Một hệ thống âm thanh Ecler phân tán đã được thiết kế như thế nào để mang lại nhạc nền đồng đều và thông báo dễ nghe trên khắp các giếng trời mở, ban công cong và khu vực ngoài trời của IA PLAZA, một điểm đến phức hợp nhiều tầng.
Âm thanh trong một không gian được thiết kế để ngắm từ mọi góc
IA PLAZA là một điểm đến phức hợp tại Shanghai, kết hợp bán lẻ, giải trí và không gian công cộng trên nhiều tầng. Giếng trời mở, ban công cong, trần nhiều lớp và sự kết nối mạnh theo chiều đứng giữa các tầng khiến tòa nhà được tạo ra để trải nghiệm từ nhiều điểm đứng cùng lúc, chứ không phải để đi qua theo một lộ trình thẳng duy nhất.
Một hệ thống âm thanh trong không gian như thế phải theo cùng logic với kiến trúc: hiện diện ở mọi nơi khách có thể đứng, nhưng không bao giờ tranh giành sự chú ý với chính tòa nhà. Nguyên tắc đó, âm thanh là một lớp hỗ trợ chứ không phải một chi tiết lộ ra, đã dẫn dắt mọi quyết định trong dự án.
Vì sao không gian mở, nhiều tầng lại khắt khe về âm học
Những khối không gian mở lớn được hoàn thiện bằng vật liệu phản xạ không ứng xử như một căn phòng thông thường. Tại IA PLAZA, bề mặt kim loại, bề mặt đục lỗ, thang cuốn và các khoảng thông tầng nối tầng này với tầng kia đều góp phần tạo nên một môi trường âm học phức tạp, nơi âm thanh có thể phản xạ, chồng lấn và mất độ nét ở rất xa khu vực mà nó được dự định phủ.
Mật độ khách và tiếng ồn môi trường cũng thay đổi liên tục trong ngày, giữa một buổi sáng yên tĩnh và một buổi tối đông đúc. Trong bối cảnh đó, câu trả lời không phải là tăng âm lượng. Nâng mức phát trong một môi trường mở, nhiều phản xạ thường làm độ rõ lời kém đi chứ không tốt hơn. Thách thức thực sự là duy trì độ rõ và sự nhất quán, để cả nhạc nền lẫn thông báo vẫn dễ nghe khi khách di chuyển giữa hành lang, giếng trời và khu vực ngoài trời.
Mục tiêu của dự án
Thiết kế âm thanh được dẫn dắt bởi năm mục tiêu thực tế:
- Mang lại độ phủ âm nhất quán, đồng đều trên nhiều tầng và nhiều vùng
- Duy trì độ rõ lời cho các thông báo
- Tích hợp loa vào các chi tiết kiến trúc mà không phá vỡ chúng về mặt thị giác
- Mở rộng một trải nghiệm âm thanh liền mạch giữa khu vực trong nhà và ngoài trời
- Bảo đảm vận hành tin cậy suốt nhiều giờ mỗi ngày trong một môi trường có lưu lượng người qua lại cao
Một hệ thống phân tán xây dựng xoay quanh kiến trúc, không đi ngược lại nó
Thay vì dựa vào mức áp suất âm cao để phủ những khối không gian lớn, dự án dùng cách tiếp cận âm thanh phân tán: nhiều điểm phát công suất vừa phải thay cho một vài điểm phát to, mỗi điểm phủ chính xác vùng của riêng nó.
Ở trung tâm hệ thống, bộ xử lý tín hiệu số Ecler MIMO4040DN đảm nhiệm định tuyến, chia vùng và điều khiển tín hiệu. Đây là một ma trận âm thanh 40x40 nguyên bản (8 ngõ vào analog, 8 ngõ ra analog và 32 ngõ vào, ngõ ra số Dante/AES67), cho phép hệ thống quản lý nhiều vùng độc lập từ một điểm xử lý duy nhất qua mạng Ethernet tiêu chuẩn, không vướng những hạn chế về cáp của một công trình hoàn toàn analog. Hộp break-out Dante Ecler DN44BOB mở rộng khả năng kết nối bằng cách chuyển bốn tín hiệu âm thanh analog thành kênh Dante và ngược lại, tăng tính linh hoạt cho các vùng trong tương lai mà không phải đi lại dây cho hệ thống lõi.
Phần khuếch đại do các amply dòng Ecler eHSA đảm nhiệm, được chế tạo chuyên cho các công trình nhạc nền và thông báo cố định, trở kháng cao (70/100V), cùng với bộ quản lý loa kỹ thuật số Ecler ALMA26, thiết bị áp dụng xử lý ngõ vào và ngõ ra (EQ, lọc phân tần, delay và điều chỉnh mức) để tinh chỉnh độc lập từng vùng. Cả hai dòng sản phẩm đều được thiết kế để vận hành liên tục với chức năng tự chuyển sang chế độ chờ, giảm điện năng tiêu thụ khi một vùng im lặng, điều đáng kể ở một địa điểm hoạt động nhiều giờ mỗi ngày.
Về tái tạo âm thanh, hệ thống kết hợp loa âm trần Ecler VIC Series với loa thùng Ecler eMOTUS3. VIC Series dùng khung nam châm cho phép lắp đặt nhanh, cần ít dụng cụ trên nhiều loại vật liệu trần, còn eMOTUS3 là loa thùng hai đường tiếng nhỏ gọn có phiên bản ngoài trời đạt chuẩn IP65, phù hợp để mở rộng độ phủ ra các khu vực ngoài trời. Cả hai đều có góc phủ được kiểm soát, điều quan trọng trong một môi trường mở, nhiều phản xạ: vùng phủ được kiểm soát chặt làm giảm lượng âm thanh dội vào các bề mặt cứng trước khi tới người nghe, cải thiện độ rõ mà không cần tăng âm lượng.
