ออร์แกน Boardwalk Hall Auditorium ใน Atlantic City มียอดรวมอย่างเป็นทางการ 33,112 ท่อ และสี่เสียงของออร์แกนนี้ใช้ลมความดัน 100 นิ้ว ซึ่งผู้ดูแลระบุว่าเป็นสองเท่าของออร์แกนอื่นใดที่เคยสร้างมา (Convention Hall Organ Society, ประวัติ Midmer-Losh Opus 5550) ในระดับท่อเดี่ยว ท่อฟลูในห้องทดลองต้องใช้เวลาตั้งแต่ 26 ms ถึง 160 ms จึงตั้งตัวสู่โน้ตของมัน ขึ้นอยู่เพียงว่าความดันอากาศใต้เท้าท่อเพิ่มขึ้นเร็วเพียงใด (Castellengo, CNRS, ISMA 2004) ค่าชดเชยปลายท่อแบบคลาสสิกที่ 0.6133 เท่าของรัศมีท่อยังคงตรงกับโปรไฟล์ความดันที่วัดได้ในปี 2025 (Schefter และคณะ, Acta Acustica 2025) และออร์แกนส่วนใหญ่ยังคงทำงานที่ 2 ถึง 4 นิ้วของคอลัมน์น้ำเท่านั้น (Toevs, The Diapason) เรารวบรวมข้อมูลจาก Acta Acustica, Acoustics Today, Sensors, ฐานข้อมูลออร์แกนท่อของ Organ Historical Society, University of Edinburgh, CNRS, The Diapason, Duke University Chapel และองค์กรผู้เป็นเจ้าของออร์แกนที่ใหญ่ที่สุด เช่นเดียวกับงานวิจัยไม้ทำไวโอลิน อะคูสติกของออร์แกนก้าวจากความรู้ในโรงงานมาเป็นตัวเลขที่วัดได้ และอาคารสำคัญไม่แพ้เครื่องดนตรี ดังที่ข้อมูลการก้องของห้องแสดงคอนเสิร์ตชี้ให้เห็น
คำศัพท์สั้น ๆ สำหรับส่วนที่เหลือของสรุปนี้ ท่อฟลู (flue pipe) คือท่อออร์แกนแบบนกหวีดที่ไม่มีลิ้น ซึ่งลำลมแบนจากช่องแคบ (ช่องลม) พุ่งกระทบขอบคมของริมฝีปากบนที่ปากท่อ การปรับโทนเสียง (voicing) คือการปรับปากท่อและการไหลของลมด้วยมือเพื่อให้ท่อแต่ละท่อมีเสียงของมัน สเกลท่อ (scaling) คือเส้นผ่านศูนย์กลางหรือความกว้างของท่อเทียบกับความยาวของมัน
สรุปโดยย่อ
- ออร์แกน Boardwalk Hall ใน Atlantic City มียอดรวมอย่างเป็นทางการ 33,112 ท่อ โดยมีสี่เสียงใช้ลมความดัน 100 นิ้ว (Convention Hall Organ Society, ประวัติ Midmer-Losh)
- ออร์แกน Wanamaker ใน Philadelphia มี 28,750 ท่อใน 464 แถวท่อ ซึ่งมากที่สุดในบรรดาออร์แกนท่อทั้งหมด และหนัก 287 ตัน (Friends of the Wanamaker Organ)
- สเกลคลาสสิกของ Töpfer กำหนดให้ท่อ Diapason โน้ต C ขนาด 8 ft มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 155 mm โดยลดลงราว 1 : 1.682 ต่ออ็อกเทฟ (Rucz และคณะ, Acta Acustica 2025)
- ออร์แกนส่วนใหญ่ทำงานที่แรงดันลม 2 ถึง 4 นิ้วของคอลัมน์น้ำ (Toevs, The Diapason, อะคูสติกของออร์แกนที่ระดับความสูง)
- ท่อออร์แกนท่อหนึ่งใช้เวลา 160 ms, 45 ms หรือ 26 ms จึงตั้งตัวได้ สำหรับการโจมตีแบบช้า แบบสั้น และแบบฉับพลัน (Castellengo, CNRS, ISMA 2004)
- วาล์วพาเลตระบบกลไกเปิดเต็มที่ภายในเวลาโดยทั่วไปราว 30 ms เร็วกว่าเวลาตอบสนองที่ดีที่สุดของมนุษย์ราว 100 ms อย่างมาก (Woolley, University of Edinburgh, The Diapason ตุลาคม 2013)
- ค่าชดเชยปลายเปิดแบบคลาสสิกที่ 0.6133 เท่าของรัศมีท่อ ตรงกับโปรไฟล์ความดันที่วัดได้ด้วย R² ≥ 0.998 (Schefter และคณะ, Acta Acustica 2025)
- สต็อปตระกูลสายที่แคบให้พาร์เชียลฮาร์โมนิกมากกว่า 20 ตัว (Miklós, Angster และ Rucz, Acoustics Today 2017)
- ท่อ 32 ft ให้เสียง 16 Hz และสัมผัสได้มากกว่าได้ยิน (McNeil, The Diapason, ออร์แกน Gabler ปี 1750 ที่ Weingarten)
- อุณหภูมิภายในอาคารเฉลี่ยของโบสถ์ 18 แห่งในสหราชอาณาจักรเพิ่มขึ้น 3.4°C ระหว่างปี 1966 ถึง 2024 (Bingley, Knight และ Xing, Buildings and Cities 2025)
- อุณหภูมิอากาศที่เปลี่ยนไป 1°C ทำให้ระดับเสียงของออร์แกนเลื่อนไปประมาณ 1 Hz (Curteis และ McVicker, Building Conservation Directory 2025)
1. สเกลท่อ: เส้นผ่านศูนย์กลาง ความกว้างปากท่อ และความสูงปากท่อ
