Слайд 2
Создание концертных залов с хорошей акустикой было и
остается сложнейшей задачей, которая до недавнего времени решалась исключительно
опытом, интуицией и искусством архитекторов и акустиков.
Слайд 3
Только в последние годы с связи с развитием
компьютерных технологий появились возможности для точного математического моделирования акустики
залов, но эти методы только начинают развиваться
Слайд 4
Некоторые общие идеи, исходя из опыта строительства различных
концертных залов в течение многих лет, были сформулированы следующим
образом :
Слайд 5
Различные жанры музыки требуют разных акустических характеристик в
концертном зале;
Слайд 6
акустические характеристики, оптимальные для слушателей и для исполнителей,
существенно различаются;
Слайд 7
только лучшие концертные залы мира обеспечивают акустические параметры,
оптимальные как для слушателей так и для исполнителей;
Слайд 8
не существует единого архитектурного решения для концертных залов
— большинство акустических требований может быть решено различными архитектурными
приемами.
Слайд 9
Именно поэтому создание концертных залов пока остается еще
«искусством на научной основе».
Слайд 10
В данном разделе будут кратко рассмотрены требования к
акустическим параметрам «классических» концертных залов, где звучание музыки непосредственно
передаются от исполнителю к слушателю.
Слайд 11
Современные многоцелевые концертные залы с системой звукоусиления требуют
других акустических параметров, которые будут рассмотрены.
Слайд 12
Хорошее качество звучания музыки в концертном зале требует
обеспечения всех упомянутых в субъективных критериев:
- жизненности, полноты,
пространственности, тембра, баланса, интимности, громкости, отсутствия эха, низкого уровня шумов и т. д.,
Слайд 13
— а следовательно, и соответствующей структуры и
параметров реверберационного процесса, из которых основными являются следующие:
- время реверберации, время и направление прихода первых отражений, уровень боковых отражений, отношение энергии ранних отражений к энергии поздних отражений и др.
Слайд 14
Все эти параметры определяют требования прежде всего к
форме и размерам концертных залов, а также к их
системам звукопоглощения, звукоотражения и звукоизоляции
Слайд 15
В концертных залах также можно выделить две различные
части:
- площадь для оркестра (эстраду) и площадь
для зрителей, которая может быть разделена еще на две части — около эстрадную и дальнюю зрительскую часть.
Слайд 16
Акустические требования к этим частям несколько различаются:
- форма и размеры «классического зала» определяются прежде
всего требованиями к достижению оптимальных времени реверберации и структуры ранних отражений (время, уровень и направление прихода).
Слайд 17
Оптимальное время реверберации, как показано на рис. 5.1.15,
зависит от вида музыкального исполнения: для органной музыки —
3-5 с, для симфонической 2-2,2 с и для камерной 1,3-1,6 с.
Слайд 19
При этом важную роль играет и стиль исполняемой
музыки: в период барокко среднее время реверберации было 1,6
с, классической музыки —1,8 с, романтической — 2-2,2 с.
Слайд 20
Для обеспечения теплоты звучания время реверберации должно увеличиваться
на низких частотах примерно на 20%.
Слайд 21
Это требует разных архитектурных параметров концертных залов: объем
на одного слушателя должен составлять 10-12 м3 для органной
музыки, 8-10 м3 для симфонической и 6-7 м3 для камерной.
Слайд 22
Все это ограничивает общую вместимость залов с естественной
акустикой 1500-2000 человек (хотя современные залы уже имеют вместимость
2200-2500 человек).
Слайд 23
Объемы, соответствующие этим вместимостям, — 12000-20000 м3. Размеры
и время реверберации наиболее известных концертных залов даны в
таблице 5.1.3.
Слайд 25
Анализ параметров для лучших залов позволил получить следующее
эмпирическое выражение, связывающее время реверберации, объем и высоту зала:
(V/T500)m/hmax-\,2S.
Слайд 26
Кроме оптимального времени реверберации в концертных залах важно
обеспечить и другие параметры:
- ясность —
С80, интимность, коэффициент внутрислуховой корреляции и др. которые также определяются выбором соотношения размеров и формы зрительного зала.
