Acustica Salilor de Auditie

Acustica salilor de auditie

Capitolul I – introducere in domeniul salilor de auditie

Capitolul II – situatia pe plan national, european si international

II.1 situatia pe plan national

II.2 Situatia pe plan european si international

Capitolul III – Acustica salilor de auditie

III.1 Sunetul in spatii inchise

III.1.1. Absorbția acustică

III.1.2. Reverberația

III.2 Sunetul ca fenomen fiziologic

III.2.1. Înălțimea sunetului

III.2.2. Tăria sunetului

III.2.3. Timbrul

III.2.4. Nivelul de presiune sonoră

III.2.5. Psihoacustica

III.3 Proiectare salilor de auditie

III.4 Acustica Geometrica

PREFATA

Prezenta lucrare este structurată pe capitole, după cum urmează:

Capitolul 1 constituie introducere in domeniul salilor de auditie

Capitolul 2 prezintă situatia pe plan national, european si international

Capitolul 3

Capitolul 4

Capitolul 5

introducere in domeniul salilor de auditie

Proiectarea salilor de auditie se bazeaza pe fapte concrete si este foarte rar vorba despre inventarea unor noi forme. Arhitectul si proiectantul lucreaza cu un numar mare de constrangeri, dintre care unele din ele au fost autoimpuse, si daca inventivitatea apare in toate, este modul in care teoria este pusa in practica. Aceste cuvinte ale arhitectului Peter Moro 1982 fac referinta la designul teatrelor, dar in egala masura pot fi aplicate tuturor formelor ale salilor de spectacole.

La fel ca si toate cladirile, nevoile structurale pot limita libertatea si stilul architectural, dar trebuies sa existe o balanta intre respectarea curentului predecent si a celui actual. Dar pentru salile de spectacol exista constrangeri suplimentare pentru a obtine conditii vizuale bune cat si o priveliste, de asemenea cerinte sociale in ceea ce priveste aranjarea scaunelor si nu in ultimul rand asigurarea unor bune conditii acustice. Proiectantul trebuie sa ramana in continuu constient de relatia pe care o creaza intre interpret si audienta, pentru ca aceasta sa fie una apropiata. Proiectare unei sali de spectacol este complexa, complicata dar este un exercitiu extrem de limitat.

Toate salile de auditie se bazeaza atat pe stimularea vizuala cat si pe cea acustica. Tennyson se refera in cele de mai sus la raspunsul acustic intr-o zona muntoasa, in care ecoul se adauga imaginii vizuale si creaza sentimenul de spatiu.Referitor la salile de concert și teatre, reflexiile acustice nu sunt mai putin semnificative in crearea unui sentiment de spatiu, dar urechea umana nu percepe separat sunetele accidentelale sau ecouri ale miilor de reflexii pe care le primeste. Astfel doar anumite aspecte are sunetului sunt utilizate pentru a stabili dimensiunea si caracterul spatiilor inchise. Urechea umana de asemenea stabilieste directia sunetului provenit de la sursa si extrage informatiilor continute doar unde este posibil.

Discutiile despre proiectarea si dezvoltarea salilor de spectacol au fost stabilite pe baza unor date precedente, cu toate ca nu erau unele specifice si nici nu aveau o baza stiintifica. Dezvoltarea datelor anterioare a inceput bineinteles din era Greaca, dar din pacate nicio discutie contemporana nu este legata de supravietuierea si dezvoltarea celor mai vechi teatre. Printre primele scrieri inregistrate au fost de la romanul Vitruvius, in primul secol I. Hr. Pentru a putea intelege acustica se pare ca el apela la propriile sale retetele geometrice in ceea ce priveste proiectarea teatrelor grecesti si romane. Dar validitatea argumentelor sale depinde de analogiile favorabile cu conceptele moderne. Cele mai valoaroase informatii despre salile clasice de spectacol vechi pot fi deduse din exemplele care au supravietuit. Planul in forma de evantai cat si forma de arena au devenit extreme de dezvoltate in vremurile clasice si raman un punct constant de referinta pentru proiectarea actuala.

Discutiile despre teatre ca si constructii au o remarcabila istorie, insa literatura privind salile de spectacol este mult mai recenta. Intr-un fel dezvoltarea salilor de spectacol nu a fost tratata pana in anul 1985 de catre Forsyth in “buildings for music”. Prima analiza importanta despre salile de spectacol a fost facuta de Beranek in “music, acoustics and arhitecture”, in care studiaza 47 de sali de spectacol faimoase si 7 sali de opera. Cartea lui Beranek a fost prima in care s-a incercat sa se dea o explicatie completa despre acoustica auditoriumului si sa se raspunda la numeroasele conceptii grestite pe aceasta tema.

Acustica salilor de concerte, teatrelor si salilor de opera este de adesea mentionata ca o stiinta inexacta, sau in cel mai rau caz , un spatiu al miturilor. In timp ce tehnologia moderna si calculatoarele sunt considerate a fi ajutoare rezonabile pentru proiectarea tehnologiei moderne si de asemenea pentru proiectarea noile sali, succesul salilor vechi este adesea considerat a fi din cauza unor ingrediente secrete. Astfel putem spune ca lemnul este adesea ales ca materialul optim pentru marginile salilor de concerte, doar pentru ca viorile sunt realizate din acelasi material. Presupusa inaccesibilitate a cunostintelor acustice este de lunga durata. Vitruvius comentand pe baza acusticii muzicale, a sugerat ca ” armonica este o bransa obscura si dificila a stiintei muzicale, in special pentru cei ce nu cunosc greaca.”

Vitruviu a considerat că sunetul se propaga sub forma unei curbe ascendente, mai degraba decat doar orizontal. Interesant este ca a justificat alegerea punctand faptul ca scaunele din primul rand nu erau doar din motive vizuale, ci si pentru a optimiza miscarea de “ voce ascendenta”. Grecii antici, bineinteles, au studiat rezonanta sforilor intinse si au constatat ca armonia depinde de rapoarte artimetice simple. Asfel de puritate matematica a condus la conceptual “ muzica sferelor”, la care a apelat gandirea renascentina. Oamenii de stiinta Boyle and Newton in secolul XVII au inteles mai mult compartarea sunetului si printre alte lucruri au demolat notiunea de muzica in spatial cosmic.

In “Epoca ratiunii” au fost facute primele incercari cu referire la forma salilor privind comportarea acustica, cu Patte in 1782 propunand forme eliptice si Saunders in 1790 propunand formele circulare. Ambele planuri ar fi acum considerate periculoase din cauza concentrarilor de suprafete concave.

Progrese putine spre intelegerea acusticii camerelor au fost facute in secolul XIX. O voce inspirata este gasita in comentariile Dr.R.B Reid in 1835, cand a zis ca “ orice dificultate de comunicare intr-o camera cu arii mari apare in general din cauza intreruperii sunetului produs de o indelungata reverberatie” Reid a sfatuit cu success privind tratamentul acustic a contemporanei House of Commons, Westminster.

In Germania, Langhans a publicat o remarcabila carte in anul 1810 in care nu doar ca aratat arata ca a apreciat corect cat de devreme reflexiile sporesc inteligibilitatea, dar a fost aproape de a intelege rolul independent al reverberatie. Acest lucru nu pare a fi ajuns in Anglia sau Franta. Un alt progres a fost facut de Scott Russell in 1838, care a calculat profilul optim pentru pardoseala in sectiune longitudinala pentru o vedere si auditie buna. Profilul ideal este curbat pentru a oferi in egala masura conditii vizuale si isoacustice.

Dar cu privire la sfaturile utile pentru architecti si proiectanti, situatia ramane lamentabila in ceea ce priveste forma si dimensiunea potrivita pentru o camera astfel incat sa aiba o acustica buna. Charles Garnier, arhitectul operei din Paris e de inteles ca s-a plans in 1880: “ nu este vina mea ca exista acustica si nu noi ajunge niciodata sa o pricep. “

Oarecum ironic, in fata unei asemenea ignorante privind aceasta stiinta, elaborarea pe baza unui precedent a dus la sala de concerte dreptughiulara, numita si “shoe box” (cutie de pantofi), exemple care inca sunt considerate a avea cea mai buna acustica din lume. . Chiar si in cea mai importanta carte teoretica a perioadei, “ teoria sunetului” de Lord Rayleigh, aparuta in 1877/1888 sunt mentionate doar chestii generale despre acustica camerei. “ In legatura cu acustica cladirilor publice sunt multe puncte care raman obscure. Pentru a preveni reverberatia deseori este necesar a se pune covoare sau draperii pentru absortia sunetului. In anumite cazuri prezenta publicului este suficient pentru a produce efectul dorit. Motivele au fost explicate de Garnier si Smith, cand in 1895 Sabine si-a inceput activitatea pe acustica camerei. La momentul in care fizicienii faceau primele descoperiri revolutionare in fizica atomica, intarzierea relativa privind preocuparea pentru banala experienta a sunetului intr-o camera merita comentata. Doua motive pot fi atribuite pentru aceasta lipsa de progres. In primul rand relatia fundamentala pentru sunet intr-o camera care necesita statistica mai degraba decat o simpla relatie liniara. Abordarea liniara, care poate fi aplicata unei singure unde sonore, trebuie sa fie fie aplicata de mii de ori pentru a putea obtine o imagine completa a propagarii sunetului de la emitator la receptor. Din aceasta multime de informatii, selectarea atributelor relevante pentru acest subiect este o problema pana in zilele noastre. A doua .problema pana in anii 1920 au fost masuratorile. Urechea umana este un organ foarte complicat, dar are capacitatea de adaptare in intelegerea sunetelor in spatiile inchise si de aceea nu poate fi folosit ca un instrument analitic in sens stiintific.

In aceste conditii, lucrarea lui Sabine a fost una dintre cele mai remarcabile . W.C . Sabine era asistent in cadrul Departamentului de Fizica de Universitatea Harvard. Lucrarile anterioare au fost in optica si electricitate, cand presedintele Universitatii l-a rugat sa gaseasca o solutie pentru acustica salii de curs a noului Muzeu de Arta Fogg. Sabine si-a dat seama repede ca este vorba despre o reverberatie excesiva in sala de curs ( a masurat reverberatia cand sala era goala si aceasta avea o valoare de 5.5s.) Consultand literatura de specialitate ar fi observat ca reverbertia poate fi redusa prin utilizarea unui material fonoabsorbant, dar Sabine a ales sa faca o investigatie fundamentala in ceea e priveste propagarea sunetului in spatii inchise. El a dezvoltat o tehnica pentru masurarea timpului de stingere a sunetului reziduala dupa ce un tub de orga a fost oprit, folosind nimic mai mult decat urechea observatorului si un cronometru.Din acest moment au inceput sa se faca masuratori a acestui timp, fiind cunoscut sub denumirea de reverberatie, iar pentru aceste masuratori s-au lungimi diferite de material fonoabsorbant de la amfiteatre vecine, pana cand au observat ca acesta s-a redus cu 0.75s.

De exemplu in lucrarea sa 1898 (Sabine, 1922), cerintele privind acustica camerei le-a rezumat si ar putea fi aceleasi cu cele din ziua de azi:

“Pentru ca ascultarea sa fie buna in orice sala de auditie, este necesar ca sunetul sa fie suficient de puteric; astfel componentele simultate a unui sunet complex trebuie sa fie mentinute la o intensitate relative adecvata; iar componetele successive ale sunetului in expresia miscarii, trebuie sa clare si distincte, fie ca este vorba de vorbire sau muzica, independente unele fata de altele, dar si fata de sunetele straine. Aceste trei cerinte pentru o ascultare buna sunt necesare, si de asemenea suficiente.” Sabine a gasit aproximarea cantitativa, nu numai pentru camera acustice interioare, dar si pentru sunetele transmise in cladiri. Moarte lui prematura in 1919 a insemnat faptul ca nu a putut dezvolta ceea ce noi consideram o aproximare multidimensionala necesara pentru salile de auditie.