สเกลท่อเป็นคณิตศาสตร์คลาสสิกของออร์แกน และยังคงถูกเขียนใหม่อยู่ กฎของ Töpfer ในศตวรรษที่สิบเก้าลดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อลงตามรากที่สี่ของ 8 (ราว 1.682) ต่ออ็อกเทฟ ซึ่งหมายความว่าเส้นผ่านศูนย์กลางไม่ลดลงครึ่งหนึ่งที่อ็อกเทฟเหมือนที่ความยาวลดลง เนื่องจาก 1.682 คือ 2 ยกกำลัง 3/4 เส้นผ่านศูนย์กลางจึงลดลงครึ่งหนึ่งหลังจาก 4/3 ของอ็อกเทฟเท่านั้น นั่นคือ (4/3) x 12 = 16 เซมิโทน ดังนั้นท่อเสียงสูงจึงกว้างกว่าท่อเสียงต่ำเมื่อเทียบกับความยาวของมัน
ความสูงปากท่อ (cut-up) คือความสูงของช่องเปิดปากท่อระหว่างริมฝีปากล่างกับริมฝีปากบน และเป็นตัวควบคุมหลักของช่างปรับโทนเสียง ในงานศึกษา Acta Acustica ปี 2025 ท่อไม้อ้างอิงมีความสูงปากท่อ 4/15 ของความกว้างปากท่อ ขณะที่ Joseph Gabler ตัดปากท่อมิกซ์เจอร์ 1/8 ft ที่สูงที่สุดของเขาที่ Weingarten ให้เหลือราว 40% ของความกว้างปากท่อ งานศึกษาปี 2025 เดียวกันแสดงให้เห็นว่ากฎที่สร้างบนพื้นฐานการสูญเสียที่ผนังเท่ากันสามารถทำให้แถวท่อ Diapason ไม้ทั้งแถวแคบลงราว 15% โดยยังคงโทนเสียงและช่วงโจมตีใกล้เคียงเดิม ซึ่งสำคัญสำหรับตู้ออร์แกนที่แออัด (Rucz และคณะ, Acta Acustica 2025)
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| เส้นผ่านศูนย์กลางภายในอ้างอิงของ Töpfer สำหรับท่อ Diapason โน้ต C ขนาด 8 ft (ราว 65 Hz) | 155 mm | Rucz และคณะ, Acta Acustica 2025 |
| การลดเส้นผ่านศูนย์กลางต่ออ็อกเทฟตามสเกลของ Töpfer | 1 : รากที่สี่ของ 8 (ราว 1 : 1.682) | Rucz และคณะ, Acta Acustica 2025 |
| ความสูงปากท่อ (cut-up) ของท่อไม้อ้างอิงแบบดั้งเดิม เป็นสัดส่วนของความกว้างปากท่อ | 4/15 | Rucz และคณะ, Acta Acustica 2025 |
| ความกว้างรวมของแถวท่อ Diapason ไม้ 8 ft จำนวน 37 ท่อ สเกลแบบดั้งเดิมเทียบกับสเกลใหม่ที่การสูญเสียเท่ากันที่ความกว้าง 80% | ราว 2.95 m เทียบกับราว 2.51 m | Rucz และคณะ, Acta Acustica 2025 |
| ความสูงปากท่อมิกซ์เจอร์ 1/8 ft ที่สูงที่สุดของ Gabler เป็นสัดส่วนของความกว้างปากท่อ | ราว 40% | McNeil, The Diapason, ออร์แกน Gabler ปี 1750 ที่ Weingarten |
| ความกว้างส่วนเพิ่มที่ Gabler ให้ท่อมิกซ์เจอร์ของเขาตั้งแต่ระดับเสียง 1/2 ft ถึง 1/8 ft (หนึ่งครึ่งเสียงของสเกล = กำลัง 0.5 dB) | 8 ครึ่งเสียง | McNeil, The Diapason |
| ความสูงปากท่อและความลึกช่องลมของท่อ Bourdon (ฟลูตปิด) ไม้ที่วัดได้ | 18 mm และ 0.5 mm | Bordoni และคณะ, Sensors 2024 |
บริบท: ตัวเลข 15% เป็นการคำนวณของเราเอง (2.95 - 2.51) / 2.95 = 0.149 การวัดของ Gabler มาจากการวิเคราะห์ของ Michael McNeil ในThe Diapason ซึ่งยังระบุด้วยว่าท่อ 1/8 ft สูญเสียกำลัง 5 dB ที่ระยะ 500 ฟุตในมหาวิหารยาว 102 เมตร ซึ่งเป็นเหตุผลที่ Gabler ขยายความกว้างของมิกซ์เจอร์เสียงสูงของเขา
2. แรงดันลมในหน่วยมิลลิเมตรและนิ้วของคอลัมน์น้ำ
ผู้สร้างออร์แกนวัดแรงดันลมจากความสูงที่ลมดันคอลัมน์น้ำในหลอดแก้วรูปตัว U (มาโนมิเตอร์) คำว่า “ลม 3 นิ้ว” หมายถึงอากาศยกน้ำขึ้น 3 นิ้ว ออร์แกน Wanamaker ใช้ลมในแต่ละส่วนที่ 5 ถึง 27 นิ้ว เทียบกับ 2 ถึง 4 นิ้วที่ออร์แกนส่วนใหญ่ใช้ แรงดันสูงให้พลังสำหรับห้องขนาดมหึมา แต่เครื่องดนตรีเก่าแก่แสดงให้เห็นว่ามีการบรรเลงดนตรีมากมายด้วยลมเพียงน้อยนิด
แรงดันมีความสำคัญต่อการปรับโทนเสียง เพราะความเร็วของลำลมเพิ่มตามรากที่สองของแรงดัน โดยประมาณ V ≈ 13 √P เมื่อ P มีหน่วยเป็นเซนติเมตรน้ำ (Steenbrugge และ De Baets, Hogeschool Gent และ Ghent University) ความคลาดเคลื่อนของแรงดันเพียงเล็กน้อยจึงทำให้ลำลม ช่วงโจมตีเสียง และระดับเสียงเลื่อนไป ที่ Santa Fe ซึ่งอยู่สูง 2,127 m การเพิ่มจาก 3 เป็น 3 1/4 นิ้ว “ส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อการจูนและคุณภาพเสียง” ของ Fisk Opus 133 (Toevs, The Diapason)
