artă și știință

preluat din numărul din februarie 2020 al Physics World unde a apărut sub titlul “sound designs”. Membrii Institutului de fizică se pot bucura de problema completă prin intermediul aplicației Physics World.

renovarea clădirilor publice este adesea mai complexă decât pare. Anna Demming vorbește acusticienilor și arhitecților despre considerațiile acustice din spatele proiectelor lor pentru spațiile publice și despre unele dintre trucurile pentru a aborda cerințele conflictuale asupra acestor locuri

foaierul Bristol Old Vic
spațiu Complex noul foaier și CAF la Bristol Old Vic au fost proiectate acustic astfel încât grupurile mici să se poată bucura de conversații intime (stânga). În partea din spate a foaierului, peretele auditoriului (dreapta) are calități acustice care permit utilizarea acestei zone ca spațiu de performanță. (Curtoazie: Fred Hawarth)

în centrul istoric al orașului Bristol din Marea Britanie, pe o stradă pietruită căptușită cu clădiri nepotrivite, se află cel mai vechi teatru care rulează continuu din lumea vorbitoare de limbă engleză-Bristol Old Vic.

construită în 1766 și numită inițial Theatre Royal, clădirea a suferit o renovare de mai multe milioane de lire sterline pentru a marca 250 de ani. Lucrarea a necesitat un design detaliat și atent pentru a se asigura că marele auditoriu Georgian – renovat în prima fază a proiectului – poate satisface nevoile acustice ale unei game largi de teatru live, muzică și dans.

la fel de complexe au fost cerințele acustice ale restului clădirii, care a fost renovată în faza a doua. Această a doua etapă a inclus spații și birouri de performanță suplimentare, precum și un foaier care găzduiește un bar caf. Toate aceste funcții diferite au cerințe acustice specifice și adesea distincte, care pot fi în contradicție cu o serie de alte cerințe tehnice, culturale și estetice.

cineva care ajută la depășirea acestor tipuri de obstacole pentru a atinge setarea acustică ideală este Bob Essert. După ce a studiat atât ingineria, cât și muzica, în 2002 a înființat Sound Space Vision (SSV) – o companie de acusticieni și consultanți de arhitectură din Londra.

unul dintre proiectele actuale ale SSV este o renovare de 48,8 m a unui alt auditoriu din Bristol: sala Colston a orașului, care se află chiar pe drumul de la Bristol Old Vic și urmează să se redeschidă în 2021. Fiind un loc de concert de 1800 de locuri, scara Colston Hall oferă mult spațiu artiștilor care au cântat acolo de când a fost deschisă pentru prima dată în 1867, de la orchestre simfonice la scară largă la Beatles. Are ceea ce este adesea descris ca o geometrie “cutie de pantofi” – lungă, cu tavane înalte, care oferă mult spațiu în fața muzicienilor pentru un sunet bogat în jurul publicului și mai puțin spațiu pentru ca sunetul să se piardă în spatele zonei de performanță (a se vedea redarea Arhitecților Levitt Bernstein de mai jos). Designul cutiei de pantofi este un format clasic despre care unii spun că produce cea mai bună acustică, nouă din primele 10 săli de concerte din lume având această formă, potrivit unui sondaj din 2016 realizat de Business Insider.

Colston Hall render de Levitt Bernstein Architects
geometrie cutie de pantofi Colston Hall render de Levitt Bernstein Architects.

în timp ce Essert spune că cel mai mare factor determinant al acusticii este scara, geometria se află pe locul doi pe lista sa de factori, urmată de materialele utilizate. “Toți trei joacă un rol”, spune el. O vastitate de lungime, înălțime și scară generală într-un spațiu de performanță nu este, totuși, întotdeauna de dorit. Essert indică sala de la școala Yehundi Menuhin din Surrey, Marea Britanie, ca exemplu în care SSV viza dimensiuni mai compacte care ar putea găzdui 300 de persoane într-un spațiu conceput special pentru spectacole solo și de cameră. “Cu cât limitele camerei sunt mai îndepărtate de ascultător și într-o anumită măsură de interpreți, cu atât sunetul este mai slab”, spune Essert.

