CC BY
6УДК 726.5
doi: 10.52470/2619046Х_2023_4_36
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ АКУСТИКИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И РЕСТАВРАЦИИ ХРАМОВ
С.А. Геппель, А.Р. Лебединская
Аннотация. В статье рассмотрены вопросы актуальности строительства храмов в России, которые необходимо проектировать и реставрировать с учетом акустических особенностей помещений. Вопросы естественной акустики помещений храмов решаются выбором объема, размеров, пропорций, геометрической формы и построением внутренних поверхностей помещений, а также выбором отделки поверхностей стен, пола, потолка, сводов в зависимости от коэффициента звукопоглощения материалов. Согласно нормативным документам проводится акустический расчет по обеспечению оптимального времени реверберации в зале. Строительные и отделочные материалы должны быть качественными, экологичными и определять долговечность зданий. Рассмотрен вариант применения электроакустических систем в соборах и храмах большой вместимости на примере храма Христа Спасителя в городе Москве и проведен акустический анализ особенностей в мечетях. Приведен пример строительства храма Георгия Победоносца и изучено влияние декора, формы поверхностей и использованных материалов на акустику действующего криптового храма сорока Севастийских воинов-мучеников в городе Ростове-на-Дону.
Ключевые слова: акустические особенности помещений, естественная акустика храмов, выбор отделочных материалов, время реверберации, акустический анализ.
PROVISION OF NATURAL ACOUSTICS
DURING THE CONSTRUCTION AND RESTORATION OF TEMPLES
S.A. Geppel, A.R. Lebedinskaya
Abstract. The article discusses the relevance of the construction of temples in Russia, which need to be designed and restored taking into account the acoustic features of the premises. The issues of natural acoustics of temple premises are solved by the choice of volume, size, proportions, geometric shape and construction of internal surfaces of premises, as well as the choice of finishing surfaces of walls, floor, ceiling, vaults, depending on the coefficient of sound absorption of materials. According to the regulatory documents, an acoustic calculation is carried out to ensure the optimal reverberation time in the hall. Construction and finishing materials must be of high quality, environmentally friendly and determine the durability of buildings. A variant of the use of electroacoustic systems in cathedrals and temples of large capacity is considered on the example of the Cathedral of Christ the Savior in Moscow and an acoustic analysis of the features in mosques is carried out. An example of the construction of the Church of St. George is given and the influence of the decor, the shape of the surfaces and the materials used on the acoustics of the existing temple of the forty Sevastian soldiers-martyrs in the city of Rostov-on-Don is studied.
Keywords: acoustic features of rooms, natural acoustics of temples, choice of finishing materials, reverberation time, acoustic analysis.
В последнее время в России возникла потребность строительства новых храмов и реставрации существующих. С 2011 г. в г. Москве реализуется программа «200 храмов», в которой важной задачей является необходимость соединения традиций культового зодчества с современными архитектурно-конструктивными решениями и применением новых строительных материалов [5, с. 89]. Проводятся конференции, посвященные вопросам строительства и реконструкции храмов. В 2013 г. в Милане и Москве проходила междуна-
родная конференция «Идентичность, инаковость, универсальность», организованная фондом «Христианская Россия», где рассматривались вопросы, посвященные проблемам развития современного христианского искусства, храмового строительства, тенденциям и развитию в современной иконописи и др. [7]. В городах и поселениях России проектируют, строят и реставрируют храмы.
Акустическое проектирование храмовых комплексов необходимо начинать вместе с архитектурным проектированием с учетом всего многообразия факторов, влияющих на выбор результирующего решения [4]. Фасады и объемно-пространственную композицию храмов, нужно разрабатывать с учетом окружающей природы и градостроительной ситуации, используя традиционные в русском храмостроении материалы, онтологически связанные с человеком, такими как, дерево, камень, кирпич [6, с. 250]. В рамках проектов по изучению акустики храмов решаются разноплановые задачи, среди которых: техническое исследование акустики храмов с целью реконструкции «звукового ландшафта»; анализ параметров психоакустических процессов звукопередачи во время озвучивания храма и изучение особенностей комплексного воздействия звукового поля храма на восприятие звука; исследование объективных параметров акустического объема и резонансных характеристик храма, измеренных вне богослужебного и певческого процесса [5, с. 102].