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| แรงดันลมทั่วไปของออร์แกนส่วนใหญ่ | 2 ถึง 4 นิ้วของคอลัมน์น้ำ | Toevs, The Diapason, อะคูสติกของออร์แกนที่ระดับความสูง |
| ออร์แกน Snetzler, Clare College Cambridge (สร้างในปี 1755) | 51 mm (2 นิ้ว) | The Diapason, รายงานการบูรณะออร์แกน Snetzler (William Drake Ltd) |
| ออร์แกน Gabler, Weingarten (1750) แป้นเล่นมือและแป้นเท้า | คอลัมน์น้ำ 70 mm | McNeil, The Diapason |
| ออร์แกนใหญ่ Sydney Town Hall: ท่อฟลูและท่อลิ้นของส่วน Echo เทียบกับ Tubas ของส่วน Solo | 58 mm เทียบกับ 256 mm (2 1/4 เทียบกับ 10 นิ้ว) | Organ Historical Trust of Australia |
| ออร์แกน Wanamaker ช่วงค่าข้ามทุกส่วนและตัวปรับแรงดัน | 5 ถึง 27 นิ้ว | Friends of the Wanamaker Organ |
| ออร์แกน Boardwalk Hall: ส่วนใหญ่ของเครื่องดนตรีเทียบกับสต็อปที่แรงดันสูงสุด | 15 นิ้ว เทียบกับ 100 นิ้ว | OHS Pipe Organ Database; Convention Hall Organ Society |
| แรงดันกล่องลมที่ใช้บันทึกเสียงท่อทดสอบของ Acta Acustica ปี 2025 | 700 Pa | Rucz และคณะ, Acta Acustica 2025 |
| ความหนาแน่นอากาศที่ความสูง 2,127 m (Santa Fe) เทียบกับระดับน้ำทะเล | ราว 77% | Toevs, The Diapason |
บริบท: ตัวเลขของ Snetzler มาจากรายงานการบูรณะของ The Diapason ซึ่งเรียก 51 mm ว่า “ค่อนข้างต่ำ” ตัวเลขของ Sydney มาจากOrgan Historical Trust of Australia ซึ่งระบุแรงดันของทุกส่วนทั้งเป็นมิลลิเมตรและนิ้ว
3. ค่าชดเชยปลายท่อและท่อสะท้อนเสียง
ท่อเปิดทำงานราวกับว่ายาวกว่าความยาวจริงเล็กน้อย เพราะคลื่นนิ่งภายในล้นออกไปเลยช่องเปิดแต่ละด้านเล็กน้อย ความยาวเชิงเสียงส่วนเพิ่มนั้นคือ ค่าชดเชยปลายท่อ และที่ปากของท่อฟลูมันมีค่ามากกว่าที่ปลายเปิดด้านบนมาก งานปรับโทนเสียงส่วนใหญ่จึงแท้จริงแล้วคืองานเกี่ยวกับค่าชดเชยปลายท่อ งานศึกษา Acta Acustica ปี 2025 ยืนยันค่าคลาสสิกจากปี 1948 คือ 0.6133 เท่าของรัศมีท่อ โดยมีค่าความพอดี R² ≥ 0.998 ในทุกกรณี (Schefter และคณะ, Acta Acustica 2025)
ค่าชดเชยที่ปากท่อคือสิ่งที่แยกตระกูลของออร์แกนออกจากกัน สำหรับท่อตระกูลสายที่แคบ ค่าชดเชยที่ปากท่อมีเพียงราว 5% ของความยาวท่อ ขณะที่ท่อฟลูตกว้างมีค่าสูงกว่านั้นราวสองระดับขนาด ซึ่งผลักให้เรโซแนนซ์ด้านบนของท่อเหล่านั้นเบี่ยงออกจากแนวฮาร์โมนิกและให้เสียงฟลูตที่ทึบ การปรับโทนเสียงยังอธิบายได้ด้วยเลขสโตรฮาลของลำลม ซึ่งในที่นี้คือเวลาที่ลำลมใช้ข้ามปากท่อหารด้วยคาบของโน้ต ค่ามาตรฐานคือ 1/4 และการปรับโทนเสียงต่ำกว่านั้นให้ภาวะการเป่าเกินที่เสถียรมาก
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ค่าชดเชยปลายท่อแบบคลาสสิกที่ความถี่ต่ำของปลายท่อเปิดที่ไม่มีหน้าแปลน (Levine และ Schwinger) | 0.6133 x รัศมีท่อ | Schefter และคณะ, Acta Acustica 2025 |
| ค่าชดเชยปลายท่อระบุที่วัดบนท่อรัศมี 0.01 m ที่ 870 Hz | ราว 6.10 mm | Schefter และคณะ, Acta Acustica 2025 |
| ผลต่างระหว่างค่าชดเชยปลายท่อแบบคลาสสิกกับแบบเชิงประจักษ์ที่ขึ้นกับความถี่ | ต่ำกว่า 3% ในทุกกรณี | Schefter และคณะ, Acta Acustica 2025 |
| ความพอดีของแบบจำลองค่าชดเชยปลายท่อกับโปรไฟล์ความดันที่วัดได้ | R² ≥ 0.998 ในทุกกรณี | Schefter และคณะ, Acta Acustica 2025 |
| ค่าชดเชยปลายท่อที่ปากท่อหารด้วยความยาวท่อ (Lm/L) ท่อตระกูลสายที่แคบ | อยู่ในอันดับ 0.05 | Steenbrugge และ De Baets, Ghent University |
| Lm/L ของท่อฟลูตสเกลกว้างเทียบกับท่อตระกูลสาย | ใหญ่กว่าราวสองระดับขนาด | Steenbrugge และ De Baets, Ghent University |
