Művészet és tudomány

a Physics World 2020.februári számából származik, ahol “Sound designs”címmel jelent meg. A Fizikai Intézet tagjai élvezhetik a teljes számot a fizika világ alkalmazásán keresztül.

a középületek felújítása gyakran összetettebb, mint amilyennek látszik. Anna Demming az akusztikusokkal és építészekkel beszél a nyilvános terek tervezésének akusztikai szempontjairól, valamint néhány trükköt az e helyszíneken felmerülő ellentmondó igények kezelésére

Bristol Old Vic előcsarnok
komplex tér a Bristol Old Vic új előcsarnokát és kávézóját akusztikusan tervezték, hogy a kis csoportok élvezhessék az intim beszélgetéseket (balra). Az előcsarnok hátulján a nézőtér fala (jobbra) olyan akusztikai tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik, hogy ezt a területet előadási térként használják. (Udvariasság: Fred Hawarth)

az Egyesült Királyságban, Bristol történelmi városközpontjában, egy macskaköves utcán, amelyet nem illő épületek szegélyeznek, az angol nyelvű világ legrégebbi, folyamatosan működő színháza-a Bristol Old Vic.

az 1766-ban épült, eredeti nevén Theatre Royal épület több millió fontos felújításon esett át a 250.évfordulója alkalmából. A munka részletes és gondos tervezést igényelt annak biztosítása érdekében, hogy a projekt első szakaszában felújított nagy grúz előadóterem az élő színház, a zene és a tánc széles skálájának akusztikai igényeit szolgálja.

ugyanolyan összetettek voltak a második fázisban felújított épület többi részének akusztikai követelményei. Ez a második szakasz további előadótereket és irodákat, valamint egy előcsarnokot tartalmazott, amely egy Cafeteria-bár és egy további potenciális előadóteret tartalmaz. Mindezek a különböző funkciók sajátos és gyakran eltérő akusztikai követelményeket támasztanak, amelyek ellentmondanak számos más technikai, kulturális és esztétikai igénynek.

valaki, aki segít leküzdeni az ilyen típusú akadályokat, hogy elérjék az ideális akusztikus set-up Bob Essert. Mérnöki és zenei tanulmányait követően 2002 – ben megalapította a Sound Space Vision-t (SSV), egy londoni székhelyű akusztikusokból és építészeti tanácsadókból álló céget.

az SSV egyik jelenlegi projektje egy másik Bristol auditorium 48,8 m-es felújítása: a város Colston hallja, amely a Bristol Old Vic út mentén fekszik, és 2021-ben újra megnyílik. 1800 férőhelyes koncerthelyszínként a Colston Hall skálája rengeteg helyet kínál azoknak a művészeknek, akik 1867-es megnyitása óta ott léptek fel, a teljes körű szimfonikus zenekaroktól a Beatlesig. Gyakran “cipősdoboz” geometriának nevezik – hosszú, magas mennyezettel, amely rengeteg helyet biztosít a zenészek előtt a közönség körüli gazdag hangzáshoz, és kevesebb helyet biztosít a hangnak, hogy eltévedjen az előadási terület mögött (lásd Levitt Bernstein építészek renderelése alább). A cipősdoboz kialakítása egy klasszikus formátum, amely egyesek szerint a legjobb akusztikát produkálja, a világ 10 legjobb koncertterméből kilenc ilyen alakú, A Business Insider 2016-os felmérése szerint.

Colston Hall render a Levitt Bernstein építészektől
cipősdoboz geometria Colston Hall render a Levitt Bernstein építészektől.

míg Essert szerint az akusztika legnagyobb meghatározója a skála, a geometria második helyen áll a tényezők listáján, majd a felhasznált anyagok következnek. “Mindhárom szerepet játszik” – mondja. A hosszúság, a magasság és az Általános méretarány hatalmassága egy teljesítménytérben azonban nem mindig kívánatos. Essert rámutat a Surrey-i Yehundi Menuhin Iskola csarnokára, ahol az SSV kompaktabb méreteket tűzött ki célul, amelyek 300 embert tudtak elhelyezni egy kifejezetten szóló-és kamaraelőadásokra kialakított térben. “Minél távolabb vannak a szoba határai a hallgatótól és bizonyos mértékig az előadóktól, annál gyengébb a hang” – mondja Essert.

