Aalto-yliopisto

Akustiikkaa voi nyt mitata paremmin kuin koskaan – uusi menetelmä syntyi huoneessa, jonka seinillä voi luoda enemmän kaikuvaihtoehtoja kuin maailmassa on muurahaisia

Jaa

Luotettavampi mittausmenetelmä tehostaa akustisia mittauksia, joita tarvitaan esimerkiksi elokuvateatterien, metroasemien ja konserttisalien suunnittelussa. Menetelmällä on osuva nimi – joka sattumalta tunnetaan myös Star Wars -elokuvissa.

Arni-huoneen seinissä on käännettävät paneelit. Huoneeseen sijoitettu pallokaiutin soittaa ääntä kaikkiin eri suuntiin, ja akustiikan ominaisuudet voidaan mitata useilla mikrofoneilla samanaikaisesti. Kuva: Aalto-yliopisto / Karolina Prawda
Arni-huoneen seinissä on käännettävät paneelit. Huoneeseen sijoitettu pallokaiutin soittaa ääntä kaikkiin eri suuntiin, ja akustiikan ominaisuudet voidaan mitata useilla mikrofoneilla samanaikaisesti. Kuva: Aalto-yliopisto / Karolina Prawda

Aalto-yliopiston akustiikan tutkijat ovat keksineet tavan parantaa alan yleisintä mittausmenetelmää, sinipyyhkäisymenetelmää, joka otettiin käyttöön 20 vuotta sitten ja korvasi silloin aiemmat käytössä olleet menetelmät.

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 kehittämisessä tarvittuja tuhansia äänen mittausyhdistelmiä tehtiin akustiikan laboratorion Arni-huoneessa Otaniemessä.

”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.

”Menetelmän nimi Rule of Two (Ro2) tulee siitä, että luotettava mittaus vaatii aina kaksi puhdasta mittauskertaa, jotka korreloivat vahvasti keskenään. Myöhemmin kuulimme, että sattumalta Star Wars -tarinoissa on myös Rule of Two. Tähtien sodalla ja akustiikan mittauksella ei toki ole mitään muuta yhteistä kuin sattumalta menetelmän nimi”, tohtorikoulutettava Karolina Prawda hymyilee.

Tutkijat uskovat, että Ro2 korvaa kertaluonteisen sinipyyhkäisymenetelmän, sillä luotettavampi mittausmenetelmä säästää aikaa suunnittelutyössä.

Akustisia mittauksia käytetään yleensä kaikkien sisätilojen rakennusvaiheessa, joissa pitää saada puhe, kuulutukset tai musiikki kuulumaan kaikille, kuten elokuvateattereissa, metroasemilla, konserttisaleissa, luentosaleissa, kirkoissa ja kongressikeskuksissa.

”Otamme Aalto-yliopistossa mittausmenetelmän käyttöön välittömästi muun muassa opetuksessa. Toivottavasti myös akustiikan ala huomaa hyödyt mahdollisimman pian”, professori Välimäki sanoo.

Käännettävillä paneeleilla syntyy loputon määrä ääniyhdistelmiä

Arni-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.

”Mittausmenetelmä löytyi nimenomaan tuhansien mittausten avulla. Seinillä voi tehdä enemmän erilaisia kombinaatioita kuin maailmassa on muurahaisia*”, professori Sebastian Schlecht mainitsee.

”Seinäpaneelit aukeavat ja menevät kiinni ohjelmiston niin käskiessä. Meidän tehtävämme oli analysoida tuhannet mittaukset ja verrata niitä keskenään”, Prawda sanoo.

Artikkeli on julkaistu arvostetussa Journal of the Acoustical Society of America -lehdessä. Artikkeli on luettavissa tästä linkistä.

*Kuuluisan muurahaistutkijan E.O. Wilsonin arvion mukaan maailmassa on noin 10 000 000 000 000 000 muurahaista

Katsoaksesi videon lähteestä www.youtube.com, anna hyväksyntä sivun yläosasta.Katso video Arni-huoneesta

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Karolina Prawda
Tohtorikoulutettava, Aalto-yliopisto
karolina.prawda@aalto.fi

Vesa Välimäki
Professori, Aalto-yliopisto
puh. 050 569 1176
vesa.valimaki@aalto.fi

Sebastian Schlecht
Työelämäprofessori, Aalto-yliopisto
puh. 050 517 6093
sebastian.schlecht@aalto.fi

Kuvat

Arni-huoneen seinissä on käännettävät paneelit. Huoneeseen sijoitettu pallokaiutin soittaa ääntä kaikkiin eri suuntiin, ja akustiikan ominaisuudet voidaan mitata useilla mikrofoneilla samanaikaisesti. Kuva: Aalto-yliopisto / Karolina Prawda
Arni-huoneen seinissä on käännettävät paneelit. Huoneeseen sijoitettu pallokaiutin soittaa ääntä kaikkiin eri suuntiin, ja akustiikan ominaisuudet voidaan mitata useilla mikrofoneilla samanaikaisesti. Kuva: Aalto-yliopisto / Karolina Prawda
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Aalto-yliopisto
Aalto-yliopisto
PL 18000
00076 AALTO

09 47001, viestinta@aalto.fihttp://aalto.fi

Aalto-yliopistossa tiede ja taide kohtaavat tekniikan ja talouden. Rakennamme kestävää tulevaisuutta saavuttamalla läpimurtoja avainalueillamme ja niiden yhtymäkohdissa. Samalla innostamme tulevaisuuden muutoksentekijöitä ja luomme ratkaisuja maailman suuriin haasteisiin. Yliopistoyhteisöömme kuuluu 12 000 opiskelijaa ja yli 4000 työntekijää, joista 400 on professoreita. Kampuksemme sijaitsee Espoon Otaniemessä.  

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Aalto-yliopisto

Miten vauhditetaan innovaatioita, saadaan ruoka riittämään ja tehdään kaupungeista vihreitä? Sustainability Science Days etsii vastauksia aikamme isoihin kestävyysongelmiin18.5.2022 08:30:00 EEST | Tiedote

Sustainability Science Days on Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston vuosittain järjestämä, Suomen suurin kestävän kehityksen tiedekonferenssi. Kaksipäiväinen tapahtuma keskittyy tänä vuonna globaaleihin systeemitason ratkaisuihin esimerkiksi ruoan, kaupunkien ja hallinnon osalta.

Aalto-yliopisto perustajaosakkaaksi ekologista tekstiilikuitua kehittävään Ioncell-yhtiöön18.5.2022 07:33:57 EEST | Tiedote

Vastaperustetun yhtiön tavoitteena on kaupallistaa Ioncell®-teknologia, jonka avulla tekstiilijätteestä ja puusta voidaan valmistaa ekologisesti kestävällä tavalla korkealaatuista tekstiilikuitua. Ioncell Oy tavoittelee 10 vuoden aikana 5–10 prosentin osuutta kansainvälisestä yli 200 miljardin euron tekstiilikuitumarkkinasta, mikä toisi yhtiölle satojen miljoonien vuosittaiset lisensiointitulot.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme