Hoe kun je een piano stemmen?

Voordat ik een piano ga stemmen, neem ik met behulp van computersoftware een aantal tonen los van elkaar op. Dit creëert een uniek profiel van zwevingen tussen boventonen. Boventonen zijn frequenties die meeklinken boven de grondtoon. De zwevingen tussen – en hoeveelheid van – boventonen zijn voor ieder instrument verschillend en onder meer afhankelijk van de lengte van de snaren en de gebruikte houtsoort voor de zangbodem. De software analyseert dit profiel en berekent de meest ideale stemming voor deze piano door de entropie (wanorde, ontaarding) tussen alle boventonen te minimaliseren. Dit resulteert in een stemcurve die ik vervolgens toepas.

Het moeilijkste van pianostemmen is niet om een toon mooi te laten klinken, maar om ervoor te zorgen dat alle intervallen en toonhoogten in een zo goed mogelijke verhouding tot elkaar staan. De beste manier om dit te bereiken is door een piano te stemmen volgens de gelijkzwevende stemming, ook wel evenredigzwevende temperatuur genoemd. Bij deze stemming is de afstand tussen alle 12 tonen van het octaaf precies gelijk. Ten opzichte van oude stemmingen (bijv. de Pythagoreïsche-, middentoon- of welgetemperde stemming) zou je de gelijkzwevende temperatuur een compromisoplossing kunnen noemen: op het octaaf na is geen enkele interval rein of zuiver. Oftewel: elke piano is vals, hoe goed je hem ook stemt. Maar de afwijking van een zuivere interval is bij de gelijkzwevende stemming heel klein en wordt zó evenredig over alle tonen verdeeld dat het voor ons gehoor niet storend is (daarom heet het ook evenredigzwevend). Bovendien kun je in alle toonsoorten spelen en al die toonsoorten klinken ook nog eens nagenoeg gelijk. Het beetje valsheid is de prijs die we hier best voor willen betalen.
Al zijn er ook critici die zeggen dat er met de introductie van de gelijkzwevende stemming veel harmonieën verloren zijn gegaan. De Amerikaanse instrumentenbouwer Harry Partch zei hierover: ‘de gelijkzwevende stemming is het basisingrediënt van chaos‘.
Toch is de gelijkzwevende stemming gemeengoed geworden: ruim 99% van alle piano’s wordt tegenwoordig gelijkzwevend gestemd.

Stemhoogte

Het startpunt bij het stemmen is altijd de stemtoon of normaaltoon: A4, de A van het vierde octaaf. De toonhoogte van A4 is in 1939 vastgesteld op 440 Hz. Dit is van groot belang voor bouwers van muziekinstrumenten maar zeker ook voor muzikanten: als iedereen de stemtoon hetzelfde houdt, maakt dit het onderling samenspelen met andere instrumenten mogelijk.
Sommige pianisten hebben de piano liever nog een klein beetje hoger gestemd: op 442 Hz zou het geluid helderder en briljanter klinken. Persoonlijk vind ik niet dat 442 Hz briljanter klinkt, eigenlijk hoor ik nauwelijks verschil met 440 Hz. Laat onverlet dat het uiteraard geen probleem is om de piano op 442 Hz te stemmen.
Maar voor de stemvastheid van het instrument is het aan te raden om de stemtoon zo min mogelijk te wijzigen. Dus is de stemhoogte 440 Hz, dan zou ik dat zo laten.

Stemhamer

Met een stemhamer draai je aan de stempennen in de piano. Hiermee verhoog of verlaag je de toon. Ik maak gebruik van een Jahn stemhamer. Deze stemhamer is gemaakt van carbon fiber, ook wel grafietvezel genoemd. Dit materiaal is sterker en stijver dan staal, maar ook veel lichter. Voor een stemhamer zijn dit geweldige materiaaleigenschappen: het liefst breng je de energie van de stemhamer rechtstreeks over op de stempen. Als de steel van de stemhamer ook maar een klein beetje buigt, zal niet alle energie rechtstreeks op de stempen worden overgebracht. Met deze Jahn-stemhamer weet ik zeker dat er geen energieverlies optreedt: de steel is namelijk óf kaarsrecht, óf gebroken. Een stemhamer dus waar ik veel plezier aan beleef en waar ik niet meer zonder zou willen.

Stemprocedure

Het stemmen van een piano vereist aandacht, concentratie en tijd. Kies voor een rustige, gecontroleerde aanpak en werk zorgvuldig. Investeer in goed gereedschap en leer hiermee werken. De informatie in dit blog is bedoeld om je te helpen, maar je bent zelf verantwoordelijk voor het instrument waar je aan werkt.

De laagste bastonen hebben een enkele snaar. Volg de snaar met je vinger tot aan de stempen zodat je zeker weet dat je aan de juiste draait. De stemhamer plaats je zoveel als mogelijk in de lengterichting van de snaar (op ’12-uur’). Let erop dat je de stemhamer draait en niet buigt. Met buigen bedoel ik dat je de stemhamer naar je toetrekt of van je afduwt. Dit is een beweging die je te allen tijde moet zien te vermijden: je verbuigt hiermee de stempen en maakt de speling in het stemblok groter.
De stemhamer draai je net zolang tot je een fractie boven de gewenste toonhoogte zit. Daarna duw je met minutieuze bewegingen de stemhamer terug tot je de juiste toonhoogte hebt bereikt. Zou je een snaar precies naar de juiste toonhoogte brengen en dan stoppen, dan zal hij snel hierna weer een beetje gaan zakken en eindig je onderaan de streep met een te lage toonhoogte. De verklaring hiervoor is dat het onderste deel van de stempen stevig zit vastgedraaid in het houten stemblok en zich verzet tegen de draaiing van de stemhamer, een verschijnsel dat in de natuurkunde het massatraagheidsmoment wordt genoemd: hoe verder het onderste deel van de stempen verwijderd is van de rotatie-as (de plaats waar de stemhamer op de stempen wordt geplaatst), hoe groter de bijdrage van dat deel aan het traagheidsmoment. Door deze traagheid zal het deel van de stempen in het stemblok nog niet dezelfde positie hebben ingenomen als het deel waar je met je stemhamer aan draait. Daarom moet je altijd iets hoger stemmen dan het beoogde doel: alleen op die manier heeft de volledige (lengte van de) stempen de minimale draaiing gemaakt die nodig is om de gewenste hoogte te bereiken. Hierna kun je, indien nodig, de toon weer een beetje laten zakken.
Als een piano lange tijd niet is gestemd, draai je eerst een beetje tegen de klok in: hiermee verlaag je de snaarspanning. Mocht er een frictiepunt tussen de snaar en het frame van de piano zijn ontstaan (bijvoorbeeld als gevolg van oxidatie), dan verdwijnt die hiermee. Zou je de snaar direct omhoog trekken, dan is er een kans dat de snaar breekt. Die kans bestaat overigens altijd, maar je maakt hem kleiner door de snaarspanning eerst te verlagen alvorens hem te verhogen.

Heb je nog weinig ervaring met pianostemmen, dan is het vanuit veiligheidsoogpunt sowieso verstandig om in het begin altijd tegen de klok in te draaien. Je zult niet de eerste zijn die bij het stemmen van een snaar aan de verkeerde stempen draait (vraag me hoe ik dat weet). Draai je tegen de klok in maar zakt de toonhoogte niet? Dan draai je aan de verkeerde stempen, herstel je dat en is er verder niks aan de hand. Draai je met de klok mee en stijgt de toonhoogte niet? Grote kans dat je de fout pas opmerkt als er plots een snaar knapt.

Na de lagere bassen volgt een bassectie met twee snaren, ook wel een koor genoemd. Met een zogeheten wedge (een soort keiltje, bij rechtopstaande piano’s zijn die van rubber, bij vleugels kun je wedges van vilt gebruiken) demp je één van de twee snaren. Dit doe je door de wedge tussen de snaar van de te stemmen toets en die van de nabijgelegen toets te plaatsen. Deze twee snaren zijn nu gedempt: ze kunnen geen trilling meer voortbrengen en zijn stil. Je hoort nu nog maar één snaar van de toets die je wilt stemmen. Deze breng je met de stemhamer naar de juiste toonhoogte. Als de snaar goed is gestemd, verwijder je de wedge. Nu hoor je beide snaren: degene die je zojuist hebt gestemd en de snaar die je nog moet stemmen. De piano klinkt nu waarschijnlijk nog beroerder dan voorheen. Je hoort een vals, trillend, miauwend geluid. Dit noemen we een koorzweving: de snaren zijn uit fase omdat ze niet dezelfde frequentie hebben. Dat wáren ze al, maar doordat je nog maar één snaar van het koor goed hebt gestemd, is het verschil met de nog te stemmen snaar groter geworden. De gestemde snaar dient als referentie voor de snaar die je nu gaat stemmen. Naarmate je de snaarspanning van de tweede snaar gaat verhogen, zul je horen dat de toon steeds zuiverder klinkt. De stemming is pas goed als je een unisono hoort: een zuivere toon, vrij van koorzwevingen. De snaren zijn weer in fase.

