Обща информация за архитектурната акустика. Акустика на концертни и театрални зали

Преди няколко години, сравнявайки публикувани данни от различни акустични изследвания, авторът стигна до две заключения: първо, почти всички акустични дефекти в залите са причинени от отражение на звука; второ, поставянето на отразяващи повърхности близо до източника на звук подобрява условията както за говор, така и за музика. Тези заключения в никакъв случай не са противоречиви, тъй като звуците, отразени от повърхности, разположени в близост до източника, пристигат почти веднага след директния звук и следователно са полезни; отраженията, които идват по-късно, са вредни. И двете заключения са логично (макар и неочаквано) предложени от проучвания на открити театри, в които отразените звуци практически липсват. Такива театри обикновено имат добра акустика, особено ако сцената им е оборудвана с отразяващи повърхности. Въз основа на подобни съображения можем да формулираме две правила, които трябва да се спазват за постигане на идеална акустика в затворена зала:

Шумът, подобно на химическото замърсяване, е болест и трябва да бъде изкоренен от човешкия живот. Построен е след необичайната аудитория Berlage в Амстердам. Благодарение на изключителната си акустика, той гарантира оптимални нива на звук от всяко от трите нива: кутии, картечници и странични тави. Освен това разполага с подвижна сцена, акустичен рефлектор, окачен на сцената и контролна зала. Предлага осемнадесет достъпа от фоайето, основната зала, Зигурата след сцената и пристройката на вътрешната улица; и има различни пространства за изпълнение за музиканти, вход за инструменти и широк обществен достъп.

Сцената трябва да бъде оборудвана с отразяващи повърхности, за да позволи на изпълнителите да „чуват себе си“.

Отразеният звук в залата трябва да бъде отслабен до степен, сравнима с условията в театрите на открито.

Има погрешно схващане, че отразяването на звука е необходимо, за да се създаде достатъчен обем в помещението. Може да се покаже, че увеличението на нивото на интензитета на звука, дължащо се на отраженията след първите полезни отражения (т.е. за отраженията, възникващи между 0,05 секунди и 1,3 секунди след началото на звука) е само 4 децибела. Това увеличение е почти незабележимо.

Концертна зала, 280 места. По време на строителството й металните палуби бяха напълно премахнати, а металните ферми на оригиналната сграда бяха премахнати, подсилени и преместени. Това даде на стаята ново покритие, което я направи звукоизолирана. Широко и гъвкаво пространство, идеално за множество събития. По време на намесата на второто тяло на оригиналната сграда бяха използвани бетонни колони, поддържани от турбини, за да се създаде шоурум на приземния етаж и да се посвети голяма повърхност на горния етаж на множество художествени произведения.

За по-големи помещения това увеличение е малко по-голямо, но трябва да се отбележи, че необходимият обем в големите зали обикновено се постига с помощта на звукоусилваща система. По този начин изглежда, че само първите няколко отражения на звука са полезни и че по-късните вредни отражения не допринасят, както се смяташе преди, за увеличаване на силата на звука.

Той подчертава оригиналния италиански аржентински кранов мост, който продължава да работи и днес. Вътрешните му фасади са покрити с парижки камък, а мазето му е покрито с гранит. Съвпадайки с прекъсванията между портиците на долния етаж, има подове от стъклени тухли, за да внесат капандури в изложбената зала.

Това е централното пространство на сградата и образува голям разпределител между Аудиториума, Камерната зала, вътрешната улица и свързва това тяло с Главното небе. Това е "като музикален ансамбъл, където гласът и инструментите предават правилната интерпретация." Земята все още има калдъръм и оригинални железопътни релси.

Освен това прегледът на редица различни публикувани материали показва, че всички акустични недостатъци на залите на практика могат да бъдат приписани на отразения звук (ехо, прекомерна реверберация, смущения, резонанс и неправилна, изкривена артикулация).

Малки концертни зали. Един от ранните експерименти на автора може да послужи като успешна илюстрация на предложената теория. При изследване на оптималните условия за музика на закрито се оказа, че музикантите предпочитат да свирят в ревербериращо пространство, докато слушателите предпочитат „глухо“ околно пространство.

При влизане можете да видите главната кула с нейния часовник, оригинален резервоар и реставрирани фасади. В стаята, където се разработват кинематографични прогнози, есета, семинари и конкретни събития. Мобилната слушалка е важна, но не е всичко. Само мобилната облицовка не произвежда акустичното качество на Sala São Paulo - и няма да произведе друга концертна зала. Много от изградените зали, почитани от музиканти, маестро и любители на симфоничната музика, нямат подвижна облицовка или каквото и да е устройство за акустична настройка.