în termeni simpli, vă puteți gândi la undele sonore atenuând și pierzând intensitatea în timp ce călătoresc prin dimensiunile camerei. După cum subliniază Essert, cât de tare sună un spectacol este un factor cheie pentru a face publicul să se simtă învăluit și cufundat în experiență și, ca urmare, proiectarea specială pentru interpreții solo înseamnă proiectarea ideală a unui spațiu mai mic. Deci, cum poate fi auzit un solo într-un spațiu conceput pentru a găzdui o orchestră simfonică completă și pentru a da un sentiment de intimitate într-o sală care are 1800 de locuri?

reflecții asupra designului sonor

în cele din urmă impactul unei producții asupra publicului este dominat de măiestria interpreților de pe scenă. Cu toate acestea, un efect care poate ajuta un spectacol să sune intim și învăluitor, chiar și într-o sală imensă, este sunetul reflectat. Deoarece sunetul se mișcă cu o viteză finită – 343 m / s în aer uscat la 20 de centimetrii C – orice reflexie de la limitele camerei va ajunge la cineva din public cu o întârziere de câteva milisecunde în comparație cu sunetul care a călătorit direct de la interpreți. Este posibil să nu auziți în mod conștient întârzierea, dar Essert subliniază că, pe măsură ce creierul asamblează intrarea audio, această întârziere – și, în mod crucial, amplitudinea și direcția sosirii – afectează experiența.

mobilierul moale, spre deosebire de pereții duri, va atenua aceste reflecții, așa cum a demonstrat în 1895 fizicianul american Wallace Clement Sabine, care este recunoscut pe scară largă ca fondator al acusticii arhitecturale. În timpul unei misiuni de îmbunătățire a acusticii sălii de curs Fogg de la Universitatea Harvard, s-a înarmat cu o țeavă de orgă și un cronometru și s-a angajat într-o serie de experimente, determinând după ureche cât a durat un sunet să se descompună în timp ce, de exemplu, a schimbat numărul de perne din cameră. Sabine a stabilit curând că zona pernelor (sau a oricărui material absorbant) era legată liniar de timpul de reverberație.

apariția osciloscopului în anii 1960 a mutat tehnologia acustică într-o treaptă de viteză, făcând posibilă imaginarea directă a sunetului și analizarea întârzierilor din aceste reflecții. Cercetătorii au început apoi să afle mai multe despre rolul Direcției sunetului. De exemplu, reflecțiile din părțile laterale pot face publicul să se simtă mai cufundat în experiență, doar fiind înconjurat de sunet.

o apreciere a rolului reflecțiilor a atras atenția asupra modului în care sunetul este alimentat de la o suprafață la alta și a afectat proiectarea spațiilor de performanță. Geometria de bază a cutiei de pantofi este încă populară în rândul arhitecților, așa cum a fost de la construirea bisericilor medievale, efectiv sălile de concerte din zilele lor. Dar la începutul anilor 1980 – în urma cercetărilor efectuate în anii 1960 și 1970 de Michael Barron și Harold Marshall în Marea Britanie și a grupurilor de cercetare din G. T. T. și Berlin-Essert și alți acusticieni au început să modeleze geometrii pentru a ghida sunetul. Prin ingineria direcției în care reflectau sunetul, puteau aduce mai mult sunet din lateral. Exemple ale acestei arhitecturi includ Primăria Christchurch în Noua Zeelandă, Royal Concert Hall în Nottingham, Marea Britanie și Meyerson Symphony Center în Dallas, SUA.

niveluri de sunet

Colston Hall a văzut deja mai multe renovări și reconstrucții (figura 1), cea mai recentă fiind în 1951 condusă de Philip Hope Bagenal, cel mai prolific acustician din Marea Britanie din acea perioadă. Renovarea din 1936 a fost axată pe cinema – care era atunci utilizarea de vârf a pieței pentru sălile de această natură-rezultând un accent pe liniile de vedere, capacitatea publicului și sunetul cinematografic. Dar, după ce a supraviețuit Blitz-ului, sala de concerte a căzut victimă unui incendiu declanșat de o țigară în 1945, iar în reconstrucția din 1951, Bagenal și arhitectul J Nelson Meredith au restaurat interiorul pentru a acorda prioritate spectacolelor de muzică clasică. În special, Bagenal și alți acusticieni din Marea Britanie au considerat atunci că sălile de concerte Britanice nu aveau definiție. Viața și gustul muzical britanic au fost colorate de sunetul primăriilor din întreaga țară, explică Essert – “spații înalte, plate, care produceau un sunet noroios”.