In 1930 au aparut doua carti influente care au consolidate noul progres facut in acustica camerei.

The Royal Festival Hall, Londra, 1951 a fost reprezentativa pentru multitudinea de dezamagiri care au urmat. Cel mai mare success al secolului trecut s-a datorat designului precedent si de asemenea putinei averi lasate.

Timpul de reverberatie s-a dovedit a fi foartedar si pentru sunetele transmise in cladiri. Moarte lui prematura in 1919 a insemnat faptul ca nu a putut dezvolta ceea ce noi consideram o aproximare multidimensionala necesara pentru salile de auditie.

In 1930 au aparut doua carti influente care au consolidate noul progres facut in acustica camerei.

The Royal Festival Hall, Londra, 1951 a fost reprezentativa pentru multitudinea de dezamagiri care au urmat. Cel mai mare success al secolului trecut s-a datorat designului precedent si de asemenea putinei averi lasate.

Timpul de reverberatie s-a dovedit a fi foarte important, dar nu garanteaza o buna acustica; trebuie luate in considerare si alte aspect suplimentare pentru designul unei sali. Cautarile care au avut success privind alte masuratori semnificative a inceput in jurul anilor 50. S-a realizat ca toate intrebarile fara raspuns au legatura cu modul in care urechea prelucreaza informatia acustica. S-au initiat experimente subiective cu subiecti care acultau si raspundeau la conditii acustice controlate. Astfel s-au descoperit o multime de noi masuratori cantitative care sunt importante in ascultarea muzicii. Insa nu s-a gasit raspuns la faptul cum forma si detaliile acustice a unui plan determina calitatea acustica.

situatia pe plan national, european si international

situatia pe plan national

In Romania preocuparea pentru acustica nu este nici in ziua de asta destul de dezvoltata, ea numarandu-se printre “calitatile invizibile ale spatiilor”, aceasta neregasindu-se printre cele sase cerinte esentiale ale constructiilor. Trebuie avut in vedere faptul ca pentru obtinerea unui ambient placut, linistit, mediul construit trebuie sa indeplineasca atat exigente fiziologice cat si exigente psihologie. Mediul trebuie sa fie protejat acustic, impotriva zgomotelor, astfel incat persoanele sa aiba o stare de confort din toate punctele de vedere,iar in interiorul contructiei sa se simta protejat.

Intr-o sala de auditie trebuie avute in vedere doua conditii astfel incat calitatea acustica sa fie una buna: in primul rand configuratia geometrica a salii, iar in al doilea finisajele salii folosite pentru tratamentele acustice. Se doreste obtinerea unui durate de reververatie cat mai aproape de cea optima.

Prin configuratia geometrica a salii, in plan si in sectiune, se doreste ca reflexiile sonore sa acopere zona ocupata de public si sa compenseze faptul ca sunetul se pierde pe masura ce distanta creste.

In 1981-1984 s-a inceput lucrarea la Sala Palatului, lucrare ce presupunea marirea capacitatii acesteia, de la 3100 de locuri la 5000. Acest lucru s-a intamplat in doua etape, prima etapa fiind marirea acesteia pana la 4000 de locuri si doar apoi la 5000, prin prelungirea balconului si de asemenea prin realizarea unor loje pe peretii laterali. Datorita faptului ca sala trebuia sa indeplineasca noile reglementari privind siguranta la incendiu numarul final de locuri a fost de 4200. Pe langa marirea salii s-au facut si o multime de alte modificari cum ar fi cele de finisaj, scena si de asemenea tratamente acustice . Pentru scena s-a ales un sistem de panouri pereti care aveau finisaj fonoabsorbant. Finisajele utilizate au fost vata minerala, plus din bumbac si plus de lana. Acest proiect a fost realizat de colectivul Romeo Belea .

De asemenea in anul 1980 se lucreaza la acustica salii principale a Teatrului National din Bucuresti unde a avut loc un incendiu. Initial s-a plecat de la un studiul de reabilitare care avea la baza structura existenta, dar pentru ca erau alte tendinte in ceea ce priveste arhitectura acesta a fost schimbata. Din punct de vedere acustic s-a incercat simularea sunetului cu printr-o serie de raze sonore. Aceasta simulare presupune emiterea de catre sursa a razelor care sunt dispuse la un unghi egal, iar acestea se reflecta in momentul cand intalneste suprafata salii. S-a observat ca nu exista reflexii din lateral, iar acest lucru a dus la dispunerea unor bulbi la capetele diafragmei.

Un alt exemplu este sala Thalia din Sibiu, la care studiul acustic s-a realizat in anul 1991, iar din motive financiare de abia acum s-a revenit la acesta. Tratamentul acustic pentru care s-a propus era un sistem de panouri pivotante si glisante pentru pereti si tavan. În esență, audiția într-o sală dedicată în principal concertelor simfonice și recitalurilor depinde de succesiunea în care sosește la auditori, sunetul emis și reflectat de numeroase ori. In cele din urma s-a ales amplasarea panourilor verticale, usor convexe, din lemn masiv pe lateralele scenei si de asemenea pe tavan.

La Sala Radio din Bucuresti scena “Mihail Jora” a fost renovata. Noul podium de concert a fost extins, gradenele pentru suflatori care aveam circa 45cm, au fost latite si acum au o inaltime mai mica de aproximativ 20 cm. S-a observat ca podiumul vechi nu era suficient, astfel si gradenele suflatorilor reprezentau o problema, acestea fiind inghesuite. O alta imbunatatire a fost adusa de difuziei sonore prin utilizarea de panouri.

O alta sala care a beneficiat de tratament acustic este Teatru Fantasio din Constanta. Se poate observa ca sala este corect conformata atat in plan, cat si in sectiune. Ca si in alte cazuri asemanatoare corectiile s-au aplicat scenei si avanscenei. Aceste corectii au fost realizate cu ajutorul finisajelor si a tratamentelor acustice, astfel incat sa se obtina o perioada de reverberatie optima. Nisa care se afla in zona de prosceniu a fost inchisa cu un perete convex pentru a evita pierderea reflexiilor.

Pentru Sala de Concerte a Liceului de Muzica din Bucuresti, avand in vedere ca forma salii este un trapezoidala pentru imbunatatirea acustica s-au folosit panouri cu zimti care pornesc de la o inaltime de aproximativ 2,5 m.

Pentru sala Beethoven din cadrul Universitatii Nationale de Muzica din Bucuresti avand in vedere ca este o sala de dimensiuni relativ mici s-a optat pentru tratamente acustice din gips carton plin si perforat. Aceste tratamente au fost ales din cauza faptului ca in cazul salilor de dimensiuni mici si regulate pot sa apara rezonante neplacute. Din aceasta cauza forma peretilor a fost realizata direct prin aplicarea tratamentelor acustice.

Situatia pe plan european si international

Sala Symphony din Boston este o sala sub forma de cutie de pantofi, “shoebox”, care a fost deschisa in anul 1900. Aceasta a primit foarte multe pareri subiective atat de la dirijori si critici de muzica cu toate ca se stiau foarte putin lucruri despre acustica. Arhitectul, Charles McKim ,a venit pentru prima data cu un plan care era de fapt teatrul grecesc cu un acoperis deasupra. Henry Lee Higginson, presedintele comitetului de construire a salii, a luat schitele si desenele in Europa si le-a aratat unor dirijori si muzicieni importanti ai acelor timpuri. Acestia nu au fost de acord cu ele care i-au recomandat sa ia in considerare forma uneia dintre cele mai apreciate sali din Europa, Gewandhaus din Leipzig, Germania. Sala Gewandhaus are forma unei cutii, o forma care acum este cunoscuta pentru faptul ca asigura o bogata reverberatie si o acoperire uniforma pentru audienta. Din motivele vizuale, Higginson a considerat ca pentru 2600 locuri sa nu trebuie sa fie mai lata de 22.9m. Comitetul care se ocupa cu contruirea salii a cerut ca aceasta sa fie protejata la foc folosind blocuri de beton si tencuiala, care asigura un bas puternic. McKim a fost informat de aceste restrictii si astfel a creat trei planuri noi.

In acel moment, Sabine un tanar asistent la Departamentul de Fizica de Harvard a intrat in peisaj. Sabine isi terminase studiul a 11 sali de curs la Harvard si a recomandat cu succes metode de renovare acustice pentru Sala Fogg Art Museum . Presedintele de Harvard, Charles Eliot, a vorbit cu Higginson si i-a zis ca experinta lui Sabine poate fi de ajutor. Astfel Sabine a cerut timp pentru a studiat toate datele, si in doua saptamani, el a venit cu formula (Ecuatia lui Sabine) care prezice durata de reverberatie. Ecuatia lui Sabine se bazeaza pe informatii privind volumul unei sali si de proprietatea de absortie a sunetului de catre audienta si de suprafetele salii. Higginson dupa ce s-a conversat cu Sabine, i-a dat acestuia ultimele desene ale lui McKim si cele de la sala Gewanhaus din Leipzig. De la datele privind absortia datorita publicului pe care le-a obtinut in sala de curs unde se tinea fizica si de capacitatea de absortie a sunetului de catre tencuiala, covoare, si cu ajutorul altor masuratori pe care le-a facut in laboratorul de la Harvard, el a aplicat formula pe aceste planurile pentru a obtine un timp de reverberatie probabil. El a selectat planul care semana cel mai bine cu cel Gewandhaus si utilizand formula, Sabine a determinat volumul si a aflat inaltimea cladirii, pentru care timpul de reverberatie ar fi la fel ca si cel calculat pentru Gewandhaus. Recomandarea lui privind timpul de reverberatie, masurat pentru frecvente medii intr-o sala de auditie este de1.9s, aceasta valoare fiind optima pentru repetoriul orchestrei. Dar planurile lui McKim aveau o greseala pe care nici Higginson si nici Sabine nu au simtit ca o pot tolera, sala era prea lunga. Amandoi au crezut ca rezultatul poate fi un sunetul “tunel”. Pentru a reduce lungimea, Sabine a recomandat schimbarea balcoanelor si a desenat o scena pentru a face mai mult loc pe planseul pricipal. Higginson a redus spatiul dintre scaune. Aceste schimbari au facut ca distanta din fata scenei pana la ultimul rand de scaune sa fie de 42m. Responsabilitatea pentru acustica salii a avut-o Sabine.

Dupa aceasta, McKim s-a ocupat de aspectul vizual, ca acesta sa fie unul placut,care a rezultat din prezenta niselor si a statuetelor pe peretii laterali. Aceste caracteristici arhitecturale au creat o reverberatie placuta la auzire. Sala a fost deschisa in 15 octombrie, 1900 si designul ei a ramas neschimbat pana in ziua de azi.

La sfarsitul anilor 50 o noua sala de concerte in Berlin utilizata de catre Filarmonica Berlin era in faza de planificare. Hans Scharoun a fost ales ca architect si el si-a ales ca si consultant pe partea de acustica pe profesorul Lothar Cremer, acesta fiind cel mai bun la in acel moment. Sharoun a vrut isi exprime parerea arhitecturala, si copiind binecunoscutele sali din Viena si Amsterdam, nu a lasat loc de atac din partea celorlati. El s-a concentrat pe conceptul ca publicul sa fie adus imprejurul orchestrei. Pe langa alte lucruri acesta va face la sala din punct de vedere visual sa fie mai intima astfel ca distanta catre cel mai indepartat ascultator este mai mica. El a vorbit cu directorul Filarmonicii, Herber von Karajan, care a fost de parere ca orchestrei s-ar putea sa ii placa sa fie inconjurata de ascultatori. Scharoun a facut niste planuri preliminarii si i le-a aratat lui Cremer, a carui reactie a fost negativa. Decizia lui Scharoun a ramas insa neschimbata. Pentru a obtine o a doua parerea, Cremer l-a invitat pe Beranek la Berlin pentru a se intalni cu Scharoun si cu el. Fiind devotat salii din Bostin si cunoscand ca muzica marilor compozitori a fost gandita pentru a avea spectacolul in sali de forma rectangulara, Berank a fost de aceeasi parerea cu Cremer ca acustica salilor incercuite este asemenea jocurilor de noroc. Orchestra a inchiriat o sala in apropiere astfel daca in anul care urmeaza dupa deschidere exista plangeri privind acustica sa aiba un loc alternativ pentru a-si tine spectacolele.

