Müzik Prova Odalarında Açılı Duvarların Oda Frekans Tepkisi Üzerindeki Etkileri: İzmir Devlet Konservatuvarı ve Işılay Saygın Lisesi Örneği

Year 2022, İzmir Özel Sayısı, 55 - 67, 30.09.2022

Serhat Durmaz , Atakan Zerafet

https://doi.org/10.17484/yedi.1058256

Abstract

Konservatuvarlar ve diğer müzik eğitim kurumlarındaki müzik etüt ve prova odalarının akustik bozulmalara karşı çoğunlukla korumasız şekilde tasarlandığı izlenmektedir. Bu tür odaları akustiği konusunda temel ilkelerin belirlendiği NS-8178 ve ardından ISO 23591:2021 standardı, odanın frekans tepkisindeki bozulmalarını önlemek için mimari form özelliklerinden söz eder: Yumuşak alçak frekans tepkisi veren oda oranlarının seçilmesiyle bas frekanslardaki renklendirme etkilerinin kontrolü, yan duvarlarda yapılan en az 7° açılandırma ile orta frekanslardaki flutter echo (FE) sorunlarının önlenmesi. Açılandırma aynı zamanda orta frekanslarda olduğu gibi alçak frekans ses seviyeleri üzerinde de kısmen etkilidir. Literatürde genel görüş, açılandırmanın renklendirme etkilerini azaltmadığı ancak oda içerisindeki basınç dağılımı üzerinde etkili olduğu yönündedir.
Bu çalışmada, hangisinin müzik çalışma odalarının akustiği için daha uygun olduğunu belirlemek adına, aynı oranlara sahip dikdörtgen ve dik yamuk oda modellerindeki frekans tepkileri üzerinde standart sapma değerleri izlenmiştir. Geliştirilen teknikte parametreler, İzmir Devlet Konservatuvarı (İzDK) ve Işılay Saygın Güzel Sanatlar Lisesi (ISGSL) örnek odalarından elde edilen veriler kullanılarak belirlenmiştir. Hacim ve açılandırma ilişkisinin izlenebilmesi amacıyla üç farklı hacim grubu seçilip modellenmiş, Odeon 13’te oda dürtü tepkileri (RIR) üretilmiştir. Aynı oranlara sahip odalardaki açılandırmaların, Schroeder frekansı altındaki değerlerde, aynı modal, temel frekans oluşumları sağladığı izlenmiştir. Schroeder frekansı üzerinde standart sapma değerlerinin hesapları, doğrusal ortalamalı Ayrık Fourier Dönüşümü (DFT) ile MATLAB 2021a yazılım ortamında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen verilerden belirli limitler arasındaki sapmalar hesaplanmış, açılandırmadan kaynaklanan frekanslarda yumuşatma etkileri incelenmiştir. Kullanılan istatiksel yöntem, 500 Hz’e kadar olan bölgede %25 yumuşatma etkisinin mümkün olabileceğini göstermiştir.

Keywords

Oda tepkisi, oda oranları, frekans analizi, açılandırma, prova odaları.

Supporting Institution

Dokuz Eylül Üniversitesi

Project Number

2020 KB FEN 025

Thanks

Bu çalışmada, Dokuz Eylül Üniversitesi tarafından desteklenen ve halen sürmekte olan “MEB Eğitim Kurumlarındaki Müzik Etüt Sınıflarında Akustik Konfor ve Gürültü Kirliliği“ başlıklı Bilimsal Araştırma projesi kapsamında elde edilmiş gerçek mekân ve akustik ölçüm verileri kullanılmıştır. Teşekkür ederiz.