Figura 1
1 renovare în mai multe faze Sala Colston din Bristol a fost renovată de mai multe ori, inclusiv în 1936 (stânga sus) și 1951 (dreapta sus). Pentru proiectul actual, sound Space Vision a luat măsurători de sunet spațiale ale spațiului (stânga jos) și a creat un model de computer acustic al designului propus (dreapta jos). (Curtoazie: Sound space Vision)

Bagenal a aprobat un plan dreptunghiular în trepte pentru Colston Hall și a introdus materiale care să absoarbă basul “pentru a evita boom-ul”. În special, el a adăugat un baldachin peste scenă pentru a proiecta claritatea instrumentelor cu coarde. Deși osciloscopul nu a fost încă înființat în 1951, deci nu este disponibil pentru a ajuta la proiectare, s-a realizat că copertinele pot reflecta sunetul înapoi muzicienilor, astfel încât să se poată auzi.

una dintre problemele abordate acum de renovările SSV de la Colston Hall este un neajuns literal al acestui baldachin. În urma extinderilor pe scenă pentru a găzdui orchestre mai mari, baldachinul nu mai acoperă secțiunea de coarde care stau în partea din față a scenei. În plus, apare și la marginea de vârf, direcționând sunetul către public și făcând și mai greu pentru muzicienii de coarde să se audă. Printre renovările SSV ajută la punerea în aplicare va fi un baldachin extins și remodelat, cu mai multe tachelaj în ea pentru a satisface cerințele tehnice mai extinse.

nu toate reflecțiile sunt utile. Balcoanele de la Colston Hall s-au extins anterior pe 14 rânduri ale auditoriului, creând o “zonă moartă” pentru sute de locuri: reflexiile multiple din partea de jos a balconului au atenuat mult sunetul, lăsându-l uscat și slab până când a ajuns pe scaunele din spatele nivelului de sub balcon. Proiectul de renovare va include împărțirea balconului dintr-o structură adâncă în două mai puțin adânci, astfel încât să nu existe locuri atât de adânci sub un tavan jos.

soluții simbiotice

înapoi la Bristol Old Vic, reflecțiile au venit din nou la îndemână pentru a satisface nevoile multifuncționale ale noului foaier. Acesta a fost conceput în mod inteligent, astfel încât oamenii să se poată bucura de o conversație liniștită la o cafea, fără a fi asurziți de sunetul palavrageala tuturor celorlalți. Cu toate acestea, cu o presiune pentru a maximiza veniturile din clădire, același spațiu trebuie, de asemenea, să ofere o atmosferă mai vibrantă și este chiar conceput pentru a găzdui concerte, unde publicul dorește să fie scufundat în sunet. Vangelis Koufoudakis – un acustician de la firma de proiectare Charcoalblue care a lucrat la renovarea Bristol Old Vic-recunoaște că încercarea de a îndeplini cerințe multifuncționale de acest gen poate fi problematică. “Puteți ajunge cu ceva de genul unei canapele extensibile-nu este o canapea grozavă și nu este un pat grozav.”Din fericire, arhitecții și acusticienii din proiect au reușit să “scoată” o soluție unică de 250 de ani în devenire.