Dupa aceea Cremer a indrumat arhitectul spre caracteristicile arhitecturale care au maximizat calitatea acustica a salii incercuite. El a planificat volumul pentru a obtine un timp de reverberatie aproximativ egal cu cel al celor mai importante sali din Europa. El a stiut ca primele reflexii erau importante pentru pozitia fiecarui ascultator. Pentru a atinge aceasta în măsura în care este posibil, el a recomandat ca publicul fi împărțit în blocuri, care sunt, terase pe marginile din fata si pe fetele lateralecare ar putea reflecta sunetul devreme pentru a pozițiile ascultătorilor

De asemenea tavanul a fost gandit astfel incat forma sa asigure primele refelexii. Cremer de asemenea a fost ingrijorat de faptul ca poate exista un bas excesiv, care sa fi zgomotos, si a pus “cutii” in tavan care pot fi reglate sa absoarba mai mult sau mai putin sunetul. Deschiderea salii in 1963 a fost intampinata cu multe urale. Arhitectura a fost judecata ca fiind una fantastica. In aceste zile turistii care ajung in Berlin sunt indrumati sa mearga sa viziteze remarcabila opera a lui Scharoun.

Orchestra Filarmonicii din Los Angeles a fost niciodată fost fericita cu acustica Pavilionului Chandler Hall, care s-a deschis în 1964. Familia Walt Disney a decis sa asigure construirea unei noi săli adiacente celei existente, și pentru aceasta l-au ales pe arhitectul Frank Gehry. De acustica s-a ocupat un acustician japonez, Yasuhisa Toyota, care a fost ales din cauza că firma sa a oferit consultanta pentru o sală „surround” de succes din Tokyo, Suntory Hall. Garajul de sub sala Walt Disney a fost primul finalizat, dar costul întregului proiect a crescut dincolo de așteptări, iar spatiul pentru concerte a fost finalizat ani dupa , în 2003.

Trei caracteristici arhitecturale ies in evidenta, orchestra este inconjurata de public, suprafetele curbe care prelungesc lungimea salii pe fiecare parte, și complexitatea de forme ale tavanului. Aceste suprafețe au un important rol acustic, și mari eforturi s-au facut cu ajutorul calculatorului și modele din lemn pentru a reusi ca primele reflexii sa fie furnizate la cat mai multe locuri posibile. Acustica este excelenta la un număr semnificativ de locuri, deși în unele locuri acustica diferă acolo unde constructia este mai puțin buna. Înălțimea plafonului deasupra scenei este de aproximativ (14,9 m) și frecventa medie a reverberatiei in spatiul ocupat este de 1.85, ambii parametrii avand valori optime. Ca și în Filarmonica din Berlin, orchestra a trebuit să isi tina spectacolele fără pereții laterali și cei din spate. Această diferență cere ca orchestra să acorde mai multă atenție dirijorului.

După construcție, câteva modificări au fost efectuate în ceea ce privește aspectul exterior. Astfel, Founders Room a fost acoperită cu plăci de oțel inox mătuit, în loc de oglinzi, așa cum era proiectat inițial. Calitățile finisajului au fost amplificate de secțiunea concavă a sălii. Un efect interesant a fost creșterea considerabilă a temperaturii la interior, ceea ce a obligat la redimensionarea instalației de climatizare. Pardoseala sălii de concert, ca de altfel și întreaga placare acustică, este din lemn stejar, spectatorii, criticii și muzicienii care au trecut pe aici considerând audiția impecabilă: timp de reverberație a sunetului 2,2 secunde cu sala goală și 2 secunde cu sala ocupată.

La inceput s-au mentionat cateva probleme, printre care si faptul ca ridica temperatura blocurilor din zona cu 15 grade. Aceasta constructie reflecta puternic lumina din cauza fatadelor, asa cum se poate vedea si in fotografii, ajungea sa emita atat de multa caldura incat incalzea blocurile din preajma, cum ar fi Turnurile Promenade, cu circa 15 grade. 

Istoria de proiectare a salilor de concerte în Marea Britanie este de peste trei secole și este semnificativa la scară mondială. Londra în secolul al XVIII-lea ar putea pretinde a fi capitala muzicală a lumii, dar, din păcate nimic de dimensiuni semnificative nu rămâne din această perioadă. O alta regretabila absență este lipsa unei mari așa-numita sala dreptunghiulara clasica. Ultima dintre acestea, St Andrew Hall din Glasgow, a ars în 1962. Ditntre sălile britanice care înca exista, acestea pot fi împărțite în trei grupe. În primul dintre acestea avem două săli proiectate înainte de Primul Război Mondial, înainte ca acustica salilor sa devina o știință. Indiferent de caz este evidenta problema de focalizare din cauza suprafețelor concave reflectante. Al doilea grup de la mijlocul anilor 1930 pana la mijlocul anilor 1960 sunt toate sălile fie proiectate acustic sau puternic influențat de un consultant, Hope Bagenal. Printre aceste sali se regaseste si Royal Festival Hall din Londra. Ultimul grup de săli reprezintă relativ diferite filosofii de design inspirat de progresele acustice din anii 1950.

Pentru o clădire cu chintesenta victoriană atat ca si stil cat si ca si dimensiune Royal Albert Hall, este surprinzător sa descoperi drumul sinuos de finalizarea acestuia în 1871 , din cauza ca nu exista un sprijin financiar constant. În absența generosului sprijin din partea oamenilor bogați sau a guvernului, o nouă metodă a fost utilizată în cele din urmă pentru a colecta fonduri pentru finantarea construcției: de a vinde locuri pentru 100 de lire sterline pentru folosire gratuita "în eternitate". Dreptul de proprietate privată a locurilor și lojelor persistă în această zi, chiar dacă dreptul de proprietate nu este acum la fel cum investitorii timpurii au lasat sa se creada.

Cel care a fost antreprenor si a ales ca spatele salii sa fie dedicata Artelor si Stiintelor, a fost Mr, Henry Cole. Inspirat de arenele romane pe care le-a văzut într-o călătorie pe continent în 1858, el a propus un echivalent "modern" pentru a incapea 30 000 de spectatori. Odata cu trecerea timpului și limitările financiare proiectul a devenit unul mai real, numerele s-au redus mai întâi la 12 000 și apoi la 6000 aproximativ atatea exista in sala astazi. Totuși planul eliptic cu straturi de loje inconjurand sala a supravietuit.

Pentru a acoperi zona imensa, cea mai mare deschidere nesustinuta a acoperișului a fost proiectata și construit din sticlă pe un schelet metalic. Pentru o sală "ridicata pentru Progresul Artelor și Științelor "se poate pretinde că a furnizat lectiile sale de acustica. Problema a fost deja percepută de la de deschidere cand Prințul de Wales a sustinut un discurs, iar vocea sa a fost umbrita de ecou. Pentru colonelul Scott, proiectant al structurii imense a acoperișului, acesta problema acustica a fost iritanta, care ar putea fi rezolvata cu velarium de pânză (greutate de aproximativ 1 tona) întins sub acoperiș. Dar în ciuda experimentelor cu înălțimea velariumului, ecoul a persistat din cauza puterii de focalizare a domului concav Concertul sezonului Promenada de vară din 1941 a fost programat să se desfășoare în sala și în timpul pregătirilor s-a constatat că lasarea velarium cu aproximativ 10 m în jos aproape a rezolvat problema ecoului. Din cauza ca sticla sparta putea sa taie velarium, iar aceasta cauza parea sa impiedice aceasta soluție pe timpul de război, un reflector a fost instalat deasupra orchestrei care ascundea multe dintre căile de ecou. După război, velarium a fost îndepărtat și un dom interior din aluminiu cu perforatii mici susținut de vată minerală a fost instalat în interiorul cupolei. Acest a absorbant acustic destul de efectiv dar nu destul pentru întreaga gamă de frecvențe, ramanand cai de ecou secundare. Doar în 1968-1970 problema ecoului a fost în cele din urmă suprimata prin suspendarea a134 "farfurii zburătoare", difuzoare la nivelul tavanului Galeriei .

În ciuda problemelor sale și a dimensiunii sale imense, de două ori decat volumul a oricarei altă sală de spectacole luate în considerare aici, Royal Albert Hall reuseste sa găzduiasca anual concerte timp de opt săptămâni. În anii 1990, prezența medie la 60 de concerte a fost de aproape 4000 de pe concert – o realizare remarcabila. Această putere de a stimula un sentiment puternic a experienței impartasite nu a scăpat atenției a multor organizații, inclusiv Uniunea britanicilor fasciști în anii 1930. Sala a fost întotdeauna folosita pentru o gamă foarte largă de evenimente incepand de la sport, în special box, la expoziții, reuniuni, baluri și, desigur, utilizările sale muzicale. Acesta este utilizat în mod regulat pentru spectacole de mare amploare, o locație ideală pentru unele spectaculoare , cum ar fi Overture a lui Ceaikovski. Mai multe cântăreți au câștigat reputația de a fi capabil de a "umple Albert Hall", cel mai faimos fiind contralto Clara Butt (1873-1936). Până la modificările de la sfarsitul anilor 1960, probleme de ecou au dominat comentarii despre acustica. Cu o sală de această mărime, sunt inevitabile probleme suplimentare. Volumul salii Albert Hall este mai mare decât este necesar pentru un timp de reverberație adecvat. Timpul de reverberație a fost deosebit de lung pentru frecvențe medii, astfel încât prin plasarea absorbantului fonic care a fost cel mai eficient la aceste frecvențe la partea superioară a farfuriilor, timpul de reverberație caracteristic a fost transmis mai uniform cu frecvență.

O altă problemă cu un spațiu mare este menținerea suficienta a primelor reflexii, atunci când unele locuri sunt în mod inevitabil la distanță de suprafețele utile. Reflexiile din farfuriile suspendate sunt importante pentru locurile superioare. Pentru locurile din fata scenei s-a optat pentru reflectorul de deasupra scenei.

Pentru astfel de un design extrem ca al salii Royal Albert Hall, nu este de mirare că sala este găsit a fi extreme de subiectiva. Acesta a fost judecata fiind cea mai puțin clara, cea mai reverberanta și cea mai linistita sala britanica.

Deși intensitatea sonoră a sunetului este inadecvată, răspunsul dinamic este deosebit de bun: tranziția în timpul sunetelor crescendo este extrem de buna fara sa existe un sentiment de constrângere. Aceasta este ajutat de un grad ridicat de amestec a sunetelelor orchestrale cu un echilibru tonal rezonabil .

Interesant este ca ascultătorii au fost în dificultate cu privire la judecarea claritatii și în zona din fata scenei timpul de reverberație este mai mic decat se așteaptă într-un spațiu voluminos. Reverberatia este semnificativ mai mare în balcon; înconjurat de este de suprafețele dure ale galeriei; reverberația acolo oferă o experiență spațială bogată. In boxe sunetul se va auzi mult mai bine decat in partea din spate. Probleme minore in ceea ce priveste ecou inca există acestea datorandu-se în principal formei eliptice in plan.

