CC BY
49
Архитектурно-акустическое решение реконструируемых залов Красноярской краевой филармонии
М.Ю. Ланэ
Московский научно-исследовательский и проектный институт объектов культуры, отдыха, спорта и здравоохранения «ГУП МНИИП «Моспроект-4»
Реконструкция помещений в здании филармонии, реализуемая в настоящее время, была обусловлена необходимостью замены технологического оборудования, а также отделки внутренних поверхностей, которая находилась не в лучшем состоянии. Акустические решения разрабатывались применительно к Большому, Малому и Камерному залам, а также по расширяемому фойе, в котором планируется проведение эстрадных выступлений, и полностью переделанному аппаратно-студийному комплексу звукозаписи. В данной публикации вопросы архитектурной акустики будут кратко рассмотрены применительно к трем первым указанным концертным залам.
Большой зал
В существующем виде Большой зал является достаточно крупным помещением вместимостью в 1600 мест, из которых 1000 размещаются в партере, а остальные 600 — на балконе. Портальный проем очень широкий (23,2 м) при высоте 9,9 м. Длина зала от портала до задней стены партера составляет 29 м, а до задней стены балкона — 31,5 м. Максимальная ширина помещения — 36 м. Глу-
Рисунок 1. Большой зал до реконструкции.
бина колосниковой сцены от портала до арьера — 13,2 м. До реконструкции отделка зала была следующей: пол был застелен ковровым покрытием типа войлока; кресла полумягкие с обивкой из кожзаменителя; все стены зала облицованы гипсовыми конструкциями с волнообразным профилем, укрепленными по каркасу с большим относом от несущих стен; потолок под балконом облицован по всей площади звукопоглощающими плитами «Акмигран»; основной потолок зала ломаной формы — древесно-волокнистыми плитами. Объем зала без учета сцены составляет 11580 м3, а общая площадь внутренних поверхностей — 4930 м2. Представление о помещении дает его фото на рис.1.
В пустом зале предварительно были выполнены подробные акустические измерения с использованием специализированной компьютерной программы EASERA. Установленные значения времени реверберации (^60) показаны в строке 1 табл. 1, а в строке 2 даны результаты коррекции измерений в пустом зале на наличие публики. В этой и следующей таблицах значения RT60 представляют собой средние по залу значения, округленные до 0,05 с. Как видно, помещение оказывается существенно переглушенным, так как среднечастотное значение RT60 ~ 1,1 с явно недостаточно для зала объемом 11580 м3. Это обуславливает «сухое» качество звучания, что подтверждается и субъективной оценкой. Причин переглушенности зала несколько, основными из них являются следующие:
наличие коврового покрытия по всей площади пола, что обычно не используется в музыкальных залах;
размещение звукопоглощающей облицовки на площади перекрытия под балконом;
укрепление гипсовой обшивки стен на большом относе приводит к дополнительному низкочастотному звукопоглощению. Ситуация усугубляется большим числом отверстий в обшивке стен, за счет чего внутрикаркасный воздушный объем оказывается связанным с основным объемом зала. Ана-
№ Частоты октавных полос, Гц
125 250 500 1000 2000 4000
1 Измерено в пустом зале до реконструкции 1,45 1,35 1,25 1,25 1,15 0,85
2 Коррекция результатов измерений на заполнение зала публикой 1,35 1,20 1,10 1,10 1,0 0,70
3 Требуемые значения для зала с публикой 1,40± 0,10 в диапазоне 0,5-2 кГц с допустимым подъемом до 30% на низких частотах
4 Расчетные значения для зала с публикой по проекту реконструкции 1,55 1,45 1,45 1,35 1,35 1,15
Таблица 1. Значения времени реверберации ІЇТ60 Большого зала в секундах.
логично панельная плохо закрепленная обшивка основного потолка зала также способствует увеличению звукопоглощения помещения, которое преимущественно проявляется в низкочастотной области.