egyszerű szavakkal azt gondolhatja, hogy a hanghullámok enyhülnek és elveszítik az intenzitást, amikor áthaladnak a szoba méretein. Ahogy Essert hangsúlyozza, az, hogy egy előadás milyen hangosan hangzik, kulcsfontosságú tényező ahhoz, hogy a közönség úgy érezze, hogy beburkolódik és elmerül az élményben, és ennek eredményeként a kifejezetten szóló előadók számára történő tervezés ideális esetben egy kisebb tér megtervezését jelenti. Tehát hogyan lehet egy szólót hallani egy teljes szimfonikus zenekar befogadására tervezett térben, és intim érzést adni egy 1800 férőhelyes teremben?

Reflections on sound design

végső soron a produkció közönségre gyakorolt hatását a színpadon lévő előadók művészete uralja. Azonban egy olyan hatás, amely segíthet egy előadásnak, hogy intim és burkoló hangot adjon, még egy hatalmas teremben is, tükröződik a hang. Mivel a hang véges sebességgel mozog – 343 m/s száraz levegőn, 20 6c-nál -, a szoba határaiból származó bármilyen visszaverődés több milliszekundum késéssel ér el valakit a közönségben, összehasonlítva azzal a hanggal, amely közvetlenül az előadóktól érkezett. Lehet, hogy tudatosan nem hallod a késleltetést, de Essert rámutat, hogy amint az agy összegyűjti az audio bemenetet, ez a késleltetés – és döntően az érkezés amplitúdója és iránya – befolyásolja az élményt.

a puha bútorok, szemben a kemény falakkal, tompítják ezeket a reflexiókat, amint azt 1895-ben Wallace Clement Sabine amerikai fizikus bizonyította, akit széles körben elismertek az építészeti akusztika alapítójaként. A Harvard Egyetem Fogg előadótermének akusztikáját javító megbízása során egy orgonacsővel és egy stopperórával felfegyverezte magát, és egy sor kísérletbe kezdett, amelyek a fül alapján határozták meg, hogy mennyi ideig tart egy hang bomlása, amikor például megváltoztatta a helyiségben lévő párnák számát. Sabine hamarosan megállapította, hogy a párnák (vagy bármilyen elnyelő anyag) területe lineárisan kapcsolódik a visszhangzási időhöz.

az oszcilloszkóp megjelenése az 1960-as években felgyorsította az akusztikai technológiát, lehetővé téve a hangbemenet közvetlen leképezését és a visszaverődések késleltetésének elemzését. A kutatók ezután kezdtek többet megtudni a hang irányának szerepéről. Például az oldalról érkező reflexiók a közönséget jobban elmeríthetik az élményben, csak azáltal, hogy a hang körülveszi őket.

a reflexiók szerepének felértékelődése felhívta a figyelmet a hang egyik felületről a másikra történő táplálására, és befolyásolta a teljesítményterek kialakítását. Az alapvető cipősdoboz geometria továbbra is népszerű az építészek körében, mint a középkori templomok építése óta, gyakorlatilag napjaik koncerttermei. De a korai 1980-as években – a következő kutatás az 1960-1970-es években Michael Barron Harold Marshall, az egyesült KIRÁLYSÁGBAN, illetve kutató csoportok Göttingenben, majd Berlin – Essert, illetve egyéb acousticians kezdett alakításában geometriák útmutató hang. Azáltal, hogy megtervezték a hang visszaverődésének irányát, oldalról több hangot tudtak behozni. Példák erre az építészetre Christchurch Városháza Új-Zélandon, a Royal Concert Hall ban ben Nottingham, Egyesült Királyság, valamint a Meyerson Symphony Center ban ben Dallas, USA.

hangszintek

a Colston Hall már számos felújítást és rekonstrukciót végzett (1.ábra), a legutóbbi 1951-ben Philip Hope Bagenal, az Egyesült Királyság akkori legtermékenyebb hangversenytermi akusztikusa vezetésével. Az 1936-os Felújítás a mozi felé irányult – amely akkoriban az ilyen jellegű csarnokok piacvezető felhasználása volt -, ami a látványvonalakra, a közönség kapacitására és a mozi hangjára helyezte a hangsúlyt. De miután túlélte a villámlást, a koncertterem 1945-ben egy cigaretta által okozott tűz áldozatává vált, és az 1951-es újjáépítés során Bagenal és J Nelson Meredith építész helyreállította a belső teret, hogy a klasszikus zenei előadásokat prioritásként kezeljék. Leginkább Bagenal és más akusztikusok az Egyesült Királyságban akkoriban úgy érezték, hogy a brit koncerttermek nem rendelkeznek meghatározással. A brit zenei életet és ízlést színesítette a Városházák hangja szerte az országban, magyarázza Essert – “magas, lapos padlók, amelyek sáros hangot produkáltak”.