Существует несколько факторов, которые отрицательно сказываются на передачу речи, молитвы, церковного хора, а именно: фоновый шум; поздние отражения; эхо; фокусировка звука. В связи с этим, проводится геометрическое изучение распространения в помещении звуковых волн, их отражения и поглощения поверхностями, влияния отражённых волн на слышимость музыки, речи и пр. В расчетах проверяются и исключаются такие дефекты, как эхо, возникающее при отражении от поверхностей помещения и фокус, возникающий от криволинейных поверхностей. Акустика помещений зависит от размеров, пропорций, геометрической формы и объема. Согласно строительным нормам объем здания храмов рекомендуется принимать на одно место вместимости от 4 куб.м до 6 куб.м на человека [1, с. 7; 2, с. 8].
Одним из важнейших критериев оценки акустического качества храмового помещения является время реверберации, с помощью которого определяется степень гулкости помещения, пространственность и полнота звучания голоса, хорового пения и музыки. Необходимое время реверберации обеспечивается выбором отделочных материалов внутренних поверхностей. Материалы выбираются по расчету времени реверберации в помещениях храмов в зависимости от среднего коэффициента звукопоглощения материалов, обеспечивая оптимальное время реверберации [2, с. 33-35]. Для обеспечения оптимального времени реверберации в помещении необходимо использовать как звукопоглощающие материалы, так и звукоотражающие. Выбор строительных и отделочных материалов является важным вопросом, который должен быть направлен на качество, долговечность зданий и являться безопасными для здоровья человека, следовательно, особое внимание необходимо уделять экологичности современных акустических материалов.
При реконструкции храмов часто меняется, например, толщина стен, появляются новые перегородки, колонны, проводятся отделочные работы стен, сводов и т.д. Конечно, все эти изменения влияют на распространение звука в помещении храма. Но большинство храмов, это либо наспех восстановленные здания, либо новые сооружения, при строительстве которых особенности естественной акустики часто не учитываются на должном уровне. В связи с этим, сейчас стали прибегать к оснащению храмов электроакустическими системами, что не всегда является положительным решением. Поэтому при проектировании новых храмов с естественной акустикой и реконструкции существующих, необходимо исследование всех критериев, форм, параметров храма и проведение акустических расчетов по выбору отделочных материалов.
Рисунок 1. Внутреннее пространство храма Христа Спасителя в городе Москве [8]
Электроакустическими системами при необходимости оснащаются храмы большой вместимости или соборы. При использовании такой аппаратуры стоит помнить, что важно не только хорошее акустическое решение, но и отсутствие визуального мусора, который могут создать провода, колонки, микрофоны и т. п. Эту проблему решают маскировкой современного оборудования за привычными религиозными атрибутами. Говоря об оснащении храмов специальным оборудованием, можно привести в пример храм Христа Спасителя в городе Москве, высота внутреннего пространства которого достигает 79 м (рисунок 1).
После введения в эксплуатацию храма, служителями были замечены проблемы с распределением звука в помещении. Поэтому приняли решение оснастить храм электроакустической системой для улучшения акустической картины в помещениях этого культового сооружения. В качестве решения были установлены дополнительные узконаправленные акустические системы - звуковые колонны Meyer Sound CAL 32 с регулируемым углом раскрытия в вертикальной плоскости. Правильно установленные акустические приборы позволили добиться четкого разборчивого звучания в пространстве всего храма.
Анализируя особенности акустики в культовых сооружениях, стоит также рассмотреть качество звука в мечетях, где часто присутствует гулкость и плохая разборчивость речи. Это связанно с необходимостью использования коврового покрытия, то есть применением звукопоглощающего материала на поверхности пола большой площади, из-за чего время реверберации на высоких частотах уменьшается. В связи с этим в мечетях большой площади пола и большого внутреннего объема зала, тоже приходится применять электроакустические системы. Но интерьеры молельных залов мечетей довольно аскетичны, что затрудняет установку «инородного» оборудования. Спрятать что-то за внутреннем убранством храма,
Рисунок 2. Новый строящийся храм Георгия Победоносца в городе Ростове-на-Дону, этап строительства храма - июль 2023 г. (фото автора)
как в христианских культовых сооружениях, уже не получится. Это создает дополнительные сложности в работе с акустикой и приходится разрабатывать нетрадиционные решения по внутренней отделке залов.