Структуры звуковых отражений оказались весьма «бедными» с явно недостаточным числом ранних звуковых отражений высокого уровня. Основная причина связана с неправильно выбранной формой потолка помещения. Припортальный козырек на участке до софита имеет слишком крутой наклон, а следующие за софитной галереей секции потолка ориентированы таким образом, что ранние звуковые отражения от них не поступают на поверхность зрительских мест.
В ходе предстоящей реконструкции согласно пожеланию филармонии было решено рассматривать помещение как универсальный зал, ориентированный преимущественно на следующие виды программ: эстрадные концерты всех типов, проводимые со звукоусилением;
выступления танцевальных коллективов с музыкальным сопровождением либо под фонограмму, либо при наличии оркестра;
речевые мероприятия всех видов (презентации, шоу-программы, конференции и т.п.), проводимые со звукоусилением.
Поэтому дальнейшее акустическое проектирование реконструируемого Большого зала проводилось применительно к трактовке помещения по его назначению как универсального зала. С учетом требований норм /1/ и имеющегося опыта было решено проектировать зал на среднечастотное значение RT60 ~ 1,4 с (строка 3 табл. 1). На основании анализа результатов компьютерного моделирования было решено сохранить существующую фор-
му стен при полной замене формы потолка. Последний был решен в виде наклонного припорталь-ного звукоотражающего козырька, который за софитной галереей переходит в ряд наклонных секций, обеспечивающих зрительские места необходимыми звуковыми отражениями с небольшим временным запаздыванием. На рис. 2 показана изометрия зала согласно акустической модели, отражающая окончательно выбранный вариант.
Отделка зала запроектирована следующей: пол — деревянный с размещением мало поглощающего звук коврового покрытия в проходах;
стены — жестко закрепленные гипсовые панели;
основной потолок — гипсокартонная обшивка в два слоя по специально разработанному частому каркасу, обеспечивающему высокую жесткость конструкции;
потолок подбалконной пазухи — обшивка деревянными панелями (существующая звукопоглощающая облицовка полностью демонтируется);
были специально подобраны кресла с необходимым звукопоглощением.
Соответствующие данной отделке значения RT60 показаны в строке 4 табл. 1. Как видно, они достаточно близки к заложенному при проектировании оптимуму RT60 ~ 1,4 с.
Малый зал
В существующем виде зал представляет собой прямоугольное в плане помещение вместимостью в 500 мест, из которых 400 размещаются в партере, а остальные 100 — на балконе. Портал отсутствует, и сцена полностью включена в объем зала. Длина зала от стены за сценой до задней стены партера
Рисунок 2. Изометрия Большого зала (проект реконструкции).
5 2009 73
составляет 27,7 м, а до задней стены балкона — 26,5 м. Ширина помещения — 17,6 м. Высота от пола перед первым рядом кресел до плоского потолка — 11,3 м. Пол зала застелен ковровым покрытием типа войлока. Пол сцены — палубный брус. Все стены зала облицованы гипсовыми конструкциями с волнообразным профилем, укрепленными по каркасу с большим относом от несущих стен. Потолок под балконом облицован по всей площади звукопоглощающими плитами «Акмиган». Основной потолок зала плоский оштукатуренный, переходящий к контуру стен через падуги. На задних стенах за партером и балконом размещается конструкция из вертикальных декоративных реек, за которой фрагментарно находится пористый звукопоглотитель. Кресла мягкие, в партере с тканевой обивкой, а на балконе с обивкой из кожзаменителя. Объем зала составляет 4574 м3, а общая площадь внутренних поверхностей — 2066 м2. Представление об интерьере помещения дают его фотографии на рис. 3 и
4. Помещение используется преимущественно для проведения симфонических, камерных и хоровых концертов и в ходе реконструкции сохраняет свое назначение как филармонический зал.