1.ábra
1 Sokfázisú átalakítása Bristol Colston Hall felújították többször, többek között 1936 (bal felső) és 1951 (jobb felső). A jelenlegi projekthez a Sound Space Vision térbeli hangméréseket végzett a térről (bal alsó sarokban), és létrehozta a javasolt kialakítás akusztikus számítógépes modelljét (jobb alsó sarokban). (Udvariasság: Sound Space Vision)

Bagenal jóváhagyta a Colston Hall lépcsős téglalap alakú tervét, és olyan anyagokat vezetett be, amelyek elnyelik a basszust “a boom elkerülése érdekében”. Különösen egy előtetőt adott a színpad fölé, hogy a vonós hangszerek tisztaságát vetítse elő. Bár az oszcilloszkópot 1951-ben még nem hozták létre, így nem áll rendelkezésre a tervezés elősegítésére, rájöttek, hogy az előtetők visszaverhetik a hangot a zenészeknek, hogy hallhassák magukat.

az SSV Colston Hall-i felújításai által most kezelt egyik kérdés a lombkorona szó szerinti hiányossága. A színpad meghosszabbítását követően a nagyobb zenekarok befogadására a lombkorona már nem takarja el a színpad elején ülő húrszakaszt. Ezenkívül az élvonalban is felbukkan, a hangot a közönség felé irányítja, és még nehezebbé teszi a vonós zenészek számára, hogy hallják magukat. A felújítások között az SSV segít megvalósítani egy kibővített és átformált előtetőt, amelyben több kötélzet van, hogy megfeleljen a szélesebb műszaki követelményeknek.

nem minden reflexió hasznos. A Colston Hall erkélyei korábban kiterjedtek 14 a nézőtér sorai, “Holt zónát” hozva létre több száz ülőhely számára: az erkély aljáról érkező többszörös visszaverődés sok hangot csillapított, száraz és gyenge maradt, mire elérte az erkély alatti szint hátsó részén lévő üléseket. A felújítási projekt magában foglalja az erkély felosztását egy mély szerkezetről két sekélyebbre, hogy ne legyenek olyan mély ülések egy alacsony mennyezet alatt.

Symbiotic solutions

a Bristol Old Vic-nél a reflections ismét jól jött, hogy megfeleljen az új előcsarnok többcélú igényeinek. Ügyesen tervezték, hogy az emberek csendes beszélgetést élvezhessenek egy kávé mellett anélkül, hogy megsüketítenék mindenki más fecsegésének hangját. Az épületből származó bevételek maximalizálása érdekében azonban ugyanannak a térnek is élénkebb légkört kell biztosítania, sőt olyan koncertek befogadására is tervezték, ahol a közönség el akar merülni a hangban. Vangelis Koufoudakis-a Charcoalblue tervező cég akusztikusa, aki a Bristol Old Vic felújításán dolgozott – elismeri, hogy az ilyen többcélú követelmények teljesítése problematikus lehet. “A végén valami olyasmi lehet, mint egy kanapé – ez nem egy nagyszerű kanapé és ez nem egy nagyszerű ágy.”Szerencsére a projekt építészei és akusztikusai képesek voltak” kiásni ” egy 250 éve készülő egyedi megoldást.

az akusztika világában szeretjük a szabálytalan formákat, mert azok megállítják a hangfókuszálást vagy más nem kívánt akusztikai tárgyakat