На първо място, за да се получи оптимална реверберация в помещение с обем от около 190 m3, звукопоглъщащ материал е поставен по стените, както е показано на фиг. 42. След това слушаха изпълнението на квартет (три цигулки и виолончело), ​​разположен в единия край на стаята. И музикантите, и слушателите бяха недоволни от музикалния ефект. Когато абсорбиращият материал постепенно се прехвърляше от стените близо до музикантите към частта от стаята, заета от слушателите, музикалното впечатление както на самите музиканти, така и на слушателите започна да се подобрява и накрая стана „идеално“ (фиг. 43). Светлоотразителните стени позволиха на музикантите да „чуят

Геометрия на помещението, разположение на плота, дизайн на предния плот, разположение на сцената, липса на килими или завеси, дебелина на сценичното дърво, дизайн на седалките, тежки стени, неравномерна еклектична архитектура, съществуващата сграда в зала Сао Пауло представлява важен списъкмалки приноси, абсолютно фундаментални за качеството на неговия акустичен климат. Ако стаята в Сао Пауло имаше правилната мобилна облицовка, но всички други елементи бяха грешни, разбира се, акустичният климат щеше да бъде много по-нисък.

Но ако стаята имаше фиксиран таван, правилната височина и всички други правилни елементи, тя щеше да бъде по-малко гъвкава, съществуващата архитектура щеше да бъде по-малко оценена и пак щеше да бъде акустично страхотна. И така, какъв вид мобилен самолет е това? Защо да регулирате акустиката на стаята? Наличието на стая, която може да настрои вашата акустика, като стаята в Сао Пауло, е интересно за приютяване на тези и други акустични тънкости. Когато обвивката се издига или пада, тя увеличава или намалява обема на въздуха в помещението.

Фигура 42. Експериментална стая, оборудвана с абсорбатор, който създава нормални оптимални условия за реверберация. Оказа се обаче, че е незадоволително за

музиканти.

себе си“, докато другата част на стаята представляваше „мъртво“ пространство, подобно на пространството на откритите театри (фиг. 44). Трябва да се отбележи, че в този случай стените около музикантите не са успоредни и по този начин естествените вибрации и резонансът са отслабени.

Това движение ефективно променя физическия размер и следователно времето за реверберация на звука. Но има и други също толкова важни фактори при акустичното регулиране на помещението. Концертните зали са места за музика и изискват по-дълго време за ехо от театрите, осигурявайки яснота при слушане на музика, внасяйки живот в помещението, позволявайки му да „пее“. И за да пее една стая, тя трябва да реагира с акустично съвършенство и щедрост. Нищо освен акустика, приглушената акустика на кината и „сухите“ театри.

Надежда Банегал твърди, че всяка публика идва от две групи: тези, които са се развили от звуците на пещерите, и тези, които са се развили от звуците на открито. Концертни зали, развити от пещери и звукови театри на открито. Една стая има „специалитет“, ако възпроизвежданата музика изглежда на слушателя като възпроизвеждана от източник, по-широк от визуалната ширина на самия източник. Този атрибут се нарича "широчина на видимия шрифт". В стаята в Сао Пауло, тъй като е правоъгълна и „тясна“, първичните звукови отражения пристигат странично и изглежда „разширяват“ източника, създавайки усещане за пространственост и участие.

Изпълнители и слушатели в реверберираща зала. Друг експеримент, който дава подобни резултати, включва изучаване на оркестър, който свири в стая със силно реверберация с обем от 3400 m3.

рисуване. 43. Абсорбери, показани на фиг. 42, се премести в противоположния край на стаята. Благодарение на освобождаването на реверберационното пространство, според музикантите, са получени отлични условия за изпълнение.

Стаята в Сао Пауло искаше тонално присъствие, участие, яркост и поради тази причина завесите и килимите бяха прогонени. Акустичната абсорбция се контролира от площта на стола, вида на стола и броя на седящите хора и обема на въздуха в помещението. Стените, таваните, плотовете и дървените подове имат ниско звукопоглъщане в сравнение с присъствието на хора. Огромното наличие на нискочестотни звуци зависи от стени, тавани и подове, изработени от твърди материали и ниско звукопоглъщане.

Основните европейски концертни зали от миналия век са построени от твърди и тежки материали. От друга страна, вдлъбнатините и малките неравности са важни в концертните зали за разпространението на звука и качеството на акустичния климат, както се доказва от изследването на професорите Хаан и Фрике от университета в Сидни, Австралия. Някои известни автори считат наличието на смущения за основен аспект в акустичния отговор на помещенията. Маркирана стая в Сао Пауло голяма сумамалки неравности, които преминават от капители на колони до формовани фигури и стени.

Количеството звукопоглъщащи материали, монтирани в помещението, постепенно се увеличава, а музиканти и редица наблюдатели изказват мнение за постигнатия акустичен ефект. Фигура 45 показва, че музикантите предпочитат по-дългото време за ехо (2 секунди), а слушателите предпочитат по-краткото време за реверберация (1 секунда), което също подкрепя теорията, посочена по-горе.