Ở mặt đất tại các khu quảng trường ngoài trời, hệ thống còn dùng loa âm đất Ecler IG108, được xác nhận qua ảnh chụp công trình. IG108 là loa chống chịu thời tiết đạt chuẩn IP65, lắp chìm trong nền đất, với kiểu phủ đẳng hướng 360° theo phương ngang, thiết kế cho các khu vực ngoài trời thoáng như quảng trường và lối đi bộ, nơi một nguồn phát kín đáo, lắp phẳng mặt nền được ưu tiên hơn nguồn phát gắn tường hay gắn trần.
Nghiên cứu nói gì về âm thanh trong các không gian mở lớn, nhiều tầng
Một nghiên cứu năm 2020 đăng trên tạp chí có bình duyệt Applied Sciences đã đo thời gian vang và mức áp suất âm tại nhiều vùng của một trung tâm thương mại trong trọn một tuần, sau đó đối chiếu kết quả với mức độ dễ chịu về âm học do nhân viên tự báo cáo. Nghiên cứu cho thấy đau đầu và khó giao tiếp với người khác là những vấn đề liên quan tới tiếng ồn được báo cáo thường xuyên nhất, và độ vang, do các bề mặt kiến trúc cứng, phản xạ gây ra, là yếu tố hàng đầu làm giảm độ rõ lời trong toàn bộ không gian (Alnuman & Altaweel, 2020).
Điều này nhất quán với lý do vì sao một hệ thống phân tán, thay vì một số ít nguồn phát công suất lớn, thường cho kết quả tốt hơn ở những địa điểm như IA PLAZA. Trải các loa công suất vừa phải ra nhiều vùng giúp mỗi loa làm việc trong một khoảng cách ngắn hơn, dễ kiểm soát hơn, qua đó hạn chế quãng đường âm thanh phải đi qua các bề mặt phản xạ trước khi tới người nghe. Các quy chuẩn phòng cháy và an toàn sinh mạng ở những địa điểm công cộng lớn thường yêu cầu một chỉ số độ rõ lời (STI) tối thiểu cho hệ thống thông báo công cộng, chính vì độ vang trong các không gian này nếu không thì có thể khiến thông báo khẩn cấp khó nghe hiểu.
Kết quả: âm thanh đi theo hành trình của khách tham quan
Hệ thống hoàn thiện mang lại một môi trường âm thanh mạch lạc, dễ chịu trên khắp IA PLAZA, thích ứng với kiến trúc thay vì đi ngược lại nó. Trên thực tế, điều này có nghĩa là:
- Nhạc nền mượt, đồng đều trên các không gian mở và không gian chuyển tiếp
- Thông báo rõ ràng, dễ nghe mà không cần âm lượng quá lớn
- Sự liên tục giữa các khu dịch vụ trong nhà và ngoài trời, để trải nghiệm không bị đứt ở ngưỡng cửa
- Những chiếc loa trông như một phần của kiến trúc, không phải thiết bị lộ ra
- Một hệ thống ổn định, quản lý tập trung, được xây dựng để dùng liên tục hằng ngày
Câu hỏi thường gặp
Vì sao dùng hệ thống phân tán thay vì một vài chiếc loa công suất lớn? Trong những không gian lớn, mở và nhiều phản xạ, tăng âm lượng từ một số ít nguồn phát thường làm tăng độ vang và giảm độ rõ chứ không cải thiện độ phủ. Một hệ thống phân tán, tức nhiều loa công suất vừa phải phủ những vùng nhỏ hơn, giữ cho mỗi khu vực nghe nằm trong một đường truyền âm ngắn hơn, dễ kiểm soát hơn, hỗ trợ cả độ rõ của âm nhạc lẫn độ rõ lời.
Hệ thống này có mở rộng ra khu vực ngoài trời không? Có. Loa eMOTUS3 dùng trong dự án có phiên bản ngoài trời đạt chuẩn IP65, cho phép cùng một trải nghiệm âm thanh tiếp nối qua các vùng dịch vụ trong nhà và ngoài trời mà không cần một hệ thống riêng chỉ dành cho ngoài trời.
Hệ thống được điều khiển như thế nào trên nhiều vùng đến vậy? Việc chia vùng, định tuyến và quản lý tín hiệu được tập trung tại ma trận âm thanh số Ecler MIMO4040DN, còn ALMA26 đảm nhiệm tinh chỉnh ở cấp từng vùng. Nhờ đó có thể điều khiển độc lập từng khu vực từ một điểm duy nhất thay vì cần phần cứng riêng cho mỗi vùng.
Có bằng chứng nào cho thấy thiết kế âm học ảnh hưởng tới sự dễ chịu trong các không gian bán lẻ lớn và không gian phức hợp? Nghiên cứu đã công bố về âm học trung tâm thương mại đã liên hệ độ rõ lời kém và độ vang cao với tình trạng đau đầu và khó giao tiếp được báo cáo ở những người có mặt trong các không gian này suốt thời gian dài. Nghiên cứu này mang tính chung cho môi trường trung tâm thương mại; không có số đo âm học độc lập nào từ chính IA PLAZA cho bài viết này.
Nguồn: Ecler — bài gốc tiếng Anh trên ecler.com.