De observat ca sunt marcate doua caracteristici obiective: timpul de reverberatie lung și un nivel total scăzut al sunetului. Timpul de reverberație in zona ocupata este destul de lunga la frecvențe medii (2.4 secunde. Cu toate acestea, în ciuda din timpul de reverberatie lung, vom găsi o mare claritate obiectiva, mai mare decât era de așteptat. Ceea ce pare a se întâmplă este că reflectorul conduce o cantitate de energie catre publicul care este apoi nu mai este disponibila pentru ultimul sunet reverberat. Dovada în acest sens se găsește în sunetul măsurat descompus, in zonele unde sunt suprafete curbe. Acest lucru poate explica dificultățile pe care ascultătorii le-au avut în judecarea claritatii.

Până la apariția modernismului în arhitectură designul se baza foarte mult pe precedente. Acest proces a dus la forme distincte pentru diferite tipuri de auditoriu. Au existat totuși în secolul trecut eșecuri frecvente în care designerii au ignorat importanța diferențelor dintre formele evoluate ale sălilor de teatru, de concerte și de operă. Designul sălii Usher din Edinburgh reprezintă o adaptare a teatrului pentru utilizarea în muzică.

Sala respectă planul sub formă de potcoavă la toate cele trei niveluri ale balcoanelor. Un cadru distinct al avanscenei desparte auditoriul de scenă, având coloane ionice cu caneluri pe fiecare parte și un tavan fals deasupra scenei și scaune pentru cor/audiență în spate. Privită pe axă zona din spatele avanscenei este o reminiscență a „viitoarei” scene, cu „viitoarea” podea înclinată conform normelor pentru scenele teatrelor din secolul XVIII. Din Architectural Review din 1914 aflăm că, din moment ce clădirea „era destinată expres pentru ascultarea de muzică bună, s-a acordat multă atenție acusticii. În acest sens sala a fost construită cu tavan drept cu caneluri late și adânci”. Importanța acestui comentariu rezidă în faptul că tavanul din interior nu urmează forma acoperișului exterior care este sub formă de dom. Se pare că, cel puțin pentru această secțiune, s-a învățat o lecție din sala Albert din Londra. În clădirea originală panoul central al tavanului a fost poleit pentru mai multă lumină naturală, la fel cum au fost poleite și multe lucarne suplimentare. Panoul poleit al tavanului a fost înlocuit cu un panou urât sub formă de farfurie perforată cu orificii de ventilație iar ferestrele au fost acoperite cu draperii.

Conceptul de timp de reverberație datează din lucrările lui Sabine de la începutul secolului. E improbabil oricum ca lucrările lui Sabine să fie cunoscute consultantului (sau consultanților anonimi pentru acustica sălii Usher. E surprinzător astfel faptul că sala este destul de mare pentru a oferi un timp respectabil de reverberație. În teatre timpul de reverberație este în general la jumătate față de această sală, astfel că putem doar să facem speculații cu privire la motivul pentru care această sală e atât de benefic de mare. Oricum, forma brută a sălii este cea care ne pune cele mai mari probleme.

Caracteristicile sălii Usher care o diferențiază de multe săli o reprezintă variabilitatea acusticii de la o parte a audienței la alta. La majoritatea lojelor calitatea sunetului este rezonabilă dar fără trăsături pozitive pronunțate. Cu cât ne îndepărtăm către spatele lojelor sunetul devine mai slab și mai puțin impresionant. În multe loje pe locurile din spate există și lipsa de concentrare cauzată de o reflexie concentrată din spate.

Deși întârzierea acestei reflexii puternice este prea scurtă pentru a auzi ecoul, poate exista însă o senzație puternică de falsă localizare în acest spațiu în sensul că unele grupuri instrumentale pot părea mai puternice dacă le asculți din spate decât dacă le asculți din față.

Locurile de la balconul de la primul nivel ar fi considerate, în mod normal, drept cele mai bune locuri iar acest lucru se reflectă în costul biletelor la ceastă sală. Beranek (1962) descrie sunetul de aici drept lipsit de claritate și de splendoare, și fără reverberația sălii.

Timpul de reverberație al sălii Usher este rezonabil, la limita inferioară a intervalului optim (Fig. 5.11). Schimbarea resimțită când este ocupată sala este mai mare decât în mod normal pentru că e puțină tapiserie pe scaune în galerie. În ceea ce privește alte măsuri obiective, intervalul scurt de descompunerea sunetului este neobișnuit în sensul în care este mai lung decât timpul de reverberație și frecvențele medii. Valorile măsurate ale clarității obiective nu sunt remarcabile dar extinderea sursei obiective conține niște valori foarte mari., In ceea ce priveste nivelul total al sunetului acesta afișează un comportament neuniform, cu unele poziții unde se aude mai tare decât este de așteptat, iar unele în care se aude mai încet.

De când s-au făcut măsurătorile sala a fost renovată în 1999-2000. Înlocuirea scaunelor pentru audiență și îndepărtarea mochetei de pe culoare au avut importanță acustică. Timpul de reverberație neocupat a crescut cu aproximativ 0,3 secunde la 500-1000 Hz. S-a raportat sunet mai clar decât înainte.

În mod tradițional, datele prezentate de săli de concerte au constat în mărimea lor si timpul lor de reverberatie, plus un plan si o sectiune longitudinala.In unele cazuri, acest lucru poate fi adecvat: o sală dreptunghiulară cu un respectabil timp de reverberatie si pereti care au rolul de a dispera sunetult este probabil sa ai caracteristici acustice previzibile.Dar pentru majoritatea sălilor, aceste date limitate sunt departe de a fi suficiente. Cu cel puțin cinci dimensiuni pozitive, o cantitate acustica obiectiva nu este suficienta, în timp ce efectul datorita formei și mărimii privind acustica este rareori direct.

În sali mici forma camerei contează relativ puțin pentru acustica. Acest lucru, probabil, salilor cu forma dreptunghiulara de dimensiuni mici construite în Marea Britanie ca și sali civice in cursul secolului al XIX-lea. Birmingham Town Hall construita in 1834, este strâns bazata pe Templul lui Castor și Pollux în Roma si este un exemplu important.

În ultima parte a secolului al XIX-lea a apărut cererea pentru sali mari de concerte, iar cele care derivă din planurile dreptunghiulare și din dimensiunile de sălilor de bal s-au dovedit a avea mai ales o acustica favorabil. Proporțiile au fost aproximativ ale unui cub dublu, și anume de 1: 1: 2, adesea menționată ca avand forma unei cutii de pantofi. Consolele balcon au fost modest și stilul periodei a dus la suprafețele camerelor extreme de decorate.

Multe alte sali dreptunghiulare s-au construit, care, de asemenea, au avut o reputație bună, printre care Liverpool Filarmonica (1849-1933), Stadt- Casino, Basel (1876), Sala St. Andrew, Glasgow (1877-1962) și Grosser Tonhallesaal, Zurich (1895). Caracterul lor acustic a fost similar celor contemporane.

Un spațiu cu performante majore în secolul XVIII-lea și al XIX-lea in Viena a fost Redoutensaal în palatul regal Habsburgic, Schloss Hofburg. În 1752 aceasta a fost transformată într-o sală de bal de catre Antonio Galli-Bibiena. Ea a fost martora mai multe premiere celebre, inclusiv cea de-a opta Simfonie a lui Beethoven în 1814. În 1870 Societatea Prietenilor Muzicii a deschis un noua clădire aproape de Ringstrasse, care conține o sala mare dar si una mica de arhitect Theophil Ritter von Hansen. Sala cea mica este acum cunoscuta sub numele de Brahmssaal, în timp ce prima are reputatia ca având una dintre cele mai bune acustici din lume. Numele său ca Goldener Saal provine atât de la acustica sa cat și de poleiala extinsa din interior. Este casa orchestrala a orchestrei Filarmonicii din Viena, iar printre dirijori s-au aflat si Brahms, Bruckner și Mahler. Este probabil ca acesti compozitiri dar si alti compozitori vienezi sa fi avut ca si inspirati pentru compozitiile lor de sunetul aceste sali.

Sala Redoutensaal are o lungime 46 m, latime 17 m și înălțimea de 16 m, acestea fiind scalate cu 12 %. Dimensiunile sălii mari cu siguranță nu sunt proiectate avand muzică de concert în minte, dar arhitectul salii Musikvereinssaal trebuie să fi apreciat virtuțile sale acustice. La acel moment înainte de orice teoria de reverberație, alegerea inaltimii tavanului a fost cu siguranță norocosa, având în vedere influența puternică a timpului de reverberatie. Distanța până la cel mai îndepărtat scaunul din față etape este de 40 m, din nou standard modern acceptat. De fapt, sala așa cum o știm astăzi diferă în mai multe privințe față de proiectarea originală. O renovare majoră a fost efectuată în 1911 în primul rând, din motive de siguranță la foc.

Oportunitatea a fost, de asemenea, luată apoi pentru balcoanele laterale de tip consola și pentru a muta cariatidele de la poziția lor de susținere a zona din fata a balcoanelor în locații la același nivel cu pereții laterali. Aceasta, de asemenea, a permis o marire în zona platformei și, împreună cu alte modificări, a dus la o creștere modesta a capacității de audiență.

Locurile în Grosser Musikvereinssaal sunt dispuse pe trei niveluri, deși galeria este de fapt o extenstie a zonei din spate. Scaunele din fata scenei sunt în principal pe o podea plată, înconjurat locuri sub-balcon la nivelul a scenei. Balconul are o forma rotunda pe toate cele patru laturi, anexând orga spatele scenei. Toate suprafețele sunt foarte profilate, cu cariatidele aurite de-a lungul pereții laterali mai mici, numeroase uși care inconjoara sala, ferestre incastrate pe trei laturi de la partea superioară de nivel și un planseu casetat. O astfel suprafață decorata produce o difuzie bogata și o experinta a sunetelor amestecate,care este un semn distinctiv al acusticii din Musikvereinssaal. Într-adevăr, atunci când stai în balcon lateral si se vede doar jumătate din orchestra, gradul de sunet reflectat este atât de mare încât pierderea vizuala pare a fi mult mai mare decât cea acustica.

O trăsătură care caracterizează aproape toate săli clasice, dar nu a fost apreciat până de curând, este puterea reflexiilor laterale timpurii pe care le produc. Subiectiv sursa de sunet se extinde considerabil, cu o imagine a sunetului în pasajele forte extinderea se fac dincolo de dimensiunea fizică a orchestrei. Două caracteristici de design au sporit efectul: lățimea îngustă a sălii și în zona din fata scenei exista posibilitatea de reflexii datorita balconului din intrados (Figura II.4).

Cu toate acestea, în mâinile muzicieni neobisnuiti cu sală, Clements (1999) înregistrează unele experiente dezamagitoare. Orchestra Filarmonicii din Viena care este rezidenta a perfecționat raspunsul lor la acest instrument subtil și produce un sunet care este frecvent sublim, extrem de invăluitor chiar cu textura delicate.

Ocupat de frecvența medie, timpul de reverberatie este chiar în mijlocul variatiei preferate de 2.0 secunde, cu o usoara creștere a basului. Se poate presupune că multe dintre suprafețele interioare ale sălii erau lemn, în timp ce în realitate există puțin lemn în afară de podea. Practic, toti peretii și tavanul sunt de ipsos, care cu greu absoarbe basul (Beranek, 2004).

În repetiție fără o audiență acusticasala este mai puțin ideală; timpul de reverberatie se ridică la peste 3 secunde. Acest lucru se întâmplă deoarece multe dintre scaunele sunt nu tapitate; toate locurile în galerie și în balcon cu vedere la scena sunt din lemn.

Revenind la celelalte mărimi obiective în sala, cel mai devreme timp de dezintegrare este identic cu timpul de reverberație, care este un simptom al unui spațiu extreme de difuz. Cu toate acestea claritatea obiectiva și nivelul de zgomot sunt în multe locuri mai mici decât era de așteptat. Această combinație indică faptul ca cel mai timpuriusunet este mai silențios decât s-a anticipat, o descoperire surprinzătoare dar care nu pare sa afecteze orchestrele familiarizate cu sala.