Тези елементи, които бяха част от оригиналния архитектурен дизайн на помещението, бяха строго обработени в акустичния дизайн, за да се осигури отлична дифузия. В допълнение към тях, други елементи бяха добавени от дизайна на помещението, за да отговарят на тези акустични нужди: предната част на плотовете, структурата на подвижната облицовка, която прави разреза с по-изпъкнали ръбове, самата облицовка и наличието на същия тип жлеб , броячите също са важни елементи на дифузията. Когато чуете симфоничен концерт в стая с отлична акустика, ще се потопите в звуковото поле.

Звуков рефлектор в голяма стая. Третият експеримент беше проведен в голяма (обем над 50 000 m31) спортна зала (фиг. 4b в средата).

в залата над сцената за музиканти е окачен хоризонтално звукоотражател с размери 3,66 X 4,27 м. С помощта на система от кабели и блокове рефлекторът

Деликатно преживяване на пространствено-времевите отношения. Целият обем въздух в една стая пее или звучи от няколко отражения на звук върху техните повърхности. Концертни зали, които пеят страхотно или звучат като инструмент. Нищо не се побира в тях, за да „оправи“ звука. Всичко е акустично и всичко е архитектура. Помогнете за извайването на празнини и вътрешни обеми в търсене на звука на стаята; карайки камерата да реагира акустично. Балкони, фотьойли, жлебове в стелажите, разположението на столовете, разстоянието между стелажите и всички други подробности, които вече бяха споменати.

Фигура 44. Снимка на противоположния край на същата стая с абсорбери, които правят този край „мъртъв“ за звук. Според наблюдателите акустичните условия са много добри.

може да се повдига и спуска. Тъй като рефлекторът беше спуснат последователно до разстояния от 3,6, 3,0, 2,5 и 2,1 m над музикантите, акустичните условия се подобриха съответно. Музикантите заявяват: „по-лесно за свирене“, „звучи по-естествено“, „колкото по-нисък е рефлекторът, толкова по-добре“, „звучи по-меко“. Слушателите, разположени в различни части на залата, установиха, че със спускането на рефлектора музиката става по-„разбираема“ и по-лесна за проследяване, дори от точки, отдалечени от сцената.

Разработването на такъв проект изисква приятелски настроени събеседници и може да бъде правилно интерпретирано от Нелсън Дюпре и Исмаел Соле, съответно архитект и координатор на проекта. Срещахме се почти всеки ден, за да обсъждаме проекта. На всяка стъпка един маркира другите; и така продължаваме напред. По мое мнение, важно за дефиницията и акустичната категория, която има стаята в Сао Пауло, е сътрудничеството на акустичния инженер и диригент Кристофър Блеър, който участва в основния дизайн на стаята.

Наред с други предмети, той изучаваше основните характеристики на помещението по физическо акустичен модели служи като север за целия ни основен проект. Тази работа също имаше огромни неразкрити проблеми. Един от тях е дизайнът на виброизолация на плаваща плоча, върху който си сътрудничихме с инженера Бернар Бодуен. Благодарение на неговата изобретателност измислихме много ефективно решение, когато беше невъзможно да се получи в Бразилия. Консултант по акустика за проекта за реставрация и обновяване на стаята в Сао Пауло.

Архитектурната акустика е една от най-старите области на човешкото познание, успешно базирана на интуитивна и емпирична основа в продължение на много векове, но едва в края на 19 век започва да придобива характеристиките на наука благодарение на началото на измерванията на връзката между свойствата на акустичните полета с формата на помещенията и влиянието на психофизиологичните свойства на пространствения слух при възприятието на звука в различни помещения, както и определяне на статистическо-психологически, естетически и семантични критерии за предпочитание на архитектурните. и строителни решения за различни музикални програмии типове личност на слушателя. Само непълно изброяване на целите, пред които учените все още са изправени днес, обяснява огромните трудности при създаването на методи инженерни изчисления, което позволява да се предвидят резултатите от строителството още на етапа на проектиране, както и да се разработят физически и технически средства - определени структури, които осигуряват обективно и субективно недвусмислено интерпретирани резултати от поставените цели и методите, използвани за постигането им.

Така че макар да е възможно да се изгради успешна концертна зала с "фиксиран акустичен подпис" и еднакъв размер, сегашно състояниев тази област е дизайнът на стаи, които могат да бъдат променяни, за да отговарят на акустичните нужди на различни шоута. Тези промени могат да бъдат постигнати по електронен път или чрез промени в архитектурата на помещението. Референтната стая, подобно на стаята в Сао Пауло, изисква най-много модерен проект; по този начин той беше избран за променлива архитектура и регулируема акустика.