| เลขสโตรฮาลมาตรฐานของลำลม (เวลาที่ลำลมข้ามปากท่อ / คาบ) | 1/4 | Steenbrugge และ De Baets, Ghent University |
| ช่วงค่า ka (รัศมีท่อเทียบกับความยาวคลื่น) ที่แบบจำลองค่าชดเชยปลายท่อทั้งสองแบบพอดีกันดีเท่ากัน | 0.049 ถึง 0.377 | Schefter และคณะ, Acta Acustica 2025 |
บริบท: ค่าชดเชยที่ปากท่อ “ไม่สามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำ” และสูตรประมาณ เช่น ของ Ingerslev และ Frobenius จะใช้ไม่ได้อีกเมื่อมีการติดตั้งช่องจูน ปลอก หรือหูท่อ ข้อมูลล่าสุดที่มีสำหรับช่วงค่า Lm/L คือบทความเรื่องการปรับโทนเสียงของ Ghent ที่ไม่ระบุวันที่ ซึ่งอ้างถึงงานจนถึงปี 2009
4. ช่วงโจมตีเสียงเริ่มต้น เวลาเริ่มเสียง และสิ่งที่ผู้เล่นควบคุมได้
ช่วงโจมตีเสียงเริ่มต้น (attack transient) คือช่วงต้นที่สั้นและมีเสียงรบกวนของโน้ต ก่อนที่ท่อจะตั้งตัวเข้าสู่เสียงคงที่ ในท่อฟลู ช่วงนี้ถูกกำหนดโดยความเร็วที่ความดันเพิ่มขึ้นในเท้าท่อ ซึ่งถูกกำหนดโดยวาล์วพาเลต วาล์วในกล่องลมที่ปล่อยลมเข้าสู่ท่อทั้งหมดของโน้ตหนึ่ง ในการวัดของ Castellengo ที่ CNRS การโจมตีแบบฉับพลัน 26 ms ที่เร็วกว่าไม่ใช่แบบที่ได้ยินว่าแม่นยำที่สุด แต่เป็นการโจมตีแบบสั้น 45 ms เพราะ “โทนปากท่อ” ที่ไม่เป็นฮาร์โมนิกปรากฏขึ้นตั้งแต่ช่วงเริ่มต้นสุดของการโจมตีแบบฉับพลัน ก่อนที่ท่อจะล็อกเข้ากับโน้ตของมัน
ผู้เล่นออร์แกนสามารถกำหนดรูปร่างการโจมตีนั้นได้หรือไม่เป็นข้อถกเถียงที่ยาวนาน และการวัดโน้มเอียงไปทางว่าควบคุมอย่างละเอียดไม่ได้ ในการทดสอบของ University of Edinburgh วาล์วพาเลตเด้งเปิดภายในเวลาโดยทั่วไปราว 30 ms เมื่อแรงต้านของคีย์ (“การดีด”) ยอมให้ ซึ่งต่ำกว่าเวลาตอบสนองที่ดีที่สุดของมนุษย์ราว 100 ms มาก ผู้เล่นจึงไม่น่าจะตอบสนองและควบคุมวาล์วพาเลตกลางจังหวะการกดได้ (Woolley, The Diapason, ตุลาคม 2013) นักเล่นออร์แกนได้ยินความแตกต่าง แต่ส่วนใหญ่มาจากจังหวะเวลาและความยาวของโน้ต มากกว่าจากช่วงโจมตีเสียงเอง
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ช่วงโจมตีเสียงรวมของท่อออร์แกนดีบุก 475 Hz สำหรับความดันที่เพิ่มขึ้นแบบช้า แบบสั้น และแบบฉับพลัน | 160 ms, 45 ms, 26 ms | Castellengo, CNRS, ISMA 2004 |
| เวลาที่ข้ามเกณฑ์การเปล่งเสียง 125 Pa สำหรับการโจมตีสามแบบเดิม | 40 ms, 9 ms, 4 ms | Castellengo, CNRS, ISMA 2004 |
| การโจมตีที่รับรู้ว่าแม่นยำกว่าในสองแบบที่เร็ว | แบบสั้น (45 ms) ไม่ใช่แบบฉับพลัน (26 ms) | Castellengo, CNRS, ISMA 2004 |
| เวลาที่พาร์เชียลสามตัวแรกของท่อไม้ 131 Hz ใช้เพื่อถึงระดับคงที่ | ราว 0.4 ถึง 0.5 s (50 ถึง 65 คาบ) | Rucz และคณะ, Acta Acustica 2025 |
| ระยะการเคลื่อนของวาล์วพาเลตจากเริ่มเปิดถึงเปิดเต็มที่ ระบบกลไก | โดยทั่วไปราว 30 ms | Woolley, University of Edinburgh, The Diapason 2013 |
| เวลาตอบสนองที่ดีที่สุดของมนุษย์ในการแข่งขันกีฬา อ้างเพื่อเปรียบเทียบ | ราว 100 ms | Woolley, The Diapason 2013 (อ้างอิงข้อบังคับกรีฑา) |
| ผลต่างของจังหวะเวลาระหว่างการกดคีย์แบบช้าและแบบเร็วที่เล่นห่างกันหนึ่งอ็อกเทฟ | ประมาณ 30 ms | Woolley, The Diapason 2013 |
| การแกว่งของแรงดันลมในกล่องพาเลตเมื่อโน้ตเริ่ม (ออร์แกนจำลองของ Edinburgh) | ราว 35% ของแรงดันคงที่ | Woolley, The Diapason 2013 |
บริบท: การทดสอบการฟังของ Woolley ไม่เป็นทางการ และการแกว่ง 35% วัดบนออร์แกนจำลองซึ่งผลกระทบ “อาจมากกว่าที่พบโดยปกติ” ข้อมูลล่าสุดที่มี: Castellengo, ISMA 2004 และ Woolley, The Diapason 2013 บทความของ Castellengo ใช้แรงดันเท้าท่อคงที่ 360 Pa
5. สเปกตรัมฮาร์โมนิกตามชนิดของท่อ