Слайд 27
В старых концертных залах ширина и высота обычно
составляли 20 м и 17 м, это обеспечивало приход
первых фронтальных отражений с интервалом 20-30 мс.
Слайд 28
При уменьшении этих интервалов эстетическое восприятие музыки ухудшается.
Слайд 29
Если для речевых помещений размер зала определяется его
вместимостью, но может быть уменьшен без потери разборчивости речи,
то в концертных залах размер определяется требованиями к качеству звучания музыки и не может быть уменьшен ниже некоторого предела (независимо от количества зрителей).
Слайд 30
В залах малых размеров на местах слушателей образуется
слишком плотная временная структура ранних отражений, из-за которой при
малом времени реверберации звучание оказывается «плоским»; кроме того, резонансы воздушного объема попадают в слышимый диапазон и вносят дополнительную «окраску» в тембр звучания.
Слайд 31
Длина зала, как и ранее рассмотренных помещений, ограничивается
необходимостью доставки на самые удаленные места от эстрады прямой
звуковой энергии достаточно высокого уровня.
Слайд 32
Однако здесь следует учесть, что голос певца или
звук инструмента способен излучать большую мощность, чем речь актера.
В связи с этим максимальное удаление слушателя от эстрады может быть увеличено по сравнению с залом драматического театра.
Слайд 33
Статистические данные, собранные в ходе анализа максимального удаления
мест слушателей от эстрады для музыкальных залов разной вместимости,
построенных в разных городах мира и известных хорошими акустическими свойствами, показали, что максимальная удаленность слушателей от эстрады в партере не превышает 40 м, а на балконе — 45 м.
Слайд 34
Ограничения ширины и высоты зала распространяются прежде всего
на припортальную часть для обеспечения необходимой структуры ранних отражений;
в более удаленной от эстрады части ширина и высота зала может быть увеличена.
Слайд 35
Ширина зала у портала рекомендуется не более 25
м, а на расстоянии одной трети длины зала —
не более 30 м.
Слайд 36
Высота зала (если принять за уровень пол сцены)
у портала не должна превышать 9 м, а на
расстоянии 7 м от портала — 10,5 м.
Слайд 37
Таким образом, при выборе основных размеров концертного зала,
равно как и его формы, особое внимание должно быть
уделено его припортальной части, занимающей около одной трети, а в больших залах — одной четверти его длины.
Слайд 38
Эта часть должна быть так спроектирована, чтобы на
местах слушателей была сформирована оптимальная структура ранних отражений.
Слайд 39
Исследования, выполненные на основе измерений, позволили собрать достаточно
полный статистический материал по интервалу времени запаздывания первых отражений.
Слайд 40
Результаты анализа собранных материалов очень хорошо совпадают с
результатами субъективных исследований и подтверждают ценность структуры ранних отражений
в качестве одного из важнейших критериев качества акустики концертного зала.
Слайд 41
Например, в залах, известных своими прекрасными акустическими свойствами,
время запаздывания первого отражения, приходящего в лучшие места, составляет:
Слайд 42
в Большом зале Московской консерватории — 21-26 мс,
в Колонном зале Дома Союзов — 24-28 мс, в
Санкт-Петербургской капелле — 25-30 мс, в Концертном зале в Зальцбурге — 23 мс и т. д.
Слайд 43
Наличие эстрады вместо сцены в значительной мере обуславливает
архитектуру концертного зала, отличающуюся от архитектуры театральных залов.
Слайд 44
Оказалось не обязательным строить залы по ярусной системе,
так как оборудование эстрады жесткими звукоотражающими конструкциями позволяет значительно
увеличить уровень отраженной звуковой энергии, приходящей к слушателям в начальном периоде реверберационного процесса, и помогает обеспечить оптимальную структуру ранних отражений.
Рис. 5.2.11.
Слайд 46
а — две части зала с плавным переходом
(концертный зал в Бонне);
б — сочетание двух разных
форм сцены и зала (концертный зал в Детройте)
Это в свою очередь позволяет удалить слушателя от эстрады и увеличить размеры зала.