За да се гарантира тази звукова гъвкавост, беше предложена напълно подвижна подложка, чието изместване би променило обема на помещението, в допълнение създавайки „съставно акустично пространство“, разположено между облицовката и техническия под. Звукът достига не само до обшивката, но и до свързаното пространство, като с това е възможно да се променят някои нюанси в акустичния отговор на помещението. Характеристиките на мощността и реверберацията на това свързано пространство могат да бъдат настроени с помощта на акустични кадифени флагове, които се контролират или сглобяват от механизми, разположени на техническо ниво.

Развитието на изкуствата изисква подходящи сгради за масови зрелища. Терминът "театър" означава място за гледане. Впоследствие имаше нужда от място за чуване. Първоначално архитектурната акустика беше фокусирана върху големи и просто огромни отворени конструкции, а по-късно - върху вътрешни пространства. Във всички времена субективните преценки за качеството на звука на речта и музиката в дадена структура са били единственият критерий за нейното акустично качество. Оборудвани са модерни концертни, театрални и кино зали сложни системиелектроакустично формиране на звукови полета с възможност за управление на акустичните свойства на помещението, хардуерно и архитектурно оптимално адаптирани за различни видовемузикални програми

Такива знамена, тъй като са по-високи от подвижната облицовка, не се виждат от слушателите, но присъствието им със сигурност се чува. Линията се състои от петнадесет стратегически разположени панела; движението му ви позволява да контролирате увеличаването на силата на звука в помещението и времето за реверберация. Но защо да променяте времето за реверберация? Всеки тип музика е създаден за един тип пространство и следователно с различни характеристики на реверберация. Например, някои любими времена на ехо за музиканти, диригенти и звукови инженери: "класически" симфонии като "Юпитер" на Моцарт: 1,5 секунди; симфонии на „романтиката“ като четвъртата от Брахмите: 2,1 секунди; съвременни произведения като "Пролетна награда" на Стравински: 1,7 секунди.

Всички научни постижения в областта на архитектурната акустика се използват предимно при проектирането на обществени сгради, тоест доста големи и скъпи. Методиките на проучването и препоръките за създаване на такива уникални пространства могат да бъдат използвани отчасти за изграждане на висококачествена стая за слушане - най-скъпият компонент на аудио система. Едни и същи акустични процеси в помещенията са описани на три езика - три теории: вълнова, статистическа и геометрична. И трите метода имат значителна връзка, допълвайки се, освен ако един метод не може да реши конкретна задача. Нека започнем нашето разглеждане с най-младата теория - вълновата, като преминем към други, ако е необходимо.

Времето на реверберация се отнася до забавянето между излъчването на определен звук, докато звукът стане нечуваем. Стаята за реверберация се нарича "всекидневна", а от друга страна, стая с ниско време на реверберация се нарича "мъртва" или "суха" стая. Театрите за разговори изискват кратко време за ехо, за да се гарантира, че казаното е разбираемо. Публиката, която използва електронно усилване, обикновено е „мъртва“, „суха“. При рецитациите дефиницията е основен елемент и поради тази причина Sala São Paulo трябва да бъде по-малко отекваща.



Геометрична (лъчева) теория
Основни положения.Геометричната (лъчева) теория на акустичните процеси в помещенията се основава на законите на геометричната оптика. Движението на звуковите вълни се счита за подобно на движението на светлинните лъчи. В съответствие със законите на геометричната оптика, когато се отразява от огледални повърхности, ъгълът на отражение b е равен на ъгъла на падане a, а падащите и отразените лъчи лежат в една и съща равнина. Това е вярно, ако размерите на отразяващите повърхности са много по-големи от дължината на вълната, а размерите на повърхностните неравности са много по-малки от дължината на вълната. Характерът на отражението зависи от формата на отразяващата повърхност. При отражение от плоска повърхност (фиг. 1, а) се появява въображаем източник I, чието местоположение се усеща от ухото, точно както окото вижда въображаем източник на светлина в огледало, отражение от вдлъбната повърхност (фиг. 1, б) води до фокусиране на лъчите в точка I." Изпъкналите повърхности (колони, пиластри, големи корнизи, полилеи) разсейват звука (фиг. 1, в).

Ролята на първоначалните размисли. Забавянето на отразените звукови вълни е важно за слуховото възприятие. Звукът, излъчван от източника, достига до препятствие (например стена) и се отразява от него. Процесът се повтаря многократно със загуба на енергия при всяко отражение. Първите забавени импулси, като правило, пристигат на местата на слушателите (или на мястото на микрофона) след отражение от тавана и стените на залата (студиото).