The Effects of Angled Walls on Room Frequency Response in Music Rehearsal Rooms: Izmir State Conservatory and Isilay Saygin High School as a Case Study

Abstract

It is observed that the music rehearsal rooms in conservatories and other music education institutions are designed without protection against acoustic distortions. The NS-8178 and later ISO 23591:2021 standard, in which the basic principles of rehearsal room acoustics are set, refer to a number of architectural form features to prevent distortions in the frequency response of the room: Controlling of coloration in low frequencies by choosing room proportions that give a soft low frequency response, and preventing flutter echo (FE) problems at mid frequencies with angulation at least 7° on the lateral walls. Angling also has an effect on low frequency sound levels as it does on mid frequencies. The general view in the literature is that angulation does not reduce the coloration effects, but has an effect on the pressure distribution in the room
In this study, standard deviation values were followed on frequency responses in rectangular and trapezoidal room models with the same proportions, in order to determine which one is more suitable for the acoustics of rehearsal rooms. The parameters were determined using samples taken from the measurements of İzmir State Conservatory (IzDK) and Isilay Saygin Fine Arts High School (ISGSL). In order to research the relationship between volume and angulation, three different volume groups were selected and modeled, and room impulse responses (RIR) were generated in Odeon 13. The data showed that angulations in rooms with the same ratios yield the same modal, fundamental frequency occurrences at values below the Schroeder frequency. Standard deviation calculations on the Schroeder frequency were performed using linear averaging Discrete Fourier Transform (DFT) in MATLAB 2021a environment. Deviations between certain limits were calculated from the obtained data, and the smoothing effects caused by angulation were examined. The statistical method used showed that a 25% smoothing effect could be possible in the region up to 500 Hz.

Keywords

RIR, room ratios, frequency analysis, angled wall, rehearsal rooms

Project Number

2020 KB FEN 025

References

• Ballou, G. (2008). Handbook for sound engineers. Taylor & Francis.
• Bolt, R. H. (1946). Note on normal frequency statistics for rectangular rooms. The Journal of the Acoustical Society of America, 18(1), 130-133.
• Cerna, M. & Harvey, A. F. (2000). The fundamentals of FFT-based signal analysis and measurement. Application Note 041, National Instruments.
• Cox, T. J., D'Antonio, P. & Avis, M. R. (2004). Room sizing and optimization at low frequencies. Journal of the Audio Engineering Society, 52(6), 640-651.
• Durmaz, S., Işıkhan C. ve Karaman, Ö. Y. (2021). MEB Eğitim kurumlarındaki müzik etüt sınıflarında akustik konfor ve gürültü kirliliğinin araştırılması. Dokuz Eylül Üniversitesi BAP Koordinasyon Birimi. 2020-KB-FEN-025
• Everest, F. A. (2001). Master handbook of acoustics. McGraw-Hill Education.
• Gunawan, H. & Aditanoyo, T. (2018). Study of the effect of splaying wall to modify acoustic modes distribution in small room. Journal of Physics: Conference Series, 1075 (1), p. 012049.
• Harris, F. J. (1978). On the use of windows for harmonic analysis with the discrete Fourier transform. Proceedings of the IEEE, 66(1), 51-83.
• Howard, C. & Cazzolato, B. (2015). Acoustic analyses using Matlab and Ansys. CRC press.
• Long, M. (2006). Architectural acoustics. Elsevier.
• Louden, M. M. (1971). Dimension-ratios of rectangular rooms with good distribution of eigentones. Acta Acustica united with Acustica, 24(2), 101-104.
• Lyons, R. G. (2004). Understanding digital signal processing, 3/E. Pearson Education India.
• Meissner, M. (2018). A novel method for determining optimum dimension ratios for small rectangular rooms. Archives of Acoustics, 43.
• Norwegian Standart. (2014), Acoustic criteria for rooms and spaces for music rehearsal and performance. NS-8178 , Oslo.
• Raichel, D. R. (2006). The science and applications of acoustics. Springer Science & Business Media.
• Rindel, J. H. (2015). Modal energy analysis of nearly rectangular rooms at low frequencies. Acta Acusti8ca united with Acustica, 101(6), 1211-1221.
• Rindel, J. H. (2021). Searching the musical rehearsal room. Baltic Nordic Acoustic Meeting, 3, 1-12
• Rossing, T. D. (Ed.). (2007). Springer handbook of acoustics (Vol. 1). Springer.
• Schroeder, M. (1954). Die statistischen Parameter der Frequenzkurven von groβen Räumen. Acta Acustica united with Acustica, 4(5), 594-600.
• Winer, E. (2012). The audio expert: everything you need to know about audio. Routledge.