สีสันของเสียงท่อคือรูปแบบของพาร์เชียล (partial) ซึ่งเป็นองค์ประกอบคลื่นไซน์แต่ละตัวที่รวมกันเป็นเสียง สเปกตรัมที่วัดได้แสดงให้เห็นว่าออร์แกนแต่ละตระกูลมีลายนิ้วมือที่ฝังอยู่ในสเกลของมัน พาร์เชียลที่อ่อนตัวแรก (ค่าต่ำสุดของสเปกตรัม) เลื่อนขึ้นไปในอนุกรมเมื่อท่อแคบลง สต็อปตระกูลสายที่แคบให้เสียงสว่างมากที่มีพาร์เชียลฮาร์โมนิกมากกว่า 20 ตัว (Miklós, Angster และ Rucz, Acoustics Today 2017)
ช่างปรับโทนเสียงกำหนดรูปร่างสเปกตรัมนี้ด้วยการขยับเพียงเล็กน้อย การเลื่อนริมฝีปากบนไปด้านข้างเพียงเสี้ยวมิลลิเมตรเปลี่ยนว่าฮาร์โมนิกใดแรง และการทดลองเก่าพบว่าการแลกเปลี่ยนรูที่ปลายเท้าท่อ (ช่องเปิดที่เท้าท่อ) กับความกว้างช่องลมไม่เปลี่ยนฮาร์โมนิกแรก ๆ แม้แต่ปากท่อก็แผ่เสียงไม่สม่ำเสมอ งานศึกษาปี 2024 ที่ใช้หัววัดเวกเตอร์เสียงติดตั้งบนหุ่นยนต์พบว่าความเข้มที่กึ่งกลางปากท่อ Bourdon ต่ำกว่าที่ด้านข้าง (Bordoni และคณะ, Sensors 2024)
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ค่าต่ำสุดของสเปกตรัมแรก: ท่อ Diapason (สเกลปกติ) เทียบกับ Flute (กว้าง) เทียบกับ Salicional (แคบ) | พาร์เชียลที่ 6 เทียบกับราวพาร์เชียลที่ 3 เทียบกับพาร์เชียลที่ 8 | Miklós, Angster และ Rucz, Acoustics Today 2017 |
| จำนวนพาร์เชียลฮาร์โมนิกในสต็อปตระกูลสาย | มากกว่า 20 | Miklós, Angster และ Rucz, Acoustics Today 2017 |
| การเลื่อนริมฝีปากบนไปด้านข้างที่ฮาร์โมนิกที่ 2 อ่อนที่สุด (ท่อทดสอบของ Ghent) | ใกล้ 0.3 mm | Steenbrugge และ De Baets, Ghent University |
| ฮาร์โมนิกที่ไม่เปลี่ยนเมื่อแลกการปรับโทนเสียงด้วยรูที่ปลายเท้าท่อกับการปรับด้วยความกว้างช่องลม (Nolle 1979) | 3 หรือ 4 ตัวแรก | Steenbrugge และ De Baets, Ghent University |
| ความเข้มเชิงเสียงที่กึ่งกลางปากท่อ Bourdon เทียบกับด้านข้าง | ต่ำกว่าราว 30% | Bordoni และคณะ, Sensors 2024 |
| ความถี่มูลฐานที่วัดได้เทียบกับที่จำลองของท่อ Bourdon ไม้ 820 mm | 104.9 Hz เทียบกับ 102 Hz | Bordoni และคณะ, Sensors 2024 |
| กำลังที่ท่อ 1/8 ft สูญเสียไปในระยะ 500 ฟุตในมหาวิหาร Weingarten | 5 dB | McNeil, The Diapason |
บริบท: บทความของ Ghent ฉบับเดียวกันระบุว่ามีเพียง “ไม่กี่เปอร์เซ็นต์” ของพลังงานลำลมที่แลกเปลี่ยนกันในท่อ ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่สูญเสียไปกับแรงเสียดทานที่ผนังและความร้อน นี่คือเหตุผลที่อะคูสติกของท่อไวต่อการเปลี่ยนแปลงทางเรขาคณิตเล็กน้อยมาก ข้อมูลล่าสุดที่มีสำหรับค่าต่ำสุดของสเปกตรัม: Acoustics Today 2017
6. ขนาดออร์แกน จำนวนท่อ และโน้ตต่ำสุด
จำนวนท่อคือจุดที่ข้อเท็จจริงกับตำนานของออร์แกนปะทะกัน ยอดรวมอย่างเป็นทางการของออร์แกน Boardwalk Hall คือ 33,112 ท่อ ขณะที่ Organ Historical Society ระบุไว้ที่ 33,114 ท่อใน 449 แถวท่อ เป็นเครื่องเตือนใจว่าแม้เจ้าของเครื่องดนตรีที่ใหญ่ที่สุดก็นับต่างกันเล็กน้อย มีเพียงราว 60% ของ Midmer-Losh ที่มี 7 แป้นเล่นมือและ 449 แถวท่อนี้ที่กลับมาใช้งานได้ และคาดว่าการบูรณะจะเสร็จในปี 2030 (Convention Hall Organ Society)
ที่เสียงต่ำ ขนาดกลายเป็นฟิสิกส์ ท่อ 32 ft ให้เสียง 16 Hz และสต็อป 64 ft อยู่ต่ำลงไปอีกหนึ่งอ็อกเทฟ จึงมีโน้ตต่ำสุดราว 16 / 2 = 8 Hz ลึกเข้าไปในช่วงอินฟราซาวด์ที่ครอบคลุมโดยงานศึกษาเสียงรบกวนความถี่ต่ำของกังหันลม Diaphone 64 ft ที่ Atlantic City และ Contra Trombone 64 ft ความยาวเต็มที่ Sydney เป็นเครื่องดนตรีที่มีเอกสารบันทึกว่ามีสต็อปเช่นนี้ (OHS Pipe Organ Database; City of Sydney)
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ออร์แกน Boardwalk Hall Auditorium (Midmer-Losh, Opus 5550, 1932): ยอดรวมท่ออย่างเป็นทางการ | 33,112 ท่อ | Convention Hall Organ Society |
