ARTIKKELIT
Miten ilman suhteellinen kosteus vaikuttaa pianoon?
Pianossa on sen toiminnan kannalta kriittisiä rakenteita jotka koostuvat pääasiassa puusta. Näitä ovat esim. pianon viritystukki, kielisillat sekä äänipohja. Viritystukkiin on porattu sopivankokoiset reiät, joihin on löyty viritystapit kiinni. Viritystukin toimivuus on erittäin merkittävä osa pianon rakennetta.
Nykypäivän pianoissa viritystukki on rakennettu laminaatityyppisestä rakenteesta, joka koostuu useista ohuista puukerroksista jotka on liimattu toisiinsa. Vaikka nykypäivän viritystukista jostain kohtaa puu vähän halkeaisi, ei sillä välttämättä ole katastrofaalista vaikutusta, koska halkeaman vaikutus osuu pienelle alueelle viritystapin reiän pinta-alassa. Sillä on kuitenkin hyvin suuri merkitys, että viritystappien reiät on porattu juuri oikean kokoisiksi.
Vanhemmissa pianoissa viritystukki koostuu esim. kolmesta paksummasta puukerroksesta, jolloin yhden kerroksen kohdalta puun halkeamisella on jo suuri merkitys. Tästä seuraa usein se, että halkeaman takia viritystapin reikä on halkeaman syvyydeltä liian suuri ja kitka ei ole riittävä pitämään viritystappia paikallaan. Jos viritystappi ei pysy paikallaan, on varmaa että kieli ei tällöin pysy vireessä. Viritystukin kuntoa ei pysty näkemään vaan viritystappien pysyvyys selviää vain virityksen yhteydessä.
Nykypäivän pianoissa viritystukki on rakennettu laminaatityyppisestä rakenteesta, joka koostuu useista ohuista puukerroksista jotka on liimattu toisiinsa. Vaikka nykypäivän viritystukista jostain kohtaa puu vähän halkeaisi, ei sillä välttämättä ole katastrofaalista vaikutusta, koska halkeaman vaikutus osuu pienelle alueelle viritystapin reiän pinta-alassa. Sillä on kuitenkin hyvin suuri merkitys, että viritystappien reiät on porattu juuri oikean kokoisiksi.
Vanhemmissa pianoissa viritystukki koostuu esim. kolmesta paksummasta puukerroksesta, jolloin yhden kerroksen kohdalta puun halkeamisella on jo suuri merkitys. Tästä seuraa usein se, että halkeaman takia viritystapin reikä on halkeaman syvyydeltä liian suuri ja kitka ei ole riittävä pitämään viritystappia paikallaan. Jos viritystappi ei pysy paikallaan, on varmaa että kieli ei tällöin pysy vireessä. Viritystukin kuntoa ei pysty näkemään vaan viritystappien pysyvyys selviää vain virityksen yhteydessä.
Pianossa on kielisillat joiden yli kielet kulkevat. Kieli kiinnittyy toisesta päästä runkoraudan nastaan ja toisesta päästä viritystappiin. Kielisiltoja voisi verrata esim. viulun tai kitaran tallaan. Kielisiltojen kautta kielen värähtely välittyy äänipohjaan.
Kielisiltojen korkeudella suhteessa runkorautaan on merkitystä pianon toiminnan kannalta. Jos kielisillat ovat korkeat, välittyy kielen värähtely nopeasti äänipohjaan, jolloin ääni on voimakas, mutta lyhytkestoisempi. Jos kielisillat ovat matalat, ääni välittyy hitaammin kielistä äänipohjaan, ääni on hiljaisempi mutta kestää pidempään. Jos kielisillat ovat jostain syystä aivan liian matalat, niin seuraa tilanne, jossa kielen kontaktipiste kielisiltaan on huono. Tästä voi seurata jo selvästi häiritseviä vaikutuksia ääneen. Esim. ääni voi olla olematon ja siinä voi olla häiritseviä sivuääniä, esim. särinää. |
Kuva 3. Flyygelin runkorauta ja kielisillat.
|
Puu on hygroskooppinen aine. Tämä tarkoittaa sitä, että puuhun imeytyy ympäristöstä kosteutta ja puu myös luovuttaa kosteutta ympäristöön. Puu elää siis ympäristön suhteellisen kosteuden mukaan. Kaikki pianon puiset rakenteet elävät suhteellisen kosteuden mukaan. Viritystukki turpoaa tai kutistuu, jolloin viritystappien reiät pienenevät tai kasvavat. Kun suhteellinen kosteus on korkea, viritystappi ikään kuin puristaa viritystappeja voimakkaammin, jolloin viritystapin liikuttaminen vaatii enemmän voimaa tai suuremman momentin. Kun suhteellinen kosteus on matala, viritystapin reikä kasvaa suuremmaksi, jolloin viritystappi liikkuu pienemmällä voimalla. Joskus voi syntyä tilanne, jossa viritystukin ja viritystapin välinen kitka on liian pieni ja tällä on varsin ikävät seuraukset. Tällainen tilanne voi syntyä esim. silloin, kun piano on rakennettu alueella, jossa suhteellinen kosteus on korkeampi kuin alueella jossa pianoa käytetään. Tällöin viritystappien reiät on porattu sopivan kokoisiksi niissä olosuhteissa joissa piano oli rakennushetkellä. Matalammassa kosteudessa reiät ovat liian väljiä, eikä piano pahimmassa tapauksessa pidä virettä.