Un aspect foarte curios in istoria salilor de auditie este faptul ca Musikvereinssaal din Viena, cu o asemenea reputatie in ziua de astazi, a fost foarte putin mentionata in acel moment. Sala Neues Gewandhaus din Leipzig, realizata de arhitectii Gropius si Schmeieden , a servit insa ca model de excelenta la nivel mondial inainte de cel de-al Doilea Razboi Mondial. Din punct de vedere al timpului de reverberație, această reputație se dovedește a fi oarecum surprinzătore. Noua sală din Leipzig a fost construit pentru ca existent sala Altes Gewandhaus a depășit de mult capacitatea sa modesta, chiar cu adaugarea unei galerii de-a lungul partilor laterale cu 170 de locuri suplimentare. Clădirea a fost deschisă în 1884, cu două săli de concerte, amandoua la primul nivel.Sala mica a fost o replica a vechii sali, care a fost mai târziu demolata. Sala mare (Figura 4.6) a avut loc o audiență de 1560 de personae.In ceea ce priveste arhitectura salii prima prioritate menționata a fost aceea de a reproduce, din punct de vedere structural, boxele din lemn deoacere s-a considerat ca acest material permite ca vibrațiile generate de orchestra sa se transmita incintei sub forma de vibratii corespunzatoare viorilor.

Reflexiile de la peretele din spate au fost considerate acceptabile numai în cazul în care au ajuns în termen de 1/12 secunde. Cum reflexia peretelui din spate in sala mare va avea o substatiala intarziere, peretele din spate a fost fragmentat cât mai mult posibil și a fost tratat cu anumiti abosrbanti acustici.Preocuparea pentru reflecxiile între pereții laterali paraleli a dus la amplasarea pe acesti pereti a unor. Singurul auditorium menționat de către arhitecți în afară de sala veche a fost Trocadero din Paris, care a avut forma unui amfiteatru.

În planul lungimea noua sală a fost de două ori cat lățimea sa, la fel cum a fost si Altes Gewandhaus. Marginile curbate au fost mai puțin pronunțate dar, s-a acordat atentie la prevenirea ecoului, cu loje de la nivel balcon și o nișă drapata. Din nou au existat goluri in plafon, dar aici s-au intersectat cu lucarnele. Detalii interesate includ fatadele inclinate ale balcoanelor si un plafon difuzant realizat din panouri convexe.

Răspunsul Amsterdamului la tradiția Leipzig din fericire a supraviețuit.

Proiectat de A.L. van Gendt și finalizat în 1888, Concertgebouw are, de asemenea, o reputație de mare pentru acustica sa, deși diferă de la strămoșii săi din mai multe puncte de vedere. Principal printre acestea este latimea pe care o are, ea de 45 – 50 % mai mare decat la salile din Viena si Leipzig.

Dar intelepciunea din nou s-a dovedit a fi norocoasa in alegerea inaltimii tavanului, care oferă un al doilea timp de reverberație cand sala este ocupata. Locurile din fata scenei sunt amplasate pe o podea cu suprafata plana, deși privelistea este oarecum compensata de faptul ca nivelul scenei este la 1.5m. Un singur balcon mare imbraca sala în fața scenei. În spatele orchestrei platform este extinsă pentru scaunnele din cor, care sunt acum adesea folosite pentru audiență. Acustica pentru publicul din fata scenei este considerate în general ușor inferioara celei de la Musikvereinssaal, cu un sunet care este în direct, dar putin neclar. Cu toate acestea conditiile de la balcon sunt bune, ambele clare si bine echilibrate.

O alta sala de concerte influențată de Filarmonica este Sala Suntory din Tokyo,1986. În acest caz aranjamentul scaunelor este un raspuns destul de convențional Filarmonicii. Profilul acoperiș în secțiunea longitudinala este ca un cort așa cum se găsește în Berlin, suprafetele fiind în același timp ușor convexe în secțiune transversală pentru a direcționa sunetul către pereții laterali. Capacitatea locurilor este de 2006, cu un volum de 21 000 m3 și un timp de reverberatie a frecventei medii de 2.0 secunde; consultantul acustic a fost Nagata Acoustics.

O sală mai mult bine primit în Japonia a fost Osaka Symphony Hall din 1982, pentru care Prof. Ishii a fost consultant. Sala este de aproximativ dreptunghiulară in plan, cu 1702 de locuri, si cu un volum de 17 800 m3; timpul de reverberatie cand sala este ocupata este de 1,9 secunde.

De un interes deosebit este proiectarea tavanului de forma unui cort cu patru suprafețe convexe care este conectat la un acoperiș orizontal central (Figura 4.43). Nu numai acest plafon ar putea promova difuzie, dar si cele două suprafețe convexe care sunt de-a lungul holului sunt, probabil, de asemenea, benefice pentru reflexii laterale anterioare. O trăsătură de interes este acela că, deși cele două niveluri ale balconului sunt de-a lungul pereților laterali, este greu de sustinut orice consola de partea laterală a balconului.

Acustica salilor de auditie

Acustica cladirilor este stiinta care se ocupa cu studiul problemelor legate de propagarea si receptionarea energiei acustice atat in unitatile fuctionale cât și in mediul construit, in scopul asigurarii confortului acustic. Probleme acustice cele mai des intalnite fac referire la izolarea impotriva zgomotelor, dar in cazul salilor de auditie acestea au legatura cu modul in care sunt puse in valoare sunetele, dar si difuzia acestora.

Sunetul in spatii inchise

Absorbția acustică

Atunci cand o sursa emite unde sonore, iar acestea cand intalnesc un obstacol isi modifica caracteristicile energertice si de asemenea isi modifica directia de propagare Astfel, putem spune o parte din energia sonoră se reflectă (Er), o parte este absorbită de catre obstacol (Ea) și o parte (Et) se transmite prin acesta spre spațiile alaturate:

(III.1.1-1)

Absorbtia zgomotelor reprezinta transformarea energiei cinetice a undelor sonore in energie termica. Absortia se poate realiza prin trei mecanisme: absorbția porosa, panouri și rezonanță Helmholtz.

În salile de auditie cea mai importanta suprafața absorbanta este audienta, a cărui haine acționează la fel de eficient ca si amortizoare poroase. Frecvența caracteristica pentru amortizoare poroase este prezentată în Figura III.1. Forma caracteristica a curbei in forma de "S” este, de asemenea, utilizata si pentru absorbția publicului. Amortizoare poroase sunt, prin urmare, eficiente la frecvențe ridicate, dar nu si la frecvente joase.

Orice panou subțire va absorbi energia la frecvențe joase; vibrația panoului transforma energia acustică în căldură.

În mod tradițional se credea că lemnul este un material bun, că material lemnos finit este rezonant si are rol de a spori ton muzical; in realitatea nu este asa, panourile de lemn abosorb energia acustică. Panouri pot completa amortizoare poroase si se poate obtine o absorbție pe întreaga gamă de frecvențe, deși coeficientul de absorbție maximă a panoului absorbant nu este mare.

Coeficientul de absortie este definit ca fiind raportul dintre energia acustică nereflectata, adica suma dintre enegia disipata prin absortie si energia transmisa, și cea incidentă. Acesta este variabil in funcție de natura materialului și de frecvența sunetului:

(III.1.1-2)

Coeficientul de absorbție pentru suprafete dure, masive, neporoase cum sunt cele care au finisaje cu tencuieli uscate, zidarie, sticla, lemn, are valori mici, de cca. 0,02…0,08, asta insemnand faptul ca absorb intre 2 si 8 % din energia incidenta si reflecta restul din aceasta.. Materialele poroase care permit patrunderea undelor sonore, sunt cababile sa absoarba o cantitate mai mare din energia sunetului. Vată minerală, pâslă, plută au proprietăți bune de absorbție a sunetului, valoarea coeficientului de absortie avand valori αa = 0,2…0,8.

Reverberația

Un aspect important in obtinerea unui climat acustic favorabil in salile de auditie este modul in care descreste nivelul de intensitate a sunetului dupa incetarea emisiei sursei.

Un sunet emis intr-o incapere sufera numeroase reflexii atunci cand intalneste suprafetele elementelor limitatoare si a obiectelor care se afla in interior, astfel rezulta o suprapunere a undelor reflectate care determina intarirea si prelungirea sunetului dupa incetarea emisiei. Acest fenomen poarta numele de reverberatie. Reverberatia este mai evidenta in incaperile mari si are un efect nefavorabil asupra calitatilor auditiei.

Reverberația reprezintă amortizarea energiei acustice într-o încăpere închisă, concretizată prin prelungirea sunetului după încetarea emisiei sursei. Durata de reverberație este prin definiție intervalul de timp în care nivelul acustic într-o încăpere scade cu 60 dB după încetarea sursei sonore.

Cu toate ca in ultimii ani s-au facut multe progrese, timpul de reverberatie rămâne singura cantitate valoroasa a acusticii pentru un spațiu închis.

In cazul de salilor de spectacole, ecuația Sabine este aproape universal folosita:

Timp de reverberatie (secunde) (III.1.2-1)

Unde A este aria totala de absortie fonica a unei încăperi in m2 si V este vomul interior al spatiului in m3. Aria totala de absortie fonica a unei incaperi se poate determina cu relatia:

(III.1.2-2)

unde: αi – coeficientul de absorbție al materialului suprafeței Si;

Si – suprafața elementului de construcție „i”, sau a obiectelor din încăpere (m2).

Din relatia ( III.1.2-1) se observă că durata de reverberatie depinde atat de volumul spatiului, cat si de tratamentele acustice aplicate elementelor de constructie.

Toate spatiile dedicate productiilor vorbite sau muzicale au in comun obiectivul de a pune in valoare productia artistică. In cazul sălilor cu acustică naturală, sala constituie o legatură importantă intre vorbitor si public, ea poate oferi bogătia sunetului si răspandirea lui uniformă in auditoriu, poate omogeniza sunetul, păstrand imaginea sonoră corectă si permitand o bună claritate.

Fenomenul de reverberație are o influenta pozitiva în măsura în care sporește intensitatea sunetului, dând culoare și sonoritate cuvântului și muzicii și negativa daca durata sunetului se prelungeste prea mult si aconduce la mascarea sa. Astfel se poate vorbi de un timp optim al reverberației.

Pentru fiecare sală ( in functie de volumul acesteia si de tipul de productie ) se alege, conform standardului STAS 9783/0 „Acustica in constructii. Parametrii pentru proiectarea si verificarea acustică a sălilor de auditie publică. Clasificare si limite admisibile” o durată de reverberatie optimă:

Calcul incepe prin a stabili in primul rand valoarea absorbției acustice totale în fiecare octavă, in intervalul care cuprinde octave cuprinse intre125 si 5000 Hz, și apoi calcularea timpului de reverberatie cu ecuația lui Sabine

Se va prezenta un model de calcul pentru o sala de spectacol cu forma rectangulara avand dimensiunile 20x20x10 m inaltime. Audienta ocupa un spatiul rectangular de 13×8 m, in timp de peretii sunt acopetiti cu panouri absorbante pe o inaltime de 2 m. Orchestra ocupa aproximativ 3×5 m din spatiul total al scenei. Toate celelalte suprafete care au ramas sunt din ipsos aplicat pe un suport substantial sau din lemn gros.

Sunetul ca fenomen fiziologic

Organele auditive, prin componenta acustica, inregistreaza vibratiile sonore din mediul ambiant, acestea producand o anumita senzatie auditiva. Atat in medicina , dar si in ingineria constructiilor este important a se cunoaste problemele reprezentate de modul de functionare a aparatului auditiv, mai exact a raportului intre excitatia fizica si perceptia fiziologica.