| ออร์แกนเดียวกันตามที่ระบุในฐานข้อมูลของ Organ Historical Society | 449 แถวท่อ, 33,114 ท่อ, 7 แป้นเล่นมือ | OHS Pipe Organ Database |
| ออร์แกน Wanamaker, Philadelphia: จำนวนท่อและแถวท่อในปัจจุบัน | 28,750 ท่อ, 464 แถวท่อ | Friends of the Wanamaker Organ |
| ออร์แกน Wanamaker: น้ำหนักรวมเทียบกับน้ำหนักคอนโซล | 287 ตัน เทียบกับ 2.5 ตัน | Friends of the Wanamaker Organ |
| ออร์แกนมหาวิหาร St. Stephen, Passau | 17,974 ท่อ, 233 สต็อป | สำนักงานท่องเที่ยวเมือง Passau |
| ออร์แกนใหญ่ Sydney Town Hall (Hill and Son, 1886 ถึง 1889) | 8,756 ท่อ, 127 สต็อปที่เปล่งเสียง | Organ Historical Trust of Australia |
| ระดับเสียงของท่อ 32 ft | 16 Hz | McNeil, The Diapason |
| เครื่องดนตรี ผู้สร้าง และรายการสต็อปใน OHS Pipe Organ Database | 75,544 เครื่องดนตรี, 8,488 ผู้สร้าง, 31,009 รายการสต็อป | OHS Pipe Organ Database |
บริบท: Friends of the Wanamaker Organ ระบุว่าเครื่องดนตรีนี้มี 10,059 ท่อเมื่อสร้างสำหรับงานแสดงสินค้านานาชาติ St. Louis ปี 1904 และท่อที่ใหญ่ที่สุดยาวกว่า 32 ฟุต ออร์แกนของ Passau อยู่ระหว่างการบูรณะทีละส่วนตั้งแต่ปี 2023 (City of Passau)
7. อุณหภูมิ การจูน และสภาพอากาศในโบสถ์ที่เปลี่ยนไป
ท่อฟลูมีเสียงสูงขึ้นเมื่ออากาศอุ่นขึ้น เพราะระดับเสียงตามความเร็วเสียงในอากาศภายในท่อ ช่างจูนออร์แกนของ Duke University Chapel ระบุว่าระดับเสียงสูงขึ้นราว 0.5 Hz ต่อทุกองศาฟาเรนไฮต์ ดังนั้นแถวท่อที่จูนไว้ที่ 440 Hz ที่ 68 องศา จะอ่านได้ 441 Hz ที่ 70 องศา (Duke University Chapel) ทำให้ออร์แกนเป็นปัญหาการจูนที่ต่างจากเปียโน ซึ่งความไม่เป็นฮาร์โมนิกของสายและการยืดสเกลเป็นปัจจัยหลัก ออร์แกนเลื่อนไปตามห้อง
ห้องเองก็เปลี่ยนไป สมุดบันทึกของช่างจูนจากโบสถ์ 18 แห่งในสหราชอาณาจักรแสดงให้เห็นอุณหภูมิภายในอาคารเฉลี่ยเพิ่มขึ้น 3.4°C ระหว่างปี 1966 ถึง 2024 และโบสถ์ที่อุ่นกว่าบันทึกความขัดข้องของออร์แกนมากกว่าโบสถ์ที่เย็นกว่าเกินห้าเท่าตลอดสิบปี (Bingley, Knight และ Xing, Buildings and Cities, 8 ธันวาคม 2025) บทความเดียวกันอ้างถึงการประมาณการขององค์กรการกุศล Pipe Up ว่าจากออร์แกนท่อ 30,000 ถึง 40,000 เครื่องในบริเตน มีมากถึงสี่เครื่องต่อสัปดาห์ที่ถูกทิ้งเป็นเศษเหล็ก
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ระดับเสียงที่สูงขึ้นต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุก 1°F | ราว 0.5 Hz | Duke University Chapel, คำถามที่พบบ่อยเรื่องการจูนออร์แกน |
| การเปลี่ยนแปลงของระดับเสียงต่ออุณหภูมิอากาศที่เปลี่ยนไป 1°C | ประมาณ 1 Hz | Curteis และ McVicker, Building Conservation Directory 2025 |
| ส่วนต่างอุณหภูมิห้องที่ออร์แกนเสี่ยงต่อการเพี้ยน | สูงหรือต่ำกว่าอุณหภูมิจูนเดิม 5°F | Bingley, Knight และ Xing, Buildings and Cities 2025 |
| การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิภายในอาคารเฉลี่ย โบสถ์ 18 แห่งในสหราชอาณาจักร ปี 1966 ถึง 2024 | 3.4°C | Bingley, Knight และ Xing, Buildings and Cities 2025 |
| การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิภายในอาคารเฉลี่ยในฤดูหนาว โบสถ์ในเมือง ปี 1966 ถึง 2024 | 5.82°C (0.97°C ต่อทศวรรษ) | Bingley, Knight และ Xing, Buildings and Cities 2025 |
| ความขัดข้องของออร์แกนที่บันทึกในช่วง 10 ปีเดียวกัน: St Bride’s เทียบกับ St James Garlickhythe | 50 เทียบกับ 9 | Bingley, Knight และ Xing, Buildings and Cities 2025 |
| โบสถ์ที่เข้าเยี่ยมชมซึ่งมีออร์แกนท่อใช้งานได้เต็มที่ | 10 จาก 22 (54.5% ไม่ได้ใช้งานแล้ว) | Bingley, Knight และ Xing, Buildings and Cities 2025 |