Поради инерцията на слуха, човек има способността да запазва (интегрира) слухови усещания, да ги комбинира в общо впечатление, ако продължават не повече от 50 ms (по-точно 48 ms). Следователно към полезен звукПодсилващият звук се отнася за всички вълни, които достигат до ухото в рамките на 50 ms след оригиналния звук. Закъснение от 50 ms съответства на разлика в пътя от 17 m. Концентрираните звуци, пристигащи по-късно, се възприемат като ехо. Отраженията от препятствия, които попадат в рамките на определен период от време, са полезни и желателни, тъй като те увеличават усещането за обем със стойности, достигащи 5 - 6 dB, подобряват качеството на звука, придавайки на звука „жизненост“, „пластичност“ и „ сила на звука." Това са естетическите оценки на музикантите.

Изследванията на първоначалните отражения по метода на акустичното моделиране са извършени в Научноизследователския филмов и фото институт (НИКФИ) под ръководството на А. И. Качерович. Изследвано е влиянието на формата, обема, линейните размери и разположението на звукопоглъщащите материали върху качеството на звука на речта и музиката. Получиха се интересни резултати.

Посоката на пристигането на първоначалните отражения играе важна роля. Ако забавени сигнали, т.е. Тъй като всички ранни отражения пристигат до слушателя от същата посока като директния сигнал, ухото трудно може да различи разлика в качеството на звука в сравнение със звука само на директен звук. Създава се впечатлението за „плосък“ звук, лишен от обем. Междувременно дори пристигането само на три забавени сигнала в различни посоки, въпреки липсата на процес на реверберация, създава пространствен звуков ефект. Качеството на звука зависи от посоките, от които и в каква последователност идват забавените звуци. Ако първото отражение идва от предната страна, звукът се влошава, а ако идва от задната страна, рязко се влошава.

Времето на забавяне на първоначалните отражения спрямо момента на пристигането на директен звук и един спрямо друг е много значително. Продължителността на забавянето трябва да е различна за най-добро звучене на речта и музиката. Добра разбираемост на речта се постига, ако първият забавен сигнал пристигне не по-късно от 10 - 15 ms след прекия, като и трите трябва да заемат интервал от 25 - 35 ms. При възпроизвеждане на музика най-доброто усещане за пространственост и „прозрачност“ се постига, ако първото отражение достигне слушателя не по-рано от 20 ms и не по-късно от 30 ms след директния сигнал. И трите сигнала за закъснение трябва да се намират във времеви интервал от 45 - 70 ms. Най-добър пространствен ефект се постига, ако нивата на забавените първоначални сигнали се различават леко едно от друго и от нивото на директния сигнал.

При свързване на останалата част от ехото към структурата на първоначалните отражения (първо, второ, трето), най-благоприятният звук се получава, когато втората част от процеса започне след всички дискретни отражения. Свързването на процеса на реверберация (ехо) веднага след директния сигнал влошава качеството на звука.

Осигурявайки оптимална структура на първоначалните (ранни) отражения, звукът на музиката остава добър дори при значително (10 - 15%) отклонение на времето за реверберация от препоръчаното. Постигането на оптимално забавяне на отразените сигнали спрямо директния звук поставя изискване за минимален обем на помещението, което не е препоръчително да се нарушава. Междувременно, когато проектирате стая, нейните размери се избират въз основа на дадения капацитет, т.е. Те решават проблема чисто икономически, което е погрешно. Дори в малка концертна зала оптимална структураранни отражения могат да се получат само на дадена височина и ширина на залата пред сцената, по-малко от която не можете да слезете. Известно е например, че звукът на симфоничен оркестър в зала с нисък таван е значително по-лош, отколкото в зала с висок таван.

Получените резултати позволиха да се разработят препоръки относно времето на забавяне и размера на залата. Беше взето предвид, че първият забавен сигнал по правило идва от тавана, вторият - от страничните стени, а третият - от задната стена на залата. Различните изисквания за времето на забавяне на първоначалните отражения се обясняват с характеристиките на речта и музикални звуции разликата в акустичните проблеми, които се решават.

Тип звук Dt1, мс Dt2, мс Dt3, мс
реч 10-15 15-22 25-45
Музика 20-30 35-50 50-70

Възможно е да се увеличи до известна степен височината и ширината на залата само при разстояние от портала на сцената (сцената), надвишаващо приблизително 1/4 - 1/3 от общата дължина на залата: височина до 10,5 м, шир. до 30 м дължина на залата се избира, като се вземе предвид необходимостта от получаване на достатъчна директна звукова енергия на най-отдалечените места за слушане. Въз основа на това обстоятелство се препоръчва да се избере дължина на залата не повече от 40 m по дължината на приземния етаж и 46 m по дължината на балкона, за да се постигне добра разбираемост на речта, закъсненията трябва да бъдат сравнително малки. При възпроизвеждане на музика е необходимо да се подчертае мелодичното начало; необходимо е по-дълго време на закъснение на първоначалните отражения. Това води до препоръчителните размери на концертните зали: височина и ширина съответно най-малко 9 и 18,5 m и не повече (на портала) 9 и 25 m.