Vangelis Koufoudakis

az előcsarnok esetében az építészek arra törekedtek, hogy olyan nyitott teret biztosítsanak, amely összeköti a színházat az utcával és a városon túl. A cafeteria-bár területének legtöbb fala hangelnyelő. A szabálytalan szögek, szemben a párhuzamos falakkal, elkerülik a furcsa rezonanciákat, és a szoba liberálisan használja a fa gyapjú – újrahasznosított fát és fa reszelőket, amelyek elnyelik a hangot és hővé alakítják. Az előcsarnok mennyezete egy szerkezeti átlós rács, amelyet ragasztott laminált fa – “glulam” gerendák alkotnak. Az átlók szabálytalan szögeket képeznek, amelyek az épület többi részének történelmi helyiséggeometriáira vezetnek vissza. “Az akusztika világában szeretjük a szabálytalan formákat, mert megállítják a hangfókuszálást vagy más nem kívánt akusztikus műtárgyakat” – mondja Koufoudakis. Ennek eredményeként ezek, illetve más, akusztikus trükköket a kereskedelemben, a hatalmas, nyitott-terv foyer – ami várható, hogy a hang jött, s echoey – biztosítja a tökéletes akusztika, egy csendes tête-à-tête. Hogyan lehet akkor élénkebb légkört biztosítani ugyanabban a térben, különböző időpontokban?

az épület eredeti kőfalának feltárásával a grúz nézőtér felé, a cafeteria-bár túlsó végén, a projektcsapat akusztikusan tükröző háttérként tudta kihasználni a közvetlenül előtte lévő előadótér számára. Maga a fal az idő múlásával törött és pontozott, ami azt jelenti, hogy diffúz hangot tükröz, különös nagyfrekvenciás rezonanciák nélkül. “Ez egy csodálatos építészeti felület, amely feltárja a színház történelmi hegeit” – mondja Tom Gibson, Haworth Tompkins és a Felújítás második fázisának projektépítésze. A masszív falazófelület hőtömege szintén segít a hőmérséklet szabályozásában a CAF 6 sávban.

Szintfejű tervezés

az előcsarnok egy másik építészeti furcsaságból is profitál, amely álruhában áldásnak bizonyult. A színház első megépítése óta eltelt évszázadok során a különféle kiegészítők és felújítások különböző talajszintekhez vezettek. A projektcsapat nem akarta megzavarni az 1970-es évek alagsorát vagy alapjait, mivel ez drága és Régészeti kockázatot jelentett volna. “Alapvetően a régi városfal végigfutott az előcsarnokban, és aggódtunk, hogy találunk néhány történelmi csontvázat” – mondja Gibson. Az egyik tervezési kihívás tehát a történelmi padlószintek, az 1970-es évek padlószintjei és az újonnan javasolt szintek közötti különbség megoldása volt. A megoldás az volt, hogy az új előcsarnokot utcaszintre rámpázták, hogy a színház történetében először egyetemes hozzáférést biztosítsanak, míg a felső földszint kényelmes emelt színpadterületet hoz létre az eredeti nézőtér fala előtt.

2.ábra
2 évszázad a készítés során ezek a 3D Nolli modellek a Bristol Old Vic-et mutatják be (a) és (B) után a 2016-2018-as felújítás előtt. Az eredeti színházépületet szándékosan távolították el az utcától, és 254 éves története során számos különböző bejárat volt. Az 1970-es években a Coopers’ Hall nevű szomszédos épületet használták erre a célra. Az új, erre a célra épített előcsarnok lehetővé tette a Coopers Hall felújítását rendezvénytérként és egy kis stúdiószínházként. (Jóvoltából: Haworth Tompkins)

az építészek a helyszín különböző talajszintjeit is ki tudták használni a helyszín stúdiószínházának szellőztetésére. Ezt a viszonylag kis helyiséget a nézőtér előtti alagsorból és földszintről a Coopers Hall szakasz alagsorába és földszintjére költöztették, amely egy szomszédos épület volt a színház bejárata az 1970-es években (2.ábra). A lépés nem megfelelő fejmagassághoz vezetett az alagsorban, közvetlenül az utca melletti előcsarnok alatt, és olyan helykorlátokat hozott létre, amelyek megnehezítették a hagyományos mechanikus ventilátorok telepítését, amelyek sok helyet igényelnek. “Mindenesetre a projektcsapat szándéka az volt, hogy természetesen szellőztesse az új stúdiószínházat, hogy energiát és kapcsolódó költségeket takarítson meg” – tette hozzá Gibson. Az alagsori terek (az új előcsarnok földszintjének megtervezése után nem megfelelő fejmagassággal) lehetőséget biztosítottak egy új természetes szellőzésű “labirintus”beépítésére. Az előcsarnok tetejéről szívja be a levegőt egy Kőműves labirintuson keresztül, amely hidegrázza és elcsendesíti a zajos külső levegőt. Az eredmény: hűvös levegő jut be a stúdiószínházba minimális akusztikus zavarral.