| ระดับเสียงจูนและอุณหภูมิที่บันทึกของออร์แกน Snetzler ปี 1755 ที่ Clare College | A = 422.5 Hz ที่ 17.5°C | รายงาน Snetzler ของ The Diapason |
บริบท: ตัวเลขของ Duke และ Building Conservation Directory สอดคล้องกันเมื่อแปลงหน่วย 0.5 Hz ต่อ °F x 1.8 °F ต่อ °C = 0.9 Hz ต่อ °C ใกล้เคียงกับ “ประมาณ 1Hz” ของCurteis และ McVicker ช่างจูนจึงจูนที่อุณหภูมิของโบสถ์ขณะมีผู้ใช้งาน ช่างจูนของ Duke มุ่งเป้าที่พิธีวันอาทิตย์เวลา 11:00 น. ถึงเที่ยงวัน และใช้เวลาอย่างน้อยหนึ่งสัปดาห์กับออร์แกน Aeolian ราว 6,700 ท่อของที่นั่น
สรุป: การปรับโทนเสียงและสเกลท่อฟลูของออร์แกนท่อในรูปแบบตัวเลข
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| ออร์แกน Boardwalk Hall ยอดรวมท่ออย่างเป็นทางการ | 33,112 ท่อ | Convention Hall Organ Society |
| ออร์แกน Boardwalk Hall แรงดันลมสูงสุด | 100 นิ้ว (สี่เสียง) | Convention Hall Organ Society |
| จำนวนท่อและแถวท่อของออร์แกน Wanamaker | 28,750 ท่อ, 464 แถวท่อ | Friends of the Wanamaker Organ |
| ออร์แกนใหญ่ Sydney Town Hall | 8,756 ท่อ, Contra Trombone 64 ft ความยาวเต็ม | Organ Historical Trust of Australia |
| เครื่องดนตรีใน OHS Pipe Organ Database | 75,544 | OHS Pipe Organ Database |
| ระดับเสียงของท่อ 32 ft | 16 Hz | McNeil, The Diapason |
| เส้นผ่านศูนย์กลางอ้างอิงของ Töpfer ท่อ Diapason โน้ต C ขนาด 8 ft | 155 mm ลดลงราว 1 : 1.682 ต่ออ็อกเทฟ | Rucz และคณะ, Acta Acustica 2025 |
| ช่วงแรงดันลมของออร์แกน Wanamaker | 5 ถึง 27 นิ้ว | Friends of the Wanamaker Organ |
| แรงดันลมทั่วไปของออร์แกนส่วนใหญ่ | 2 ถึง 4 นิ้วของคอลัมน์น้ำ | Toevs, The Diapason |
| แรงดันลมของออร์แกน Snetzler, Clare College (1755) | 51 mm | รายงาน Snetzler ของ The Diapason |
| ค่าชดเชยปลายเปิดแบบคลาสสิก | 0.6133 x รัศมีท่อ | Schefter และคณะ, Acta Acustica 2025 |
| ค่าชดเชยปลายท่อที่ปากท่อ / ความยาว ท่อตระกูลสาย | อยู่ในอันดับ 0.05 | Steenbrugge และ De Baets, Ghent University |
| ช่วงโจมตีเสียงของท่อฟลู: แบบช้า แบบสั้น แบบฉับพลัน | 160 ms, 45 ms, 26 ms | Castellengo, CNRS, ISMA 2004 |
| เวลาเปิดของวาล์วพาเลตระบบกลไก | โดยทั่วไปราว 30 ms | Woolley, University of Edinburgh, The Diapason 2013 |
| ค่าต่ำสุดของสเปกตรัมแรก: Diapason, Flute, Salicional | พาร์เชียลที่ 6, ราวที่ 3, ที่ 8 | Miklós, Angster และ Rucz, Acoustics Today 2017 |
| พาร์เชียลฮาร์โมนิกในสต็อปตระกูลสาย | มากกว่า 20 | Miklós, Angster และ Rucz, Acoustics Today 2017 |
| ระดับเสียงที่สูงขึ้นต่อ 1°F | ราว 0.5 Hz | Duke University Chapel |
| การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิภายในอาคารเฉลี่ย โบสถ์ 18 แห่งในสหราชอาณาจักร ปี 1966 ถึง 2024 | 3.4°C | Bingley, Knight และ Xing, Buildings and Cities 2025 |
| ความเข้มเชิงเสียงที่กึ่งกลางปากท่อ Bourdon เทียบกับด้านข้าง | ต่ำกว่าราว 30% | Bordoni และคณะ, Sensors 2024 |
ระเบียบวิธีและแหล่งที่มา
- Rucz, Esteve Fontestad, Angster และ Miklós, Wall losses in straight ducts with non-circular cross sections: a scaling rule of identical losses for wooden flue organ pipes, Acta Acustica 9, 10 (2025)
- Schefter, Coyle, Cannaday, Griffin และ Rokni, Comparing classical and empirical end correction models using spatial pressure measurements in flue pipes, Acta Acustica 9, 71 (2025)