Таблицата предоставя информация за геометрията на някои зали, чиито акустични качества се считат за добри (n - капацитет на залата, lп - най-голямото отстраняванеслушател от сцената в кабините, lb - същото на балкона, Dt1 - време на забавяне на първото отражение).

По този начин, минимални размерипомещението за възпроизвеждане на музика (височина и ширина) не е свързано с неговия капацитет, а се определя от необходима структурапървоначални отражения. Дори ако помещението е предназначено за изпълнение на музика при отсъствие на слушатели (записно студио, студио за звуково излъчване, студио за запис на музика, стая за слушане на филмово студио), неговият размер трябва да се определя само от качеството на звука на музиката. „Спестяването“ на тези размери означава значително влошаване на качеството на звука.

Исторически примери.От религиозните и грандиозни сгради, оцелели до наши дни, става ясно, че основните положения на теорията на лъчите са били известни на древните строители и че тези разпоредби са били стриктно спазвани. Размерите на гръцките и римските театри на открито са избрани така, че да се възползва максимално от енергията на отразените вълни.

Театри (Фиг. 2) съдържа три основни части:

сцена (шена) с дълбочина 3,5 - 4 м в Гърция и 6 - 8 м в Рим, на която се играе театрално действие;

зоната пред сцената - орхестърът (орхестър буквално "място за танци"), на който се намираше хорът и танцьорите изпълняваха;

местата за публика се издигат стъпаловидно около оркестъра, образувайки така наречения амфитеатър (от гръцките думи amphi - „от двете страни“, „наоколо“ и theatron – „място за зрелища“).

Звуците от изпълнителите достигаха до публиката, разположена в амфитеатъра, чрез директен път 1, както и след отражения от повърхността на оркестъра (греда 2) и стена 3, разположена зад сцената (фиг. 3, а). Самолетът на оркестъра беше покрит със силно отразяващ материал. Както посочи Витрувий, височината на стена 3 трябва да бъде избрана равна на височината на парапет 4, който затваря горния ред на амфитеатъра, „за да се подобри акустиката“. Очевидно целта е била да се предотврати прекомерното разсейване на звуковата енергия в пространството. Дълбочината на сцената в гръцките театри беше малка, така че лъчите 5, отразени от задната стена, да не закъсняха твърде много спрямо директния лъч 1 и да не влошат разбираемостта на речта на актьорите.

Част от звуковата енергия, отразена от стени 3 и 4, отиде нагоре. В модерните театрални зали на закрито тази енергия се отразява надолу по тавана и увеличава интензивността на звука на местата за публика. В оркестъра се танцуваше и имаше хор, повтарящ репликите на актьорите, т.е. изпълнявайки задачата за усилване на звука. Когато хорът е разположен в точка 1, звуковите лъчи, отразени от стена 3 (фиг. 3, b), идват към зрителя с голямо закъснение във времето, предизвиквайки ехо. За да се намали този недостатък в римските театри, хорът започва да се разполага по-близо до сцената, в точка 2. Тогава отраженията от сцената започват да се използват за насочване на енергия към публиката (височината му в римските театри достига 3,5 м), а танцьорите заемаха празната част от оркестъра. В съвременните театри пред сцената има музиканти, върху които се пренася името на сцената, която заемат.

Специална роля в подобряването и обогатяването на звука изиграха така наречените „хармоници“ - системи от резонатори под формата на бронзови цилиндрични съдове и глинени амфорни кани. Те бяха разположени в стенни ниши зад местата за зрители и под пейките. Гърците вярвали, че за еуфонията на речта и музиката резонаторите трябва да бъдат избрани или настроени според тоновете на музикалните гами: енхармонични, хроматични и диатонични.

  • Първата система, според техните създатели, придава тържественост и строгост на звуците;
  • Второто, благодарение на „претъпканите“ нотки, е изтънчеността и нежността на звука;
  • Трето, поради съзвучието на интервалите, естествеността на музикалното изпълнение.

Очевидно е, че древните архитекти, когато са строели театри, са търсили и намирали технически начини да предадат на зрителите и слушателите не само семантична, но и художествена (естетическа) информация и са се стремили да обогатят музикалния звук.

Театралните и концертни зали от 18-ти и 19-ти век се отличават с рационална форма и разумно подбрани размери. Построени са редица акустично добри театрални и концертни зали различни странипрез 20 век.