Проведенные до реконструкции акустические измерения позволили сделать следующие выводы:
1. Частотная характеристика времени реверберации зала не является оптимальной. Для камерного зала объемом 4500 м3 время среднечастотной реверберации заполненного помещения должно составлять 1,45 с, а для зала симфонического — 1,65 с /1,2/. С учетом использования помещения для музыкальных концертов различных жанров представляется целесообразным обеспечить в нем оптимум среднечастотной реверберации ^60 ~ 1,55 с. Из строки 2 таблицы 2 следует, что в зале отсутствует желательный для симфонической музыки подъем ^60 на низких частотах. Кроме того, фиксируется резкий спад ^60 на частотах более 1000 Гц.
2. Причина заниженных значений ^60 на низких частотах связана с облицовкой всех стен гипсовыми конструкциями, установленными на большом относе от несущих стен. Спад частотной характеристики времени реверберации на частотах более 1000 Гц обусловлен наличием коврового покрытия на полу зала, а также облицовкой потолка подбал-конной пазухи звукопоглощающими плитами.
3. В подбалконной пазухе на слух явно отмечается изменение тембра звучания. Структура звуковых отражений в этой зоне зала оказывается очень «бедной», что обычно не характерно для последних рядов концертных залов. Причина связана с обли-
№ Частоты октавных полос, Гц
125 250 500 1000 2000 4000
1 Измерено в пустом зале до реконструкции 1,65 1,85 1,70 1,50 1,20 0,90
2 Коррекция результатов измерений на заполнение зала публикой 1,50 1,65 1,50 1,30 1,05 0,75
3 Требуемые значения для зала с публикой 1,55±0,10 в диапазоне 0,5-2 кГц с допустимым подъемом до 30% на низких частотах
4 Расчетные значения для зала с публикой по проекту реконструкции 1,80 1,80 1,70 1,55 1,55 1,25
Таблица 2. Значение времени реверберации ІЇТ60 Малого зала в секундах.
Рисунок 3. Малый зал до реконструкции. Вид с балкона. Рисунок 4. Малый зал до реконструкции. Вид со сцены.
74 5 2009
цовкой потолка пазухи звукопоглотителем, а также с размещением пористого звукопоглотителя за конструкцией из декоративных реек на задней стене.
4. Кроме того, на сцене зала совершенно отчетливо прослушивается порхающее эхо, что создает акустический дискомфорт для исполнителей. Причина его проявления связана с многократными отражениями звука от параллельных поверхностей боковых стен сцены, а также от параллельных поверхностей пола сцены и горизонтального оштукатуренного потолка.
5. Важный объективный критерий — индекс прозрачности звучания имеет несколько завышенные значения для музыкального зала С80(3)= +4 дБ. Желательно иметь значения этого критерия в пределах С80(3) = -2дБ — +3 дБ (кроме первых 3-5 рядов партера, где допустимы несколько большие величины) /2/.
Следует отметить, что субъективные отзывы об акустике Малого зала не вполне однозначны. Ряд сотрудников филармонии указывали, что акустика зала вполне приемлема и претензий к ней нет. В то же время многие исполнители отмечают плохую акустику сцены. Дирижер симфонического оркестра М. Кадин также негативно оценил акустику зала. Автор настоящей работы также считает, что акустика зала оставляет желать лучшего, и зал по критериям архитектурной акустики нуждается в реконструкции.
В ходе проведенного анализа было признано возможным сохранить существующую форму зала. Запроектированы два мероприятия по изменению поверхностей сцены. Первое из них связано с отделкой стен сцены в их нижней части. Для исключения
образования порхающего эхо от параллельных стен сцены предлагается выполнить нижние участки стен со скосом в виде ряда плоских секций высотой 2,5 м. Второе мероприятие заключается в размещении на потолке над сценой звукорассеивающих конструкций. Эти конструкции в форме неправильных пирамид изготавливаются заранее и в виде готовых изделий крепятся к потолку зала вершинами вниз. Придание потолку звукорассеивающих свойств является желаемым фактором для музыкального зала. Кроме того, данное мероприятие позволит исключить образование порхающего эхо между планшетом сцены и потолком, что наиболее важно при небольшом числе исполнителей. Оба эти решения видны на изометрии зала, показанной на рис. 5.