Слайд 47
В современных залах используются разные формы зрительного зала
для той части, которая примыкает к эстраде (примерно 1/3
общей длины), и остальной его части.
Слайд 48
Можно заметить два типичных направления при решении их
интерьера: единую форму зала с плавным переходом эстрады в
зрительный зал
Слайд 49
(рис. 5.2.11а) и композицию из двух разных форм
для зала и сцены (рис. 5.2.116).
Слайд 51
Эстрада и ближайшая к ней часть зала: для
музыкантов, находящихся на сцене, субъективные параметры, оказывающие наиболее существенное
влияние на их качество исполнения, несколько отличаются от параметров, воспринимаемых слушателем.
Слайд 52
К числу основных из них можно отнести следующие:
Слайд 53
- время реверберации — процесс затухания
в зале должен быть отчетливо слышен в паузах и
давать музыкантам чувство опоры;
Слайд 54
- поддержка — этот параметр позволяет музыкантам
слышать себя даже на тихих уровнях;
Слайд 55
- тембр позволяет оценить влияние помещения на
звучание инструментов и на восприятие музыкантами тонального баланса между
инструментами в ансамбле;
Слайд 56
- динамика характеризует динамический диапазон в данном
помещении и определяет степень, с которой помещение влияет на
динамику исполнения;
Слайд 57
Слышание друг друга — необходимо для
обеспечения ритмической точности, настройки и баланса по уровням; задержка
сигналов во времени — если музыканты далеко друг от друга, то возникают слишком большие временные задержки, которые нарушают ритмическую точность и влияют на тембр.
Слайд 58
Исследования позволили установить, что ощущение поддержки возникает у
музыкантов при высоком уровне ранних отражений на сцене (рис.
5.2.12).
Слайд 60
Измерения показывают, что в хороших залах их уровень
значительно выше порогов слышимости.
Слайд 61
Для обеспечения слитности исполнения в ансамбле существенное значение
имеет величина задержки прямого звука от соседних участников.
Слайд 62
Результаты исследований показали, что максимальное время задержки должно
быть в пределах до 20 мс.
Слайд 63
Ширина и глубина эстрады (сцены) зависят от числа
исполнителей (на каждого должно приходиться примерно 2 м2) и
от высоты потолка припортальной части зала.
Слайд 64
Если потолок сравнительно низкий (ниже 10 м), то
могут быть выбраны большая ширина и глубина сцены, т.
к. при такой высоте прямой звук и ранние отражения Рис 5 2.12.
Слайд 66
Структура отражений попадают к исполнителям (что на сцене
важно для их взаимной слышимости) и к зрителям.
Слайд 67
Если потолки высокие, то для обеспечения первыми отражениями
исполнителей и зрителей необходимо ограничить площадь эстрады: ширина не
более 15 м, высота не более 10 м.
Слайд 68
При низких потолках и широких стенах возникают также
проблемы с обеспечением необходимого времени реверберации в зрительном зале;
кроме того, боковые отражения приходят на сцену слишком поздно и при этом нарушается ощущение ансамбля.
Слайд 69
При высоких потолках необходимое время реверберации обеспечивается, но
общая площадь эстрады оказывается слишком мала.
Поэтому в современных
концертных залах часто используются навесные панели над площадью оркестра и передней частью зрительских мест
Слайд 70
(рис. 5.2.13а, б), форма, размер и степень наклона
которых подбираются исходя из требований обеспечения первыми отражениями оркестра
и зрителей.
Слайд 72
Кроме того, в современных больших залах многоцелевого назначения,
где оркестр размещается на просторной сцене, используются акустические раковины,
состоящие из системы звукоотражающих поверхностей.
Слайд 73
Такая раковина может быть легко скомпонована в виде
трансформируемой системы из отдельных щитов, которыми можно ограждать различные
объемы на эстраде при выступлении ансамблей исполнителей.
Слайд 74
Размеры мобильных щитов должны быть достаточно велики во
избежание потерь отраженной звуковой энергии на дифракцию вокруг краев.
Слайд 75
Эти потери, особенно в области низких частот, становятся
ощутимыми, если любой размер щита меньше 5-6 м.