Na de bassen komen de midden- en hoge tonen. Dit zijn staalsnaren zonder koperomwinding. De koren zijn vanaf nu 3-snarig. Om een koor van drie snaren te stemmen plaats je wedges aan de buitenkant van de buitenste snaren die bij dit koor horen. Op die manier hoor je alleen de middelste snaar. Als je die snaar naar de juiste toonhoogte hebt gebracht, verwijder je een wedge en stem je de tweede snaar. Is de tweede snaar gestemd, dan verwijder je de laatste wedge en stem je de laatste snaar.
Probeer bij het stemmen zo weinig mogelijk torsie op de stempen toe te passen; geen grote uitslag met de klok mee of tegen de klok in. Hoe subtieler, hoe beter. Hoe frequenter een piano wordt gestemd, hoe minder rotatie er van de stemhamer nodig is, hoe stabieler de stemming zal zijn. En blijven.

Dit procedé herhaal je bij alle snaren, dat zijn er gemiddeld zo’n 230. Bespeel de piano en luister of je nog koorzwevingen hoort. Mogelijk moet je nog wat correcties toepassen bij sommige tonen. Hoor je bij alle tonen een mooie zuivere, koorzwevingsvrije toon? Dan mag je een groen vinkje zetten: de piano is gestemd.

Erg ontstemde piano’s

Soms is het niet mogelijk om de piano in één stembeurt op 440 Hz te krijgen doordat de piano vele jaren niet meer is gestemd of het instrument heel oud is. Hierdoor zakt de piano in toon. Als de toon heel veel is gezakt, neemt het risico op snaarbreuk toe wanneer de toonhoogte ineens weer naar de oorspronkelijke 440 Hz wordt opgetrokken. Elke snaar vertegenwoordigd een spanning van ongeveer 80 kilo. Een piano heeft gemiddeld 230 snaren, dus de totale trekkracht is ruim 18.000 kilo. Dat is ook direct de reden waarom een piano een gietijzeren frame heeft: de krachten zijn gigantisch. Het ineens fors omhoogtrekken van alle snaren (een zogeheten pitch raise) is een bijzonder pijnlijke ervaring voor je piano. Bovendien zal de piano direct na een pitch raise moeten worden gestemd. De noodzaak om een pitch raise uit te voeren is vrijwel altijd het gevolg van gebrekkig onderhoud over langere tijd en kan worden voorkomen.

Voor elke piano die A4 = 437 Hz of lager heeft, is een pitch raise geïndiceerd. Vandaar het advies om een piano minimaal één keer per jaar, maar beter nog twee keer per jaar, te stemmen. En dat is niet alleen beter voor het instrument, ook het spelplezier zal erdoor toenemen: spelen en studeren op een goed gestemde piano is veel leuker dan op een valse.

Ook kun je ervoor kiezen om de stemtoon niet op te trekken naar 440 Hz maar deze lager te houden. De consequentie hiervan is wel dat je niet meer met andere gestemde instrumenten kunt samenspelen: dat zal vals klinken omdat de toonhoogtes onderling niet meer overeenstemmen. Maar speel je solo, dan is een lagere stemtoon zeker een mogelijkheid en volstaat een enkele stemming.

Ook komt het voor dat een piano niet, of niet goed meer te stemmen is. Bijvoorbeeld omdat als gevolg van jarenlange verwaarlozing het mechaniek in de piano is versleten, de zangbodem gescheurd of er andere schade is aan het instrument. Als daar sprake van is, zal ik het aangeven.

Ik hoop dat je dit blog leuk en leerzaam vond. Heb je vragen of zijn er dingen niet duidelijk, laat het me weten. Ik help je graag.
Wil je het stemmen liever aan mij overlaten? Neem dan contact met me op om een afspraak in te plannen.