Лоши решения. Изглежда, че опитът, натрупан в продължение на хиляди години, трябва да се използва от съвременните архитекти и строители. Междувременно се умножават примерите за незадоволителни акустични решения, например изграждането на зали с кръгла или елипсовидна форма (кино Колизеум в Санкт Петербург, концертна зала Чайковски в Москва и др.). В тях се образуват зони на фокусиране на отразени лъчи и зони, в които отразените лъчи или не попадат, или попадат с голямо закъснение. В кръгла в план зала (фиг. 4) лъч 1, допирателен към стената, остава в зоната близо до стената при последващи отражения. Лъчи 2, разпространяващи се приблизително в диаметрална посока, образуват след отражение виртуален образ на източника I", в който интензитетът на звука, както в пръстеновидната зона близо до стената, се увеличава. Зали с плосък таван и ниска порталът на сцената са незадоволителни (фиг. 5, а) Зоната ABC се оказва своеобразен капан за значителна част от енергията, излъчвана от източника на звук. Само зоната DE дава полезни отражения, но те попадат само в дистанционното част от ЕК залата. За предпочитане е конструкция с дисипативен таван (фиг. 5b), акустична обвивка и козирка (фиг. 5, c).

Известната Албърт Хол в Лондон, широка 56 м и висока 39 м, беше незадоволителна от гледна точка на звука. Поради необичайно високата височина на залата, разликата в пътя между директния звук и звуците, отразени от тавана, достигна 60 м, което доведе до забавяне. от почти 200 ms. Центърът на кривината на вдлъбнатия таван беше в зоната, заета от слушателите, което генерира силно ехо.

Пример за неуспешно акустично решение е Голямата зала на Централния театър на руската армия (CTRA). Основните недостатъци на залата: голяма ширина, равняваща се на 42 м в средата на залата, и прекалено висок таван – при портала на 18 м над сценичното табло (фиг. 6). Отраженията от страничните стени не достигат в централната част на залата, а първите отражения от тавана достигат в средата на кабините със закъснение от повече от 35 ms. В резултат на това разбираемостта на речта в сергиите е ниска, въпреки близостта на актьорите до публиката. Формата на задната стена на антрето и парапета на балкона е част от кръг, чийто център е разположен на авансцената в точка О. Отразените от задната стена и парапета на балкона звуци се връщат в същата точка и се чуват като силно ехо, тъй като забавянето надвишава 50 ms. Когато актьорът се премести в точка I, спрегнатият фокус I" и I" се изместват към земята. В резултат на това в предните редове на сергиите се появява ехо.

Някога заседателната зала на MTUSI имаше добра акустика, където дори се провеждаха симфонични концерти и се излъчваха по радиото. Акустични условиязначително се влоши след ремонта на залата. Променен е дизайнът на балконската ограда, в чиято дълбочина е поставен светлоотразителен щит. Силните отражения от парапета и щита влошиха звука в кабините. Поради големи закъснения, разбираемостта на речта намаля.

Пример за неудачно акустично решение е Централната концертна зала на хотел "Россия" в Москва. Квадратната форма на залата доведе до изчерпване на спектъра на естествените честоти, ниският таван създава малко забавяне на първите отражения, а голямата ширина на залата означава, че отраженията от стените не попадат в първата половина на сергиите. Три пъти се опитаха да подобрят звука, като подмениха шумопоглъщащите материали и ги поставиха в залата. Въпреки това не беше възможно да се компенсира очевидно несполучливата оригинална форма на залата.

Дори в помещения с правилно подбрани форми и линейни размери, чиито пропорции са близки до „златното сечение“, се откриват звукови дефекти, отстраняването на които отнема много време, усилия и пари. Звуковите и аудио студията се нуждаят от внимателна подготовка за нормална работа. телевизионно излъчване. Пример за това е комплексът от работи за подготовка на студио N5 на Държавния дом за радиоразпръскване и звукозапис (GDRZ). Студиото е предназначено за изпълнение на произведения от големи форми с участието на симфоничен оркестър и хор в присъствието на слушатели. Неговите линейни размери (29,8 x 20,5 x 14 m) почти съответстват на „златното сечение“; очакваното време на реверберация на средните честоти е 2,3 s. Поради голямата височина и ширина, времето за пристигане на първоначалните отражения не е оптимално. За да се намали дължината на пътя на отразените лъчи, над мястото на оркестъра и на страничните стени бяха монтирани отразяващи панели. Отне няколко пъти да се промени позицията на панелите и да се намали площта на звукопоглъщащите структури, преди музикантите и звуковите инженери да разпознаят качеството на звука като добро. От този пример става ясно колко фино и педантично е това акустична настройкапомещения.

Има зали, предназначени за малък брой слушатели, съответно малки по площ и ниски по височина. Авторите им явно са вярвали, че предвид малкия размер на залата „всичко ще се чува ясно“. Всъщност в такива зали се образува плътна структура от първоначални отражения на местата за слушане. Поради това при кратко време на реверберация звукът се оказва „плосък“, подобен на звука на открито, а при дълго време на реверберация „прозрачността“ на звука се губи и последващите музикални звуци започват да се маскират от предишните.