Suhteellinen ilmankosteus vaikuttaa myös kielisiltoihin ja äänipohjaan. Korkeassa suhteellisessa kosteudessa kielisillat ja äänipohja turpoavat, koska niihin sitoutuu vesihöyryä ilmasta. Kun suhteellinen kosteus on pieni, luovuttaa kielisillat ja äänipohja ylimääräisen veden itsestään ilmaan, jolloin puu kutistuu. Kun kielisillat ja äänipohja turpoaa, niin pianon vire nousee. Kun kielisillat ja äänipohja kutistuu, niin vire laskee. Pahimmassa tapauksessa voi seurata tilanne, jossa kielisillat ovat liian matalat suhteessa raudan korkeuteen. Puu pyrkii siis aina säilyttämään tasapainon ympäristön suhteellisen kosteuden mukaan. Suomessa sisäilman suhteellisessa kosteudessa on suuri ero talven ja kesän välillä. Kesällä suhteellinen kosteus voi olla hyvin suuri ja talvella kovalla pakkasella kosteusprosentti voi laskea jopa alle kymmeneen. Tämä johtaa siihen, että piano pitää virittää, vaikka se olisi käyttämättömänä.
Suhteellinen ilmankosteus vaikuttaa myös kielisiltoihin ja äänipohjaan. Korkeassa suhteellisessa kosteudessa kielisillat ja äänipohja turpoavat, koska niihin sitoutuu vesihöyryä ilmasta. Kun suhteellinen kosteus on pieni, luovuttaa kielisillat ja äänipohja ylimääräisen veden itsestään ilmaan, jolloin puu kutistuu. Kun kielisillat ja äänipohja turpoaa, niin pianon vire nousee. Kun kielisillat ja äänipohja kutistuu, niin vire laskee. Pahimmassa tapauksessa voi seurata tilanne, jossa kielisillat ovat liian matalat suhteessa raudan korkeuteen. Puu pyrkii siis aina säilyttämään tasapainon ympäristön suhteellisen kosteuden mukaan. Suomessa sisäilman suhteellisessa kosteudessa on suuri ero talven ja kesän välillä. Kesällä suhteellinen kosteus voi olla hyvin suuri ja talvella kovalla pakkasella kosteusprosentti voi laskea jopa alle kymmeneen. Tämä johtaa siihen, että piano pitää virittää, vaikka se olisi käyttämättömänä.
Puuosan muoto muuttuu suhteellisen kosteuden muutoksen mukaan eri tavoilla riippuen puun vuosirenkaiden suunnasta. Suurin muutos tapahtuu vuosirenkaiden suuntaisesti. Sillä on siis merkitystä, mistä kohtaa puuta leikataan rakennusmateriaaliksi ja missä kulmassa vuosirenkaat ovat osassa. Pianovalmistajat pyrkivät ottamaan tämän huomioon parhaansa mukaan.
Jos puuosa on leikattu kohteen kannalta epäsuotuistasti, voi tästä seurata puun vääntyminen johonkin suuntaan tai se, että puu turpoaa tai kutistuu epätasaisesti. Tämä voisi näkyä esim. niin, että pianon vasaroiden varret vääntyvät, eikä vasaranuppi osu enää sopivaan kohtaan kieliä. Jos ilman suhteellinen kosteus pääsee liian alas, voi myös seurata puun halkeaminen. |
Kuva 4. Flyygelin vasaranupit ovat näkyvissä kielten alla.
|
Kirjallisuutta:
Willems, W. (2018). Hygroscopic wood moisture: single and dimerized water molecules at hydroxyl‐pair sites? Wood Science and Technology, 52, 777-791. Haettu osoitteesta doi.org/10.1007/s00226-018-0998-x
Göken, J. Fayed, S. Schäfer, H. & Enzenauer, J. (2018). A Study on the Correlation between Wood Moisture an the Damping Behavior of the Tonewood Spruce. Acta Physica polonica A. Haettu osoitteesta doi.org/10.12693/APhysPolA.133.1241
Forest Product Laboratory, United States Department of Agriculture Forest Service (2010). Wood Handbook Wood as an Engineering Material. Madison, Wisconsin. Haettu osoitteesta www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplgtr/fpl_gtr190.pdf
Suomen pianonvirittäjät ry. (1987). PIANO rakenne ja huolto. Oy X-act Ab, Kirkkonummi
Reeb, J. (1997). Drying Wood. Cooperative Extension Service, University of Kentucky, College of Agriculture. Haettu osoitteesta owic.oregonstate.edu/sites/default/files/pubs/for55.pdf
Willems, W. (2018). Hygroscopic wood moisture: single and dimerized water molecules at hydroxyl‐pair sites? Wood Science and Technology, 52, 777-791. Haettu osoitteesta doi.org/10.1007/s00226-018-0998-x
Göken, J. Fayed, S. Schäfer, H. & Enzenauer, J. (2018). A Study on the Correlation between Wood Moisture an the Damping Behavior of the Tonewood Spruce. Acta Physica polonica A. Haettu osoitteesta doi.org/10.12693/APhysPolA.133.1241
Forest Product Laboratory, United States Department of Agriculture Forest Service (2010). Wood Handbook Wood as an Engineering Material. Madison, Wisconsin. Haettu osoitteesta www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplgtr/fpl_gtr190.pdf
Suomen pianonvirittäjät ry. (1987). PIANO rakenne ja huolto. Oy X-act Ab, Kirkkonummi
Reeb, J. (1997). Drying Wood. Cooperative Extension Service, University of Kentucky, College of Agriculture. Haettu osoitteesta owic.oregonstate.edu/sites/default/files/pubs/for55.pdf