finom formában

azonban nem minden építészeti állítás származik a gyakorlati műszaki követelmények Szerencsés összehangolásából. A németországi Berliner Philharmonie-t széles körben mérföldkőnek tekintik a koncertterem-tervezés történetében, és mérföldkőnek tekintik az olyan régóta uralkodó cipősdoboz-geometriától való eltérést. 1960 és 1963 között építették a Berlini Filharmonikus zenekar egykori otthonának helyére, amelyet a második világháborúban bombáztak. “Az emberek mindig körökben gyűlnek össze, amikor informálisan hallgatják a zenét” – mondta Hans Scharoun építész, egy megfigyelés, amely arra késztette őt, hogy a koncerttermet úgy tervezze meg, hogy a közönség a zenekar körül ül egy nagy tál lejtőin, mint a szőlőteraszok. Ez a merész design számos építészt inspirált, akik szintén “statement building” – et akartak készíteni, és a szőlő geometriáját széles körben elfogadták az elmúlt 15 évben.

Berliner Philharmonie
hangok különböző a Berliner Philharmonie épült 1960-1963 egy design, amely hasonlít egy tál vagy egy szőlő. A szélesség kétszerese a tipikus cipődoboz kialakításának. (Jóvoltából: / posztos)

a szőlő geometriája azonban kevésbé volt népszerű az akusztikusok körében. Amikor a közönség ilyen széles terembe terül el, a zene hangintenzitása és szubjektív intenzitása mindenki számára csökken. Ennek eredményeként a térhatású forma kiterjesztése egy 2000 férőhelyes, erkély nélküli csarnokba csökkenti a zeneszerzők által tervezett hang intenzitását és elmerülését. És mivel a közönség körülveszi a színpadot, a zenekar mögött ülő emberek másképp hallják a dolgokat, mint az elöl lévők, és az olyan hangszerek, mint a harsona, fényesen szólhatnak a tengelyen, de máshol csendesebbek. “Lehet, hogy hatékonyan kap egy francia kürtversenyt, mert csak két méterre van tőlük” – mondja Essert.

Essert ezért érzi úgy, hogy a cipősdoboz-szerű geometria újjáéled. Érdeklődés mutatkozott a magas, keskeny koncerttermek pszichoakusztikája iránt is, hogy megakadályozzák a közönséget abban, hogy “bekerüljenek”. Például a Colston Hall új mennyezetének oldalán enyhe hangmagasság lesz, enyhítve a korábban konkáv mennyezet negatív fókuszáló hatásait. A konvex görbék hasznos módon terjesztik a hangot, és eltérnek a tiszta kockától, kevésbé érzik magukat “dobozosnak”.

Multitasking

egy másik kihívás az olyan helyszíneken, mint a Colston Hall, az, hogy az erősített és nem erősített zenét ugyanabban a térben biztosítsák. Míg a zenekarra optimalizált akusztika ideálisan gazdagítja a hangot, az erősített zene tervei a hang tisztaságát célozzák meg, kevés visszhangzással, hogy a közönség szinte pontosan azt hallja, ami a hangszórókból származik. A digitális technika bizonyos mértékben beállíthatja az idealizált semleges térben az erősített teljesítmény szintjét, de nem helyettesítheti teljes mértékben azt, amit egy gazdagabb akusztikájú szoba tenne egy élő klasszikus előadásért. Az épület költségvetésének korlátaival való munka, az üvegszálas lemezből készült visszahúzható panelek vagy akár csak függönyök is beépíthetők, hogy elnyeljék a visszhangot az erősített zene számára, és bevezessék az akusztikus sokoldalúságot.

az SSV egyik projektje, amely ezeket a sokoldalúsági követelményeket új szintre emelte, a hongkongi Xiqu központ volt, ahol a tér nemcsak az erősített és nem erősített nyugati zenét, hanem a kínai operák különböző hagyományait is szolgálja Pekingből, Sanghajból, Guangdongból és Hongkongból is. A koncerthelyszín optimalizálása azt jelentette, hogy eszközöket biztosítottak az énekesek hangzásának a zenekarhoz viszonyított egyensúlyához, valamint a szabadtéri akusztika utánzásához, amelyet ezek a hagyományok ápoltak. A szoba kivitelezése és a Xiqu Központ audiorendszere kéz a kézben fejlődött.