Слайд 76
В качестве интересного примера может служить зал в
Зальцбурге вместимостью более 2000 человек (рис. 5.2.14).
Слайд 78
При проведении концертов на эстраде в нем устанавливается
трансформируемая раковина, обеспечивающая запаздывание первого отражения на 23 мс.
Слайд 79
Классические концертные программы проходят при естественных акустических условиях,
т. е. без помощи систем усиления звука.
Кроме того,
в зале ставят оперные и драматические спектакли.
Слайд 80
Зрительская (дальняя) часть зала: основное требование к ее
форме состоит в обеспечении высокой степени рассеяния звука для
создания достаточного общего времени реверберации.
Слайд 81
Возможностей для реализации таких форм зала достаточно много,
в настоящее время чаще всего для концертных залов используются
следующие формы:
Слайд 83
— высокая прямоугольная форма (Shoebox) — рис. 5.2.15а
— старейшая форма, используемая как в музыкальных залах во
дворцах XVII-XVIII веков, так и в крупнейших концертных залах XIX-XX веков, например Консертгебау (Амстердам, 1888), Мюзик- ферейнсаал (Вена, 1870).
Слайд 84
Из-за простой геометрии структура звуковых полей в таких
залах лучше всего изучена и отмоделирована. Разновидностью являются залы
с почти квадратной площадью
(рис. 5.2.156);
Слайд 85
— веерообразная форма с расходящимися стенами и кривыми
потолками (Fan), использовалась активно в период 1920 - 1960-х
годов, сейчас признана неудовлетворительной из-за бедных боковых отражений (рис. 5.2.15в);
Слайд 86
— форма с параллельными стенами, высокими потолками, криволинейной
задней стеной (Horseshoe) — рис. 5.2.15г
Слайд 87
Это типичная форма оперных залов, однако она часто
использовалась и для концертных залов (например, Концертный зал Макдермотт
в Далласе);
— террасообразная форма (Vineyard) зала, разделенного на уменьшающиеся асимметрично поднимающиеся блоки. Вертикальные дополнительные поверхности на стенах создают ранние
а — высокая прямоугольная форма (Shoebox);
б — залы с почти квадратной площадью;
в — веерообразная форма с расходящимися стенами
и кривыми потолками (Fan);
г — форма с параллельными стенами, высокими потолками, криволинейной задней стеной (Horseshoe);
д — специальная геометрическая форма (geometric)
Рис. 5.2.15.
Слайд 89
Формы концертных залов боковые отражения для всех зон
зала.
Слайд 90
Примером может служить зал Берлинской филармонии (1963);
—
специальная геометрическая форма (geometric), (рис. 5.2.15 д). Такой зал
обладает большой гибкостью при настройке акустических параметров, но труден для проектирования.
Слайд 91
Залы небольшой ширины могут иметь простую форму параллелепипеда;
из-за их небольшой ширины количество отражений, приходящих на зрительские
места, быстро нарастает со временем и в завершающей части реверберационного процесса становится настолько велико, что образуется достаточная диффузность поля.
Слайд 92
В залах же со сравнительно большой шириной, как
правило, требуется введение звукорассеивающих элементов.
Слайд 93
Примером могут служить Большой зал Санкт-Петербургской филармонии и
Колонный зал Дома Союзов в Москве, где два ряда
больших колонн создают высокую степень диффузности звукового поля.
Слайд 94
В современных залах, которые имеют большие объемы, рассеяние
звука достигается членением стен и потолка под разными углами
либо расположением на этих поверхностях специальных архитектурных элементов, способствующих рассеянию звука (на- пример, диффузоров Шредера).
Слайд 95
В качестве материалов для отделки стен и потолка,
в первую очередь акустической раковины и ближайших к сцене
поверхностей, обычно используется дерево (это способствует созданию красивого тембра).
Слайд 96
Обязательным требованиям к акустике концертных залов является низкий
уровень внешних и внутренних шумов.
Слайд 97
Требования для концертных залов составляют NC-20 (рис. 5.19),
что заставляет применять специальные меры для повышения звукоизоляции в
залах; подробнее эти вопросы освещены в специальной литературе