în lumea acustică, ne plac formele neregulate pentru că opresc focalizarea sunetului sau alte artefacte acustice nedorite

Vangelis Koufoudakis

în cazul foaierului, arhitecții au dorit să ofere un spațiu deschis care să conecteze Teatrul cu strada și orașul de dincolo. Majoritatea peretilor din zona caf caf-bar sunt fonoabsorbanti. Unghiurile neregulate, spre deosebire de pereții paraleli, evită rezonanțele ciudate, iar camera folosește liberal lemn de lână – lemn reciclat și pilituri de lemn care absorb sunetul și îl transformă în căldură. Tavanul foaierului este o grilă diagonală structurală formată din cherestea laminată lipită – grinzi “glulam”. Diagonalele formează unghiuri neregulate care se întorc la geometriile istorice ale camerei din restul clădirii. “În lumea acustică, iubim formele neregulate, deoarece acestea opresc focalizarea sunetului sau alte artefacte acustice nedorite”, spune Koufoudakis. Ca urmare a acestor și a altor trucuri acustice ale comerțului, vastul foaier în plan deschis – la care te-ai putea aștepta să sune zăngănitor și ecou-oferă acustica perfectă pentru un T-T-T-T-T-T-T-T-T-T-T. Cum să permitem atunci o atmosferă mai vibrantă în același spațiu în momente diferite?

prin dezgroparea zidului original de piatră al clădirii în auditoriul Georgian de la capătul îndepărtat al zonei caf-bar, echipa de proiect a reușit să-l exploateze ca fundal reflectant acustic pentru un spațiu de performanță direct în față. Peretele în sine este rupt și marcat de trecerea timpului, ceea ce înseamnă că reflectă un sunet difuz, fără rezonanțe ciudate de înaltă frecvență. “Este o suprafață arhitecturală uimitoare care dezvăluie cicatricile istorice ale teatrului”, spune Tom Gibson de la Haworth Tompkins și arhitectul proiectului pentru faza a doua a renovării. Masa termică a suprafeței robuste a zidăriei ajută, de asemenea, la reglarea temperaturii în bara caf.

Proiectare nivelată

foaierul beneficiază și de o altă ciudățenie arhitecturală care s-a dovedit a fi o binecuvântare deghizată. Diverse suplimente și renovări de-a lungul secolelor de când teatrul a fost construit pentru prima dată au dus la diferite niveluri ale solului. Echipa de proiect nu a vrut să deranjeze placa sau fundațiile subsolului din anii 1970, deoarece acest lucru ar fi putut fi costisitor și un risc arheologic. “Practic, zidul vechi al orașului trecea prin foaier și eram îngrijorați că am putea găsi niște schelete istorice”, spune Gibson. Una dintre provocările de proiectare a fost, prin urmare, rezolvarea diferenței dintre nivelurile istorice ale podelei, nivelurile podelei din anii 1970 și nivelurile nou propuse. Soluția a fost rampa noului foaier până la nivelul străzii pentru a oferi acces universal pentru prima dată în istoria teatrului, în timp ce nivelul superior al parterului creează o zonă de scenă ridicată convenabilă în fața peretelui original al auditoriului.

Figure2
2 secole în realizarea acestor modele 3d nolli arată Bristol Old Vic înainte (a) și după (b) reamenajarea sa 2016-2018. Clădirea originală a teatrului a fost așezată în mod deliberat la o distanță de stradă și de-a lungul istoriei sale de 254 de ani au existat multe intrări diferite. În anii 1970, o clădire adiacentă numită Coopers’ Hall a fost folosită în acest scop. Noul foaier construit special a permis renovarea sălii Coopers ca spațiu pentru evenimente și un mic teatru de studio. (Curtoazie: Haworth Tompkins)

arhitecții au reușit, de asemenea, să exploateze diferitele niveluri ale solului de-a lungul amplasamentului pentru a ventila Teatrul studio al locației. Această cameră relativ mică a fost mutată de la subsol și parter în fața auditoriului la subsol și parter în secțiunea Sala Coopers, o clădire adiacentă care a servit ca intrare a teatrului în proiectarea anilor 1970 (figura 2). Mișcarea a dus la o înălțime a capului neconformă în subsol direct sub foaierul de lângă stradă și a creat constrângeri de spațiu care au făcut dificilă instalarea ventilatoarelor mecanice tradiționale, care au nevoie de mult spațiu. “A existat, în orice caz, intenția echipei de proiect de a ventila în mod natural noul teatru de studio pentru a economisi energie și costurile asociate”, adaugă Gibson. Spațiile subsolului (cu înălțimea capului neconformă odată cu proiectarea noului nivel al parterului foaierului) au oferit posibilitatea de a construi într-un nou “labirint”de ventilație naturală. Atrage aer de pe acoperișul foaierului printr-un labirint de zidărie, care răcește și liniștește aerul exterior zgomotos. Rezultatul: aerul rece intră în Teatrul de studio cu perturbații acustice minime.