В городе Ростове-на-Дону в западном микрорайоне на улице 339 Стрелковой Дивизии расположен храмовый комплекс Святого Георгия Победоносца, на территории которого строится новый храм. При формировании архитектурного облика храма использованы композиционные приемы и декор, характерные для византийского стиля. Внешне здание уже приобретает законченный вид - полностью возведены кирпичные стены и установлено основание купола (рисунок 2).
Наружные стены храма выполнены из кирпича. Высота храма составляет 40 м, диаметр купола - 18 м и на службе здесь смогут находиться до 1500 человек. В верхнем храме ведутся работы по остеклению оконных световых конструкций, после чего перейдут к внутренней отделке согласно проекту и расчету по естественной акустике (рисунок 3а, б).
В цокольном этаже здания расположен уже действующий криптовый храм сорока Се-вастийских мучеников (рисунок 4а), имеющий в плане прямоугольную форму, но выбранные отделочные материалы для стен, пола, потолка и установка в зале колонн в количестве 40 штук исключает образование «порхающего эха». Во главе храма находится иконостас с уникальными мозаичными иконами, на протяжении боковых стен симметрично по обе стороны расположены колонны, в торце зала находятся раздвижные деревянные двери, за которыми находится трапезная. При большом заполнении зала верующими, деревянные двери открывают, и люди распределяются по помещению, что является функцией трансформации зала. При отделке оштукатуренного потолка использованы деревянные балки из ольхи, что способствует рассеиванию звука. Полы хорошо отражают звук, так как выполнены в виде мелкомодульной мозаики из различных камней, таких как мрамор, гранит, кварцит, травертин, оникс и др. по древней византийской технологии Косматеско (рисунок 4б).
Любое здание с религиозной тематикой имеет свою неповторимую и уникальную архитектуру, а также отличаются требованиями к распространению звуков, следовательно, при проектировании храмов особое внимание следует уделять естественной акустике. К сожалению, не во всех храмах и церквях учтены тонкости и акустические особенности
а) б)
Рисунок 4. Криптовый храм сорока Севастийских мучеников а) внутреннее пространство храма - вид на иконостас [9]; б) фрагмент мозаичной поверхности пола в храме (фото автора)
помещений при различных условиях, таких, к примеру, как большое количество прихожан, неравномерное распределение людей, присутствующих в храме, низкая разборчивость речи и ограниченность пространства озвучивания. Необходимо добиться при проектировании храмов равномерного распределения звука по всей площади и пространству зала, чтобы создать ощущение сакральности и объёмности звука.
Библиографический список
1. СП 31-103-99 «Здания, сооружения и комплексы православных храмов». URL: https://docs.cntd. ru/document/1200004996 (дата обращения: 11.11.2023).
2. СП 391.1325800.2017 «Храмы православные. Правила проектирования». URL: https://docs.cntd. ru/document/552113080 (дата обращения: 11.11.2023).
3. ЕгороваМ. С., Давиденкова-Хмара Е.Ш. Аутентичная храмовая акустика sub specie hierotopiae (по материалам акустического исследования Спасо-Преображенского собора Соловецкого монастыря) // Opera musicologica. 2023. Т. 15. № 2.
4. КеслерМ.Ю. Акустическое проектирование православных храмов // Церковный Строитель. 2011. № 29.
5. Соловьев А.К. Новые архитектурно-конструктивные решения с учетом естественной акустики при реконструкции и строительстве православных храмов // Architecture and Modem Information Technologies. 2017. № 3 (40).
6. Фатеева И.М., Белкина Т.Л. Традиции и новации в архитектуре современного храма // Ярославский педагогический вестник. 2015. № 6.
7. URL: http://e-vestnik.ru/culture/problemy_tserkovnogo_iskusstva_7374/?m=print (дата обращения: 11.11.2023).
8. URL: https://img-fotki.yandex.ru/get/5004/86441892.1bd/0_911d0_beb7ad79_XL.jpg (дата обращения: 11.11.2023).
9. URL: https://skimenpro.ru/wp-content/uploads/2021/11/Храм-Георгия-Победоносца-Ростов-на-Дону-5jpg (дата обращения: 11.11.2023).
С.А. Геппель
старший преподаватель кафедры инженерно-строительных дисциплин Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону Е-mail: [email protected]
А.Р. Лебединская
кандидат физико-математических наук, доцент заведующий кафедрой инженерно-строительных дисциплин Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону Е-mail: [email protected]