Audiția se poate defini ca fiind funcția urechii de a percepe sunetele. Vibratiile acustice pentru aputea fi percepute ca si trebuie sa satisfaca anumite conditii privind: frecvența, intensitatea si durata minima pentru ca acestea sa poate fi percepute. Frecventa trebuie sa aiba valori cuprinse in intervalul 16 ÷ 20000 Hz, depinzand de varsta si organismul acestuia. Domeniul infrasunetelor este definit pentru frecvente mai mici de 16 Hz, iar cel al ultrasunetelor pentru valori mai mari de 20000 Hz.

La frecvente de 1000 Hz, I0 reprezinta intensitatea de prag de audibilitate, avand valoarea egala cu 10-12 w/ m2 . Vibratiile acustice care au o valoare mai mica de 1000 Hz pot fi percepute ca sunete doar daca valoarea intensitatii este mai mare, dar trebuie avut in vedere faptul ca la intensitati mari apare o senzatie de presiune, care se transforma in durere.

Aparatul auditiv prezinta o sensibilitate mare atunci cand frecventa vibratiilor acustice este cuprinsa in intervalul 2000 ÷ 5000 Hz, sensibitatea maxima regasindu-se in jurul valorii de 3000 Hz.

Se poate observa ca atat pragul de audibilitate, cat si cel ai senzatiei dureroase variaza cu frecventa.

Durata vibratie pentru ca un sunet sa fie auzit trebuie sa fie de 60msec, altfel daca aceasta vibratie este mai mica este perceputa ca un pocnet.

Senzatia auditiva poate fi considerata o functie de frecventa si intensitatea sunetului. Atunci cand vibratia acustica are o intensitate de doua ori mai mare decat o alta vibratie, urechea nu percepe sunetul de doua ori mai intens, ci il percepe ca fiind ceva mai tare decat sunetul celeilalte vibratii.

Ernst Weber si Gustaf Frechner in urma studiilor privind legatura dintre intensitatea sonora si intensitatea auditiva au definit o lege psiho – fizica. In urma experimentelor ei au stabilit ca, pentru o frecventa data, urechea umana are capacitatea de a sesiza mai usor variatii mici de intensitate pentru valori reduse ale intensitatii sunetului, decat pentru valori mari alea acesteia. Ceea ce inseamna ca variatia intensitatii auditive este proportionala cu variatia relativa a intensitatii sonore.

Principalele caracteristicile ale sunetului, privit ca fenomen fiziologic, sunt :

Înălțimea sunetului

Sunetele produse de un număr mic de vibrații, se numesc sunete joase, iar cele produse de un număr mare de vibrații se numesc sunete înalte. Înălțimea sunetului este o caracteristică fiziologica a sunetelor prin care pot fi diferențiate, raportat la frecvența oscilațiilor care le-au produs. Experimental s-a arătat că înălțimea depinde atat de frecvență, ci și de nivelul presiunii sonore, deoarece sensibilitatea organului auditiv la variația înălțimii sunetului descrește odată cu scăderea nivelului de intensitate sonoră.

Tăria sunetului

Este o caracteristica a senzației auditive, prin intermediul căreia sunetele poti fi percepute ca fiind slabe sau puternice. Totusi aceasta caracteristica nu ne permite a evalua de cate ori un sunet este mai puternic decat altul. O mărime des utilizată este nivelul de intensitate auditivă (La), ce caracterizeaza senzatia auditiva produsa omului de catre sunet. Spre deosebire de intensitatea sonora care este o marime caracteristica a sunetui, obiectiva, intensitatea auditiva este o marime fiziologica, subiectiva.

(III.2.2-1)

unde: Ia, pa – intensitatea, respectiv presiunea auditivă a sunetului;

Ia,o, pa,o – intensitatea, respectiv presiunea auditivă de referință.

Unitatea de măsură a nivelului de intensitate auditivă este fonul, ce reprezintă nivelul de tărie a sunetului etalon cu frecvența de 1000 Hz, a cărui presiune acustică este egală cu presiunea de prag.

Intensitatea auditiva a unui sunet cu frecventa de 1000 Hz este egala cu valoarea nivelului intensității sonore, exprimate în dB și valoarea intensității auditive, exprimate în foni, sunt egale, având același nivel de referință.

În Tabelul III.2.1 sunt centralizate valori ale nivelului de intensitate auditivă, în situații mai des întâlnite.

Timbrul

Timbrul are de a face cu percepția noastră a sunetelor complexe. Cuvântul este mai ales aplicat pentru sunetele diverselor instrumente muzicale. Timbrul este de asemenea o alta caracteristica subiectiva, termenul fizic analog fiind spectrul.

În raport cu frecvența, un sunet poate fi pur sau complex. Sunetul pur este produs de o vibrație armonică (vibrație ce poate fi reprezentată prin funcții trigonometrice simple, sinusoidale sau apropiate de o sinusoidă), pe o singură frecvență. Sunetul complex conține un anumit număr de sunete pure: un sunet fundamental, cu frecvența cea mai joasă, și o serie de sunete cu frecvență superioară celei fundamentale.

Sunetele muzicale sunt sunete complexe la care frecvențele componentelor sunt multiplii întregi ai frecvenței fundamentale. Dacă această regulă nu este respectată, sunetul respectiv poartă denumirea de zgomot.

Caracteristica prin care se pot deosebi două sunete cu aceeași frecvență fundamentală, si același nivel de tărie sonoră ,dar cu număr de armonice diferite, poartă numele de timbru.

În concluzie, după senzația auditivă pe care o produc, sunetele se împart în: sunete pure, sunete muzicale și zgomote. In ceea ce priveste zgomotele, componentele sunetului sunt atat de numeroase si putin distantate, incat sunetul apare cu un spectru continuu de frecvente intr-o banda larga de frecvente.

Nivelul de presiune sonoră

Deoarece presiunea acustică, spre deosebire de intensitatea sunetului, este măsurabilă, se definește noțiunea de nivel de presiune sonoră cu ajutorul relației:

(III.2.4-1)

unde: p – presiunea acustică (Pa sau N/m2);

po – presiunea de referință, corespunzătoare pragului inferior de audibilitate la frecvența de 1000 Hz (po = 2.10-5 N/m2).

Psihoacustica

Studiul structurii urechii este un studiu fiziologic. Studiu percepției umanei a sunetului vine sub denumirea generala de psihologie. Psihoacustica este un termen care imbratiseaza inclusiv structura fizica a urechii, caile sunetului, percepția sunetului, și relațiile dintre acestea. Psiho-custica, un domeniu nou al tehnologiei potentialului uman, promite sa modifice radical comportamentul uman prin intermediul studiului sunetului, al limbajului, al muzicii si al efectelor lor asupra creierului/mintii.

De secole, muzica si sunetul au fost folosite pentru a tratata persone, dar doar recent a inceput sa se intelega care sunt efecte fiziologice ale sunetului si muzicii asupra creierului. Un alt lucru stiu este ca muzica poate avea un rol crucial in activitatea creierului, in stimulare acestuia.

Efectele și consecințele în cazul poluării fonice pot fi următoarele:

Capacitate de concentrare foarte scăzută, apariția stării de nervozitate, tensiune ridicată, afecțiuni ale inimii;

Agresivitate, dereglări de digestie, capacitate scăzută de învățare, insomnie sau indispoziție

Surzenie, scăderea performanțelor fi zice și stare de plictiseală

Proiectarea salilor de auditie

In ceea ce priveste proiectare salilor de auditie problemele legate de acustica sălilor sunt total diferite de cele de izolare a construcțiilor impotriva zgomotelor. In cazul izolarii fonice se urmareste diminuarea nivelului de zgomot sub limitele admisibile, dar in cazul sălilor de audiție, se doreste punerea in valoare a sunetelor, dar si diminuarea sunetelor perturbatoare, astefel incat sa se obtina calitate buna a auditie.

O clasificare a salilor de auditie se poate face dupa urmatoarele criterii:

Dupa alcatuire: sali unice ca de exemplu cinematografele, salile de concente si sali cuplate cu scene, cum sunt salile de teatru;

Dupa numarul genurilor de productie: sali cu carater monovalent si sali cu caracter polivalent;

Dupa modul in care se transmit sunetele catre auditori : salile cu transmisie acustica directa si sali cu transmitere complexe. La salile cu transmisie sunetele emise de sursele naturale sau cele tehnice se propaga fara a fi captate de microfoane si reproduse prin alte sisteme de emisie. La salile cu trasmitere complexa sunetele emise de sursa sunt captate de microfoane, amplificate si reproduce prin sistemele de emisie existente.

Cerinte Esentiale Pentru Proiectarea de Ansamblu a Salilor de Auditie Publica

Proiectare salilor de auditi presupune o serie de pasi:

Determinare caracteristicilor generale, geometrice si acustice ale salii.

Dimensionarea elementelor delimitatoare care au rolul de asigura protectue impotriva zgomotelor perturbatoare.

Calculul si distributia tratamentelor fonoabsorbante.

Proiectarea unei săli de audite este un proces complex și cu atât mai laborios cu cât dimensiunile sălii sunt mai mari și forma mai complicată, fiind necesare atât etape de calcul cât și simulări pe calculator, determinări experimentale etc.

În cadrul procesului de proiectare se va urmari sa se respecte următoarele principii constructive:

• eliminarea paralelismului dintre suprafețele opuse prin adoptarea unor forme trapezoidale in plan, prin înclinarea pereților laterali cu unghiuri ce variază între 5…15º ;

• pentru eliminarea ecoului se impune tratarea absorbantă a peretelui ce delimitează spatele sălii și a zonei de tavan care este orientat spre acesta;

• suprafețele din fața scenei se tratează de regulă reflectant, pentru ca energia acustica sa poate fi dirijata spre mijlocul sălii. La Sălile cu secțiune dreptunghiulară cu lățimea ≥ 20 m se impune tratarea absorbanta a peretilor laterali pentru a impidica ecoul in apropierea scenei

• panta pardoselii sălii rezultă în mod curent din construirea curbei optime de vizibilitate și de recepționare directă a undelor sonore, curbă formată dintr-un palier orizontal și o spirală logaritmică;

• tavanul poate avea un profil continuu cu o anumită curbură, sau o formă frântă, funcție de cerințele sălii. Forma franta a tavanului este strans legata de asigurarea suprafețelor necesare absorbției și reflexiei sunetelor, de realizarea unei înălțimi medii în raport cu volumul sălii, de mascarea instalației de iluminat, de amplasarea unor cabine de proiecție, precum și de considerente estetice;

• se va evita utilizarea suprafetelor cu forme concave, deoarece se doreste inlaturarea focalizarilor acustic. Cele mai des utilizate sunt formele plane si de asemenea cele convexe, care au un rol important in difuzarea undelor sonore. Condiții de dimensionare a sălilor de audiție

Condiții de dimensionare a sălilor de audiție

Prin proiectarea și realizarea sălilor de audiție publică se vor asigura condițiile specifice de desfășurare a activităților — tipurile de spectacole — cărora le-au fost destinate.

Dimensiunile sălilor se vor alege astfel încât să se asigure posibilitățile de dispunere a mobilierului, condițiile de circulație ale utilizatorilor și de desfășurare a activităților culturale prevăzute.

Intr-o primă etapă de proiectare, avându-se în vedere tipul de spectacol și numărul despectatori, prevăzute de beneficiar în tema proiectului, cât și unele dimensiuni specifice (volume, suprafețe), se stabilesc formele de bază ale sălii, forme ce urmează a fi optimizate pe baza normativului P 123-89.

Parametri și niveluri de performanță — Dimensiuni ale sălilor de audiție publica

Suprafața minimă totală a sălii de audiție publica. Se poate calcula prin formula:

(Sa + Sb).n+Sp(Sc ) în care:

Sa — suprafața ocupată de un utilizator așezat pe scaun

Sb — suprafața aferentă unui utilizator, din suprafața totală a circulațiilor — (culoarele de trecere dintre pachetele de scaune și dintre acestea și elementele delimitatoare ale sălii sau ale podiumului scenei).

n — numărul maxim de spectatori.