în formă fină

nu toate declarațiile arhitecturale provin dintr-o aliniere norocoasă a cerințelor tehnice pragmatice. Filarmonica Berliner din Germania este considerată pe scară largă o piatră de hotar în istoria designului sălii de concerte și a făcut o abatere de reper de la geometria de bază a cutiei de pantofi care dominase atât de mult timp. A fost construită între 1960 și 1963 pentru a înlocui fosta casă a orchestra Filarmonicii din Berlin, care fusese bombardată în al doilea razboi mondial. “Oamenii se adună întotdeauna în cercuri atunci când ascultă muzică informal”, a spus arhitectul Hans Scharoun, o observație care l-a determinat să proiecteze sala de concerte cu publicul așezat în jurul orchestrei pe versanții unui bol mare, precum terasele podgoriei. Acest design îndrăzneț a inspirat o serie de arhitecți care au dorit, de asemenea, să facă “o clădire de declarație”, iar geometria podgoriei a fost adoptată pe scară largă în ultimii 15 ani.

Berliner Philharmonie
sună diferit Berliner Philharmonie a fost construit în 1960-1963 cu un design care seamănă cu un castron sau o vie. Lățimea este dublă față de cea a unui design tipic de cutie de pantofi. (Curtoazie: / posztos)

cu toate acestea, geometria podgoriei a fost mai puțin populară printre acusticieni. Când publicul este răspândit până acum într-o cameră atât de largă, intensitatea sunetului și intensitatea subiectivă a muzicii sunt reduse pentru toți. Ca urmare, extinderea formei surround la o sală de 2000 de locuri fără balcoane reduce intensitatea și imersiunea în sunet intenționată de un compozitori muzicali. Și pentru că publicul înconjoară scena, oamenii care stau în spatele Orchestrei vor auzi lucrurile diferit față de cei din față, iar instrumente precum trombonul pot suna luminos pe axă, dar mai silențios în altă parte. “S-ar putea să obțineți efectiv un concert de corn francez pentru că sunteți la doar doi metri distanță de ei”, spune Essert.

de aceea, Essert simte că geometria cutiei de pantofi devine o renaștere. A existat, de asemenea, interes pentru psihoacustica sălilor de concerte înguste înalte pentru a opri publicul să se simtă “în cutie”. Noul plafon de la Colston Hall, de exemplu, va avea un pas ușor în lateral, atenuând efectele negative de focalizare ale plafonului anterior concav. Curbele convexe răspândesc sunetul într-un mod util și se abat de la un cuboid pur, simțindu-se mai puțin “boxy”.

Multitasking

o altă provocare în locuri precum Colston Hall este de a satisface muzica amplificată și non-amplificată în același spațiu. În timp ce acustica optimizată pentru o orchestră va îmbogăți în mod ideal sunetul, desenele pentru muzică amplificată vizează claritatea sunetului cu puțină reverberație, astfel încât ceea ce aude publicul să fie aproape exact ceea ce vine de la difuzoare. Ingineria digitală poate ajusta nivelurile pentru o performanță amplificată într-un spațiu neutru idealizat într-o anumită măsură, dar nu poate înlocui pe deplin ceea ce ar face o cameră cu o acustică mai bogată pentru un spectacol clasic live. Lucrul cu constrângerile bugetelor de construcție, panourile retractabile realizate din plăci din fibră de sticlă sau chiar doar perdele pot fi încorporate pentru a absorbi reverberația pentru muzica amplificată și pentru a introduce o anumită versatilitate acustică.

unul dintre proiectele SSV care au dus aceste cerințe de versatilitate la un nou nivel a fost centrul Xiqu din Hong Kong, unde spațiul trebuie să satisfacă nu numai muzica occidentală amplificată și non-amplificată, ci și diverse tradiții ale operelor Chineze din Beijing, Shanghai, Guangdong și Hong Kong. Optimizarea acestui loc de concert a însemnat furnizarea mijloacelor de echilibrare a sunetului cântăreților în raport cu orchestra și de a imita acustica în aer liber pe care au fost promovate aceste tradiții. Finisajele camerei și sistemul audio din Centrul Xiqu au fost dezvoltate mână în mână.