Също така в по-голямата си част т. нар. актови зали са незадоволителни. Те са предназначени за срещи, т.е. за звука на речта. Ниските тавани, гладките успоредни стени, лишените от акустично покритие водят до неоптимални първоначални отражения. Опитите за провеждане на концерти там не носят успех. Музиката не им звучи добре. Най-лошото е, че концертите в такива зали разглезват публиката. Акустиката на така наречените „концертни и спортни” зали е под всякаква критика.

У нас „борбата с архитектурните излишества” нанесе голяма вреда на качеството на театралните и концертни зали. Всички звукоразсейващи и звукопоглъщащи конструкции и дори меката тапицерия на седалките, предназначени да служат като еквивалент на отсъстващите зрители, бяха обявени за „излишъци“. В резултат на това местата за слушане имат лоша структура на първоначалните отражения, ниска дифузия и, ако са частично запълнени, прекомерен „бум“.

Най-добрите зали. Колонната зала на Дома на съюзите, голямата и малката зали на Московската консерватория, голямата зала на Санкт Петербургската филхармония и някои други зали на старата сграда остават ненадминати по качество на звука. Постиженията на местната архитектурна акустика включват залите на Детския музикален театър, Театъра на името на. Евг. Вахтангов, Московски драматичен театър на името на. КАТО. Пушкин, Двореца на културата ЗИЛ, студиото на Държавния дом на звукозаписа, звукозаписното студио и слушалната на Мосфилм. При проектирането и изграждането им са взети предвид разпоредбите и препоръките на местни и чуждестранни акустици.

В тези зали са изпълнени изискванията на геометричната акустика: формата и размерите са рационално подбрани, което осигурява висока степендифузност на полето и оптимизиране на времето на забавяне на първоначалните отражения. Във всеки конкретен случай се избират собствени архитектурни и планови решения. Залите, които са сравнително малки по ширина, са оформени като правоъгълен паралелепипед. Това са Голямата и Малката зали на Московската консерватория, Голямата зала на Московския дом на учените. При малка ширина броят на отраженията, пристигащи в позициите на слушане, бързо се увеличава с течение на времето и в крайната част на процеса на реверберация е толкова голям, че осигурява добра дифузия на полето. В големите зали (Колонната зала на Дома на съюзите, Голямата зала на Санкт Петербургската филхармония) бяха въведени звукоразпръскващи структури под формата на поредица от колони. В съвременните зали с голям капацитет добрата дисперсия на звука се постига чрез разделяне на стените и тавана и инсталиране на големи разсейващи повърхности на стените. важноима материала, използван за декорация на стени и таван. Най-доброто е дървото. Звукът на музиката в залите, декорирани с дърво, има красив тембър. Напротив, стоманобетонните конструкции, особено тънките, и мазилката върху верижна мрежа са напълно противопоказани. Звуците, отразени от тези повърхности, имат неприятен „метален“ оттенък.

ЗаключениеТри теории, обсъдени с различни страниобяснете акустичните процеси, протичащи в помещенията. От тях само една - статистическа - дава възможност да се определи цифрово важна величина, характеризираща акустичните свойства на дадено помещение - времето на реверберация. Просто трябва да сте съзнателни и критични към получената числена оценка и да разберете, че в повечето случаи, особено когато се разглеждат големи помещения, тя е ориентировъчна.

Според съвременните възгледи е обичайно да се разделя процесът на ехо, реверберация на две части: първоначални, сравнително редки забавени импулси и последователност от импулси, която става по-плътна с течение на времето. Първата част на ехото се оценява от гледна точка на геометричната (лъчева) теория, втората - от гледна точка на статистическата теория.

Геометричната теория е по-приложима за анализа на акустичните процеси в помещенията големи размери- концертни и театрални зали, големи ателиета. Оптимални размеризалата (студиото) се определя въз основа на анализа на първоначалните отражения. При проектиране на големи помещения изчисляването на времето за реверберация може да даде резултат, който се различава значително от реалния и най-важното е, че тази стойност не ни позволява да оценим напълно акустичното качество на помещението. При такава оценка основна роля играят първоначалните размисли. Гарантира правилното времево съотношение на първоначалните отражения високо качествозвук дори когато времето за реверберация е различно от оптималното.

Статистическите и вълновите теории са особено приложими за сравнително малки пространства, като студия за излъчване и аудитории. за различни цели. Резултатите от тези теории изглежда се допълват взаимно. Първият дава възможност да се оцени времето на реверберация, вторият - да се изчисли спектърът на естествените (резонансни) честоти, да се регулират размерите на помещението, така че спектърът на естествените честоти в по-ниските честоти да е по-равномерен.

Би било много интересно и важно да се комбинират разпоредбите на акустичните теории, за да се създаде единна теория, която да обясни от обща гледна точка сложните акустични процеси, протичащи в помещенията. за различни цели, различни форми и различни размери. Но докато това се постигне, остава съзнателното използване на съществуващите теории и постигането на най-добрите решения с тяхна помощ.