Xiqu Központ
szokatlan igények A Hongkongi Xiqu Központ
szokatlan akusztikai igényekkel rendelkezik. A zenei stílusok széles skáláját állítja színpadra, így az előadótermet összetett formákkal, résekkel és szigeteléssel tervezték, hogy elnyelje vagy szétszórja a hangot, beleértve a motoros függönyöket is, amelyek szükség szerint beállíthatók. (Forrás: Sound Space Vision)

a helyzet tovább bonyolódik, azonban, mivel az akusztikusok már nem szolgálják ki a nagyszerű élő zenekari hangzást váró közönséget. A mai koncertlátogatók ehelyett arra számítanak, hogy hallanak valamit, ami úgy hangzik, mint amit otthon hangrendszerükön hallanak. A probléma az, hogy ezeket a felvételeket olyan mérnökök generálják, akik a mikrofonokat a hall vagy a hangstúdió körül gondosan azonosított pozíciókban találják meg, majd elektronikusan összekeverik a szinteket és hozzáadják a csatornákat, hogy hallhassák a szóló tisztaságát és a szoba rezonanciáját egyszerre. “Valójában nem kaphatja meg ezt a hangot” – mondja Essert. “De a fülünk rá van hangolva.”Az építészet egyidejű tisztaságának, rezonanciájának és burkolatának egyik megközelítése az, hogy egy szobát építünk egy szobában.

az ötlet Essert Russell Johnsonnal A New York-i Artec Consultants-tól folytatott projektjei során merült fel, ahol többször szembesült a többcélú tervezési megoldások kidolgozásának problémájával. Az 1980-as években az Artec bevezetett egy” visszhangkamrát ” bizonyos koncerttermekbe, például a Meyerson Symphony Centerbe Dallasban, az Egyesült Államokban és a Symphony Hallba Birminghamben, az Egyesült Királyságban. Lényegében ez párosítja a belső koncertteremet, amelyet a közönség lát, egy másodlagos térbe, gyakran betonajtókat használ nehéz forgócsapokon. Ez a másodlagos tér általában több ezer köbméter térfogatú lesz, és a függönyök használatától függően” kemény “vagy” puha ” tér lehet. Ez lehetővé teszi, hogy nettó abszorberként vagy nettó visszhanggenerátorként működjön, de a szoba kezdeti időbomlását – az érkezés utáni első 10-20 dB hangbomlást – a belső szoba geometriája generálja. Az ötletet az Artec fejlesztette tovább Szingapúrban, Los Angelesben, Reykjavíkban és Budapesten, és hatással volt a párizsi Filharmonikusok tervezőcsapatára is. Essert ugyanazokat az elveket alkalmazta a Sage Gateshead az Egyesült Királyságban, részben összekapcsolva a fő teret egy másik mozgatható mennyezet felett.

míg az akusztikai tervezés a hangfizikán alapul, számos más szerkezeti és technikai szemponton alapul, amelyek megsokszorozódnak, amikor a helyszínek kiegészítő funkciókat töltenek be bevételi forrásaik támogatása érdekében. A történelmi helyszínek felújításakor a mérnöki megoldásoknak nemcsak az épület történelmére kell érzékenynek lenniük, hanem meg kell felelniük a tervezési korlátoknak és meg kell felelniük a közönség széles körű elvárásainak. Húzza le, hogy trükkös kombináció nem jelent feat. De annak biztosításával, hogy az összes hozzájáruló tényező-a szoba geometriája, a látványvonalak, a kényelem, az építészeti jellemzők, az építőanyagok stb. – az építészek és az akusztikusok olyan élményt nyújthatnak, amely legyen az rap vagy rapszódia, kávé vagy kabaré, minden látogató művészt, ügyfelet és közönségtagot tartalmat hagy maga után.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.

Back to Top