Centrul Xiqu
nevoi neobișnuite Centrul Xiqu
din Hong Kong are cerințe acustice neobișnuite. Pune în scenă o gamă largă de stiluri muzicale, astfel încât auditoriul a fost proiectat cu forme complexe, goluri și izolație pentru a absorbi sau împrăștia sunetul, inclusiv perdele motorizate care pot fi ajustate după cum este necesar. (Curtoazie: Sound Space Vision)

cu toate acestea, situația se complică și mai mult, deoarece acusticienii nu mai servesc publicul care așteaptă un sunet orchestral live excelent. Participanții la concerte de astăzi se așteaptă în schimb să audă ceva care sună ca ceea ce aud pe sistemele lor de sunet acasă. Problema este că aceste înregistrări sunt generate de ingineri care localizează microfoane în poziții identificate cu atenție în jurul sălii sau studioului de înregistrări și apoi amestecă electronic nivelurile și adaugă canale, astfel încât să puteți auzi claritatea solo-ului și să aveți rezonanța camerei în același timp. “Nu puteți obține acel sunet”, spune Essert. “Dar urechile noastre au fost acordate la ea.”O abordare pentru a oferi claritate simultană, rezonanță și învăluire cu arhitectura este de a construi o cameră într-o cameră.

ideea a apărut în timpul proiectelor lui Essert cu Russell Johnson de la Artec Consultants din New York, unde s-a trezit confruntat în mod repetat cu problema conceperii de soluții de proiectare multifuncționale. În anii 1980, Artec a introdus o” cameră de reverberație ” în anumite săli de concerte, cum ar fi Meyerson Symphony Center în Dallas, SUA și Symphony Hall în Birmingham, Marea Britanie. În esență, aceasta cuplează sala de concerte interioară pe care publicul o vede într-un spațiu secundar, folosind adesea uși de beton pe pivoți grei. Acest spațiu secundar va avea, de obicei, un volum de alte câteva mii de metri cubi și poate fi un spațiu “dur” sau “moale”, în funcție de utilizarea perdelelor. Acest lucru îi permite să acționeze ca un absorbant net sau generator de reverberație netă, dar descompunerea inițială a timpului camerei – prima descompunere a sunetului de 10-20 dB după sosire – este generată de geometria camerei interioare. Ideea a fost dezvoltată în continuare de Artec în Singapore, Los Angeles, Reykjavik și Budapesta și a influențat, de asemenea, echipa de design care lucrează la Filarmonica din Paris. Essert a folosit aceleași principii pe Sage Gateshead din Marea Britanie, cuplând parțial spațiul principal cu altul deasupra unui tavan mobil.

în timp ce designul acustic se bazează pe fizica sunetului, acesta se bazează pe o legiune de alte considerente structurale și tehnice care se înmulțesc pe măsură ce locurile își asumă funcții suplimentare pentru a-și ajuta fluxurile de venituri. Iar când vine vorba de renovarea Locurilor Istorice, soluțiile de inginerie nu trebuie să fie doar sensibile la istoria clădirii, ci și să respecte constrângerile de planificare și să răspundă așteptărilor largi ale publicului. A scoate acea combinație complicată nu este o ispravă medie. Dar asigurându – se că toți factorii care contribuie se reunesc – geometria camerei, liniile de vedere, confortul, caracteristicile arhitecturale, materialele de construcție și așa mai departe-arhitecții și acusticienii pot oferi o experiență care, fie că este vorba de rap sau Rapsodie, cafea sau cabaret, lasă fiecărui artist vizitator, client și membru al publicului conținut.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.

Back to Top