На основании проведенных расчетов была подобрана следующая отделка внутренних поверхностей: пол — деревянный с размещением мало поглощающего звук коврового покрытия в проходах;
стены — жестко закрепленные деревянные и частично гипсовые панели;
основной потолок — гипсокартонная обшивка в два слоя по специально разработанному частому каркасу, обеспечивающему высокую жесткость конструкции;
потолок подбалконной пазухи — обшивка деревянными панелями;
так же как и в Большом зале, были также специально подобраны кресла с необходимым звукопоглощением.
Соответствующие данной отделке значения кТ60 показаны в строке 4 табл. 2. Как видно, они достаточно близки к заложенному при проектировании оптимуму кТ60 ~ 1.55 с.
Камерный зал
Зал представляет собой прямоугольное в плане узкое и низкое помещение вместимостью в 125 мест, размещаемых в партере. Портал отсутствует, и сцена (фактически эстрада) длиной в 5 м полностью включена в объем зала. Длина зала от стены за сценой до задней стены партера составляет 20,4 м. Ширина помещения — 8,5 м. Высота от пола перед первым рядом кресел до плоского потолка составляет всего 4 м. Объем зала составляет 550 м3, а общая площадь внутренних поверхностей — 543 м2.
Хотя рассматриваемое помещение и называется камерным залом, но фактически оно таковым не является. Зал предполагается использовать для концертов небольших эстрадных и джазовых коллективов, проводимых в режиме звукоусиления. Формально требования к времени реверберации подобных залов отсутствуют. Однако, исходя из имеющегося опыта и анализа литературных данных (см., например, /3/), можно утверждать, что время реверберации чисто эстрадных залов должно быть меньше, чем у камерных залов соответствующего объема. Кроме того, здесь важно исключить подъем значений времени реверберации в области низких частот, который желателен в симфонических и камерных залах, эксплуатирующихся в режиме естественной акустики, то есть без звукоусиления. Детальное рассмотрение вопроса позволяет сделать вывод, что в рассматриваемом зале целесообразно обеспечить время реверберации заполненного публикой помещения порядка кТ60 = 0,90 с. Форма частотной характеристики должна быть близкой к горизонтальной как на средних, так и на низких частотах. При этом некоторый спад значений времени реверберации на низких частотах является допустимым.
При сохранении общей прямоугольной формы зала решено расчленить боковые стены в зоне кре-
сел, что необходимо как для улучшения структур звуковых отражений, так и для гарантированного исключения порхающего эхо от параллельных стен узкого помещения. Потолок над сценой и на коротком участке длиной в 2,5 м над плоским полом до начала гребенки зрительских мест запроектирован с небольшим наклоном. Кроме того, на задней стене сцены устанавливаются звукорассеивающие конструкции в виде полупирамид. Эти мероприятия видны на изометрии зала, показанной на рис. 6.
Для обеспечения требуемого времени реверберации выбрана следующая отделка поверхностей помещения:
пол — паркет;
кресла — мягкие с тканевой обивкой сидения и спинки;
стены — обшивка деревянными панелями, с заложенным за ними в каркас пористым звукопоглоти-телем;
потолок — гипсокартонная обшивка в два слоя по специально разработанному частому каркасу.
Расчетное время реверберации в октавных полосах 125-2000 Гц лежит в пределах кТ60 = 0,90-
0,95 с, а на верхних частотах в октаве 4 кГц снижается до кТ60 = 0,80 с, что соответствует заложенному при проектировании оптимуму.
Список литературы
1. СНиП 2303-03 Защита от шума. М., 2004.
2. Beranek L. Concert Halls and Opera Houses. Music,
Acoustics and Architecture. Second Edition. Springer, 2003.
3. Adelman-Larsen N.W., Thompson E.R., Gade A.Ch.
Acoustics in Rock and Pop Music Halls. International Symposium on Room Acoustics. Seville, 10-12 September 2007. Paper S26.
Ри^ую 6. Изoмeтpия Kамepнoгo зала (пpoeкт peкoнcтpyкции).
76 5 2009