SP(SC) — suprafața podiumului sau a scenei (după caz).

a) Sa = SS + Sr = lsxL, +ls xlr= l, { ls+ lr) în care:

SS — suprafață scaun (min. 0,25 m2)

Sr — suprafață spațiu liber de evacuare din fața scaunului (0,25 m2)

ls — lățime scaun (măsurată intre axele cotierelor) (min. 0,55 m)

Ls — lungime scaun de la marginea spătarului la marginea șezutului (min. 0,45 m)

OBSERVAȚIE:

In cazul în care lungimea șezutului, Ls se va măsura până la limita acestora.

lr — lățime liberă între rânduri (min. 0,45 m).

OBSERVAȚIE:

a ) S min = 0,50 m² /spectator.

b) Sb se determină ținând cont de lățimea minimă a circulațiilor și anume:

—1,10 m pentru circulațiile mărginite de mobilier;

—0,80 m pentru circulațiile dintre mobilier și perete sau dacă pe rând se evacuează

max. 30 persoane;

—0,90 m pentru circulații dintre primul rând de scaune și podium/fosă orchestră;

—0,90 m dintre ultimul rând de scaune și perete, atunci când este prevăzută circulație și în această zonă.

OBSERVAȚIE:

S minb = 0,25 m²/spectator

c) Sp (Sc) se stabilește în funcție de tipurile de spectacole propuse în sala respectivă.

OBSERVAȚIE:

La determinarea suprafeței, se va ține seama de modul de amplasare și rezolvare a locurilor pentru persoane handicapate în funcție de capacitatea sălii în conformitate cu prevederile „Normativului pentru proiectarea și realizarea clădirilor de locuit, publice și a spațiului urban aferent in vederea utilizării acestora și de către persoanele handicapate și persoanele de vârsta a 3-a".

Parametrul II.1.2. Inălțimea în sălile de audiție.

• Pentru săli de audiție cu volumul cuprins între 2 000 m3 și 10 000 m3 înălțimea medie variază între 7,50 m și 11,00 m.

• Inălțimea minimă în zona cea mai coborâtă a sălii (până la plafon sau până la

intradosul lojelor sau balcoanelor) va fi de 3,00 m.

Parametrul II.1.3. Volumul specific/utilizator, (m3/spectator), se stabilește funcție de tipul de spectacol conform tabelului II. 1.1. de mai jos:

Tabel -1

Prin proiectarea și execuția structurilor construcțiilor care includ unități funcționale — săli de audiție publică, se va asigura un grad de fiabilitate corespunzător aptitudinii de utilizare acustică.

Se va urmări ca de-a lungul duratei de viață a sălilor, acestea să nu devină improprii

utilizării pentru care au fost concepute. In acest scop se impune respectată condiția ca acțiunile și influențele mediului înconjurător, susceptibile a se exercita asupra construcției și a utilizării ei, să fie considerate în calcul astfel încât ele să nu reprezinte nici un pericol pentru elemente portabile, neportabile și echipamente.

De asemenea, vibrațiile provenite din mediul exterior sau din interiorul construcției, nu trebuie să perturbe activitatea utilizatorilor unităților funcționale, nici să producă deteriorări ale elementelor de finisaje, într-o perioadă acceptabilă.

Forma salilor

Sălile de spectacole mai ales cele de dimensiuni mari, ridică o serie de probleme privind asigurarea unei bune audiții. Pentru rezolvarea acestor probleme se pot adopta urmatoarele solutii: dirijarea convenabila a sunetelor printr-o forma adecvata a salii si a elementelor delimitatoare, reducerea nivelului de zgomot cu ajutorul elementelor fonoabsorbante, reducerea fenomenului de reflexie repetată a zgomotelor.

Salile unice au o o forma in plan paralelipipedica sau o forma complexa care deriva din aceasta.

Volumul salii se calculeaza ca fiind produsul dintre numarul spectatorilor si volumul specific salii. Volumul specific difera in functie de destinatia acestia. Pentru sali de concerte simfonice are valori cuprinse intre 5…8 m3/auditor, pentru sali de opera intre 5…7 m3/ auditor, iar pentru cinematografe intre 4…6 m3/auditor.

Distanta intre sursa sonora si cel mai indepartat scaun este una dintre conditiile geometrice pe care salile trebuie sa o indeplineasca.

(m) (III.2.5-1)

Unde : V este volumul salii (m3)

T este durata de reverberatie (s)

O noua conditie pentru salile de forma paralelipipedica face referire la volumul acesteia, el fiind limitat superior la 2000 m3.

Pentru salile cu forma complexa volumul nu se mai limiteaza. In proiectarea salilor este nevoie sa se tina seama si de inaltimea medie a salii.

Tabel 2

Calitatea auditiei este influentata de modul in care ascultatorul recepetioneaza undele directe si undele corespunzatoare primei reflexii. (Fig. III.4-1.) Dacă acestea sunt decalate în timp cu mai mult de 0,05 s, adica diferența de drum a celor două tipuri de sunete este mai mare de aproximativ 13.5 m, ele vor fi percepute in mod diferit de catre, sub formă de ecou, ceea ce influențează în mod negativ audiția.

Figură III 4 Secțiune verticală printr-o sală. Propagarea sunetelor

Pentru a se evita fenomen asemănător la sălile cu forma complexa, forma se proiecteaza pornind de la eliminarea paralelismului dintre doua laturi apropiate. S-a observat ca datorită reflexiilor multiple a undelor sonore în raport cu cele două suprafețe reflectante pe langa ecou, se pot forma si unde stationare si focalizari de unde.

Uneori, datorită geometriei suprafețelor delimitatoare, există tendința de concentrare a undelor sonore reflectate în anumite puncte numite focare, ceea ce micșorează calitățile acustice ale încăperii.

Prin dirijarea undelor reflectate se poata evita formarea focarelor acustice si a ecoului, care nu permit ascultatorului sa aiba parte de o experienta acustica de buna calitate. Acest lucru implică efectuarea unui studiu asupra geometriei încăperii, în special asupra formei și dimensiunilor acesteia.

Acustica geometrica presupune un studiu pentru toate sectiunile caracteristice, drumul razelor acustice directe și reflectate fiind simulat atât în plan orizontal cât și vertical

(Fig. III.8)

In urma analizarii modului de distribuție al undelor acustice în secțiunile alese, rezultă forma geometrică adecvata pentru elementele principale ale sălii (tavan, pereți laterali, pardoseli), precum și modul de distribuție a suprafețelor reflectante și absorbante.

Figură III-4 Distribuția razelor acustice într-o sală de spectacole

a – secțiune verticală; b – secțiune orizontală

Forma peretilor laterali se doreste a fi cat mai apropiata de conturul de baza, frangerea conturului de baza fiind necesara doar in cazul in care se doresc obtinerea unor indici de difuzie ridicati. Realizarea peretilor prin frangerea conturului de baza are rolul de a realiza o suprapunere satisfacatoare a undelor reflectate provenite de la mai multe suprafete reflectante.

In cazul peretelui opus scenei se adopta o forma plana sau convexa, de evitat este forma concava. De asemenea prin utilizarea unor forme inclinate spre auditoriu se miscoreaza riscul ca unele unde reflectate sa se intoarca catre scena si sa se produca ecouri in zona din fata scenei.

Pardoselile sălilor au de asemenea un rol important și trebuie avuta in vedere solutia pentru tratamentele fonoabsorbante adecvate acestora. Din cauza faptului ca suprafata pardoselii este intr-o mare masura de spectactatori, si deci puternic fragmentat, capacitatea ei de reflexie nu va fi luata in calcul. Astfel forma pardoselii depinde numai de traiectoria directă a sunetelor.

Formă curbă a profilului pardoselii trebuie sa tina cont de de două considerente și anume: dacă pentru obținerea vizibilității este necesar un unghi de 12°-15°, pentru asigurarea calității acustice este necesară o supraînălțare mai accentuată.

Forma suprafeței tavanului se stabilește în urma studiilor de acustică geometrică, corelate cu studiul formei în plan și a suprafeței pereților.

Determinarea indicelul de izolare acustica prin calcul

In vederea asigurarii confortului acustic este nevoie ca la proiectarea salilor sa se reduca corespunzator zgomotele perturbatoare ce pantrund in acestea, astfel incat nivelul de zgomot efectiv sa se situeaze sub un anumit nivel admisibil. In acest scop elementele de constructie cu rol de inchidere si de compartimentare trebuie conformate corespunzator.

Pentru indeplinirea acestei conditii este nevoie ca indicele de izolare acustică efectiv (Ra ef) al elementului să fie mai mare sau cel puțin egal cu gradul de izolare necesar (Ran), stabilit funcție de nivelul teoretic al zgomotului perturbator (Lt) și nivelul admisibil (Lad) corespunzător cerințelor de confort acustic:

(III.3.3-1)

Determinarea indicele de izolare acustică efectiv a unui element de constructie se poate face analitică, prin utilizarea unor relații simplificate care țin seama de variația logaritmică a gradului de izolare acustică cu masa elementului (legea masei).

Pentru un perete monostrat se poate utiliza relația:

(III.3.3-2)

unde: m – masa elementului (Kg);

k1, k2 – coeficienți funcție de masa elementului și de structura peretelui.

Pentru un perete alcătuit din două straturi între care există un strat de aer:

(III.3.3-3)

unde: m1, m2 – masele celor două straturi (Kg);

ΔR – sporul de izolare al stratului de aer (dB).

Pentru evaluarea gradului real de izolare acustică se ia in calcul și absorbția camerei:

(III.3.3-4)

unde: A – absorbția acustică totală a încăperii;

S – suprafața interioară a elementelor de construcție ale încăperii..

În concluzie, cresterea gradului de izolare acustică la zgomot aerian al elementelor se poate realiza prin adoptarea unor solutii corespunzatoare pe baza rezultatelor. Printe aceste putem enumera: majorarea grosimii elementului, utlizarea materiale cu densitatea mai mare, crestere masei elemntului.

.Imbunatatirea si Modernizarea Metodelor de Proiectare in Domeniul Acusticii Constructiilor.

„După anul 1990, pe piața românească domeniul construcțiilor s-a modernizat și îmbunătățit cu o gamă deosebit de largă de materiale noi de construcții.

Ca urmare a acestui fapt, s-au diversificat și modernizat și soluțiile constructive pentru izolații și tratamente fonice, iar aplicarea concretă a acestor noi soluții, încă din faza de proiectare a unei clădiri, poate fi realizată ușor datorită implementării unor noi metode de proiectare asistate de calculator.

În prezent există în cadrul Laboratorului Acustica Construcțiilor din Sucursala INCERC – București a INCD URBAN-INCERC, programe de calcul pentru:

– determinarea indicelui de izolare la zgomot aerian și a indicelui de izolare la zgomot de impact a elementelor de construcții;

– calculul nivelului de zgomot echivalent exterior clădirilor pentru diferite tipuri de artere de circulație;

– calculul nivelului de zgomot produs de surse interioare clădirilor;

– proiectarea acustică a sălilor de audiție publică.

Laboratorului Acustica Construcțiilor în colaborare cu colegi de la UTCB – Catedra de Construcții Civile, Inginerie Urbană și Tehnologică.

Necesitatea și utilitatea acestor programe rezultă, pe de o parte, din volumul mare de calcule necesar la realizarea unei astfel de lucrări, iar pe de altă parte, din diversitatea materialelor și structurilor fonoabsorbante introduse în țara noastră pe piața construcțiilor în ultimul deceniu. S-a constatat că, de multe ori, proiectarea acustică a sălilor se face manual de către proiectanți, cu sau fără consultarea unor specialiști în domeniul acusticii. Problemele care decurg din această metodă de lucru sunt:

– durata mare a timpului de proiectare, datorită efectuării manuale a calculelor;

– cost ridicat al proiectului;

– în final, varianta aleasă se poate dovedi ca nefiind cea mai bună, deci nu sunt îndeplinite condițiile optime de confort acustic.

