mörgum tilvikum t.d. á höfuðborgarsvæðinu. Þetta á þó kannski sérstaklega við úti á landi, í minni sveitarfélögum þar sem áhugi er fyrir því að halda hverskonar menningaruppákomur en húskostur hentar ekki hverju sem er. Óraunhæft er að ætla að reist verði sérhæfð tónlistarhús um allt land en auðveldlega mætti auka notagildi og bæta gæði sala sem fyrir eru án mikils tilkostnaðar með uppsetningu hljómbótarkerfis.

Mynd 5. Af tónleikum í salnum.