- Bordoni, Odya, Kotus และ Kostek, Sounding Mechanism of a Flue Organ Pipe: A Multi-Sensor Measurement Approach, Sensors 24(6), 1962 (2024)
- Miklós, Angster และ Rucz, Acoustics of Organ Pipes and Future Trends in the Research, Acoustics Today, ฤดูใบไม้ผลิ 2017
- Castellengo, Flute-like instrument transients: an analytical study of mouth-tone production versus pressure rise time, CNRS Laboratoire d’Acoustique Musicale, ISMA 2004
- Steenbrugge และ De Baets, Aerodynamics of flue organ pipe voicing, Hogeschool Gent และ Ghent University (ไม่ระบุวันที่ อ้างถึงงานจนถึงปี 2009)
- Woolley, The Organ: A Dangerously Inexpressive Musical Instrument?, โครงการของ University of Edinburgh, The Diapason, ตุลาคม 2013
- McNeil, The 1750 Joseph Gabler organ at Weingarten, The Diapason
- Toevs, Organ Acoustics at High Altitudes, The Diapason
- The Diapason, 1755 John Snetzler organ, Clare College, Cambridge, restored by William Drake Ltd
- Convention Hall Organ Society, ออร์แกน Midmer-Losh ที่ Boardwalk Hall
- Organ Historical Society, รายการใน Pipe Organ Database ของออร์แกน Boardwalk Hall และตัวเลขในหน้าแรกของฐานข้อมูล
- Friends of the Wanamaker Organ, ข้อเท็จจริงและรายการสต็อปของออร์แกน
- Organ Historical Trust of Australia, ออร์แกน Sydney Town Hall และ City of Sydney, Grand Organ
- สำนักงานท่องเที่ยวเมือง Passau, มหาวิหาร St. Stephen
- Bingley, Knight และ Xing, Church pipe organs: historical tuning records as indoor environmental evidence, Buildings and Cities 6(1), 8 ธันวาคม 2025
- Curteis และ McVicker, Pipe organs and the building environment, Building Conservation Directory 2025
- Duke University Chapel, คำถามที่พบบ่อยเรื่องการจูนออร์แกน
- ข้อสังเกตเกี่ยวกับข้อมูล: จำนวนท่อแตกต่างกันระหว่างเจ้าของและฐานข้อมูล (Boardwalk Hall 33,112 ตาม Convention Hall Organ Society เทียบกับ 33,114 ในฐานข้อมูล OHS และ Wanamaker 28,750 ตาม Friends of the Wanamaker Organ เทียบกับ 28,762 ท่อและ 464 แถวท่อในฐานข้อมูล OHS) และรายการอื่นให้ยอดรวมที่ต่างกันสำหรับ Passau เราจึงอ้างอิงตัวเลขของเจ้าของแต่ละราย ฐานข้อมูล OHS ระบุว่าลมความดัน 100 นิ้วของออร์แกน Boardwalk คือ “5 สต็อป” ส่วน Convention Hall Organ Society ระบุว่า “สี่เสียง” ความถี่ราว 8 Hz ของสต็อป 64 ft เป็นการคำนวณของเราจาก 16 Hz ของ McNeil สำหรับท่อ 32 ft และไม่มีแหล่งข้อมูลที่เราตรวจสอบให้ตัวเลขอิสระ ความไวต่ออุณหภูมิถูกอ้างเป็น 0.5 Hz ต่อ °F (Duke) และประมาณ 1 Hz ต่อ °C (Building Conservation Directory) ซึ่งสอดคล้องกันภายในการปัดเศษ (0.5 x 1.8 = 0.9 Hz ต่อ °C) บทความของ Buildings and Cities นับสมุดบันทึกการจูนของ Wren ได้ 12 เล่มในบทคัดย่อ แต่ 11 เล่มบวกโบสถ์ของ Hawksmoor หนึ่งแห่งในส่วนวิธีการ แหล่งข้อมูลฟิสิกส์หลายแห่งมีอายุเกินสามปี (Castellengo 2004, Woolley 2013, Acoustics Today 2017, Steenbrugge และ De Baets ราวปี 2009) และข้อค้นพบเรื่องการรับรู้การโจมตีอาศัยการทดสอบการฟังที่ไม่เป็นทางการ ไม่ใช่การทดลองที่มีการควบคุม บทความของ McNeil และ Toevs ไม่ระบุวันที่ทางออนไลน์ ความคืบหน้าการบูรณะ Boardwalk (ใช้งานได้ราว 60%) เป็นตัวเลขที่เปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ
- อัปเดตล่าสุด: 7 พฤศจิกายน 2026 เราจะอัปเดตสรุปนี้ทุกไตรมาส และคาดว่าการปรับปรุงข้อมูลครั้งถัดไปจะเกิดขึ้นเมื่อ Convention Hall Organ Society เผยแพร่ความคืบหน้าการบูรณะออร์แกน Midmer-Losh ที่ Boardwalk Hall ครั้งถัดไป