– Prin introducerea procedurilor automate de prelucrare a datelor se realizează:

– economie de timp pe parcursul fazei de proiectare;

– economie de efort uman;

– reducerea prețului de cost al proiectului;

– posibilitatea oferită proiectantului de a alege, în funcție de concepția sa estetică, una din variantele rezultate în domeniul optim, în corelare cu indicatorii tehnico-economici.

De asemenea, colaborarea cu specialiștii în domeniul acusticii presupune confirmarea variantei optime adoptate, prin prisma punctului de vedere al experienței în domeniu a acestora. Condițiile tehnice ce trebuie realizate obligatoriu pentru îndeplinirea cerinței de calitate privind ”Protecția la zgomot” a utilizatorilor unei săli de audiție publică sunt:

“a” – Calitatea mediului acustic;

“b” – Izolarea acustică.

Criteriile de performanță corespunzătoare condițiilor tehnice sunt:

• pentru cazul “a”:

– durata de reverberație în funcție de destinația sălii;

– volum specific al incintei catedralei, (m3/auditor),

– coeficienți de absorbție ai materialelor de construcții de finisaj și/sau ai elementelor de construcții delimitatoare (tratamente acustice, plafoane fonoabsorbante, etc.);

– nivel maxim interior admis în lipsa oricărei activități, (nivel al zgomotului de fond);

– inteligibilitatea (procentul de articulație);

– coeficienți de uniformitate spațială (maximă) a sunetului în sală;

– nivel maxim al zgomotului emis de instalațiile și agregatele de încălzire/ventilare a aerului în sală;

– zgomotul perturbator provenit de la instalațiile tehnice și sursele exterioare sălii;

• pentru cazul “b”:

– izolarea la zgomot aerian pentru elementele exterioare verticale de construcții (pereții exteriori, acoperiș, ferestre, uși, etc.) și pentru elementele interioare verticale (pereții

interiori, uși, ferestre, etc.) și orizontale (planșee) de construcții, delimitatoare sălii;

– izolarea la zgomot de impact pentru elementele interioare orizontale (planșee) de

construcții, delimitatoare sălii.

– nivel maxim exterior admis al zgomotului în mediul ambiant la 2m distanță de pereții de fațadă ai sălii;

Principalul criteriu de performanță pentru aprecierea calității acustice a unei săli de audiție publică rămâne durata de reverberație; acesta este deosebit de important, în special în etapa de proiectare a sălii, în funcție de îndeplinirea sa decurgând, de cele mai multe ori, realizarea celorlalte criterii.

În programele de calcul elaborate, sunt abordate numai cazurile sălilor de audiție publică cu acustică directă (naturală), respectiv sălile în care sunetele – produse de surse de tip voce, instrumente muzicale, difuzoare etc. – se propagă fără a fi captate de microfoane și fără a fi reproduse prin alte montaje de emisie. S-au avut în vedere atât sălile unice (săli de conferințe, săli de concerte, cinematografe) cât și auditoriile cuplate cu scene (săli de teatru).

Programele de calcul elaborate permit optimizarea geometriei în plan și în spațiu a sălilor, precum și a tratamentelor fonoabsorbante, în strânsă legătură cu tipul de producție sonoră indicat prin tema de proiectare, astfel încât să se obțină durate de reverberație optime. Programele sunt operaționale pe PC-uri, concepute conversațional și interactiv, având înmagazinate elemente constructive normate referitoare la geometria sălii, cât și caracteristici de absorbție ale unui număr mare de structuri fonoabsorbante (capabile să acopere diverse zone de frecvențe în domeniul util asociat sălilor de audiție).”

Tratamente Acustice Absorbante

Tratamentele acustice sunt utilizate în scopul atenuării unor sunetele parazite emise în interiorul unei incaperi, în timp ce măsurile de izolare acustica au rolul de a proteja o incapere impotriva sunetelor perturbatoare din afara acesteia.

Reflexiile repetate ale sunetelor într-o incintă închisă conduc la o percepție amplificată a acestora, cu efecte adesea neplăcute din punct de vedere al confortului acustic. Pentru a se evita evitarea crearea acestui fenomen se recurge la folosirea anumitor materiale și soluții constructive care determină o majorare a energiei sonore absorbite, în detrimentul celei reflectate. În raport cu mecanismul prin care se realizează disiparea energiei acustice, există mai multe tipuri de tratamente absorbante.

a) Absorbanți poroși

Unul dintre factorii care au dus la dezvoltarea de noi materiale acustice este estetica vizuală, care este unul din motivele pentru interesul în aborbanti cu microperforații. Microperforatiile sunt abia vizibile de la o distanță normală și pot fi aplicate atât lemnului, dar și materialelor plastice care au rol în transmiterea luminii.

Materialele plastice asigură absorbția menținând în același timp o vizibilitate, fiind foarte des utlizat în proiectele cu cantități mari de sticlă. Alternativ, tencuieli acustice oferă absorție pereților și plafoanelor si seamănă cu ipsosul tradițional sau tencuiala uscată.

În ultimii ani, problema de sustenabilitate a devenit tot mai importantă. Din acest motiv, există un mare interes în absorbante poroase fabricate din materiale reciclate.

Nevoia de clădiri eficiente termic, de asemenea, reprezintă o provocare pentru consultanți acustice. Mai multe suprafețe dure sunt lăsate expuse pentru a exploata masa termică a plafoanelor și pardoselilor. Aceste suprafețe au fost acoperite în mod tradițional cu absorbanți fonici pentru controla reverberația. Prin urmare, noi metode pentru controlul reverberație și reflexiilor sunetelor sunt acum necesare.

Amortizoare poroase tipice sunt covoare, placi acustice, spume spume, perdele, perne, bumbac și lână minerală, cum ar fi fibra de sticlă. Ele sunt materiale unde propagarea sunetului are loc într-o rețea de pori interconectați în așa fel încât vâscozitatea și efectele termice cauzează disiparea energiei acustice.Energia sonoră este transfoarmată în căldură prin frecarea cauzată de vascozitatea aerului din pori. Sunt utilizate pe scară largă pentru a trata probleme acustice, în componența pereților dublii și în mediilor zgomotoase cu rolul de a reduce zgomotul, iar în camere pentru a reduce reverberanța.

Vata minerală este realizată din materiale, cum ar fi nisipul, piatra bazaltică și de sticlă reciclată. Materiile prime sunt topite la temperaturi ridicate și apoi filate sau tras în filamente lânoase.Filamentele sunt legate împreună pentru a da produsului forma sa fizică,liantul având aproximativ 1-5 procente din greutatea produsului final. Fibră de sticlă este formată din aceleași ingrediente prime, ca și sticla normală, cum ar fi nisip, calcar și soda calcinată, iar procesul de fabricație este similar cu cel de la vata bazaltică.Absorbția acustică obținută este determinată de compoziția fibrelor, orientarea fibrelor, dimensiunile fibrelor, densitatea produsului, și cantitatea și natura liantului folosit. Vata minerală poate fi sub formă de plăci semirigide sau sub forma unei saltele.Performanțele acustice ale vatei minerale pot varia în funcție de densitate, o densitate scazuta are rolul de absorbție a frecventelor înalte. Densitatea singură, cu toate acestea, nu este suficientă pentru a prezice performanță acustică, deoarece diametrul fibrelor este de asemenea un factor important. Vata minerală este adesea prevăzută în straturi și are caracteristici anizotrope. Din aceast motiv, proprietățile acustice variază în funcție de faptul dacă undă sonoră este incidentă, paralelă sau perpendiculară pe fibrele, deși pentru simplitate acest lucru este de multe ori ignorat în prezicerea modelelor acustice.

Spuma poate avea o structură cu celule deschise sau închise. Structurile cu celule deschise au porii interconecți și poate avea ca rezultat o absorție semnificativă. Structurile cu celule închise, pe de altă parte, nu permit trecerea sunetului și astfel nivelul absortiei este unul scăzut. Este posibil a perfora structurile de spumă apropiate la sfârșitul procesului de fabricație și astfel se poate asigura o absorbție moderată prin interconectarea porilor..

Pentru a minimiza impactul asupra mediului, tratamente acustice trebuie să fie făcute din material reciclabile sau alte resurse care sunt naturale, abundente sau din surse regenerabile. Materialele ar trebui produse la nivel local sau regional. Produsele ar trebui să fie reciclabile, reutilizabile și / sau biodegradabile. În timpul fabricării, reciclarea deșeurilor, energia verde și resurse eficiente ar trebui luate în considerare .

Lână de oaie a fost sugerată ca un posibil înlocuitor pentru lână minerală, și are avantajul de a avea un impact mult mai mic asupra încălzirii globale decât vata minerală. Este utilizată la umplerea pereților dubli, în cazul în care materialul de umplutură nu este necesar să aibă coeficienți de absorbție foarte mari pentru a fi eficiente.

Dacă există, covorul contribuie, de obicei la o mare parte a absorbției frecvențelor înalte dintr-o cameră. Cantitatea de absorbție depinde de tipul de covor și, de asemenea, stratul de baza utilizat .În esență, covorul este un absorbant poros, cu o absorbție redusă la frecvențe joase, dar cauzează o atenuare semnificativă la frecvențe înalte. Daca stratul de bază are o structura cu celule deschise, atunci prezența sa crește grosimea absorbantului poros, și astfel crește absorbția. Unele tipuri de strat protector sunt celule deschise, cum ar fi de modă veche fire de pâslă și spumă de cauciuc. Cauciucul poros, cu toate acestea, poate să fie cu celule deschise sau închise. Absorbția generată este de asemenea depinde de tipul de covor.

Arhitectii de cele mai multe ori nu preferă tratamentul acustic să fie ascuns și cu siguranță nu definește estetic partea vizuala. Prin urmare, o absorbție, netedă și finisaje tencuite durabile sunt utile în îndeplinirea cerințelor estetice ale arhitecti si designeri de interior. În prezent, există mai multe moduri de realizare a unui aspect fără sudură care arata ca si ipsosul. Cu toate acestea, produsele curente nu sunt într-adevăr tencuieli absorbante, în care toate acestea implică un substrat absorbant. și un strat de suprafață care arata si ipsosul si care este la fel de transparent acustic pe cat posibil. Acest strat de suprafață este de obicei compus din niște agregate, cum ar fi particule de marmura, granule de sticlă și bumbac, cu un liant care permite poriilor între agregat să rămână deschisi atunci când liantul se usucă. Instalarea zone fără sudură este posibilă până la un maxim de 200 m2. Lungimea maximă sau lățimea nu ar trebui să depășeșescă aproximativ 15 m. Rosturi de dilatație sunt obligatorii pentru zone mai mari și intersectarea cu suprafețe de delimitare pentru a evita crăparea. Rezultă din această descriere, principalul dezavantaj al acestui sistem este că acestea sunt greu a aplicat. Performanța acustică finala depinde, intr-o oarecare masură, de abilitatea de a persoanei care aplică panoul.

Imbunatatirea caracteristicilor acustice in domeniul frecventelor joase se poate realiza prin montarea materialului subtire pe un schelet de sustinere situat la o numita distanta de peretele rigid.

b) Absorbanți cu placă vibrantă

Se bazează pe faptul că un panou aflat în calea undelor acustice vibrează, consumând o parte din energia acustică incidentă. Dacă frecvența undelor sonore coincide cu cea a sistemului absorbant, se ajunge la fenomenul de rezonanță, absorbția acustică fiind maximă.

Fig. IV.1. Tratament cu absorbanți poroși

a. secțiune verticală; b. elevație; 1. perete; 2. plăci din pâslă

Tratamentele acustice absorbante de acest tip se pot realiza din panouri de placaj, carton, metal, sau din cadre de lemn prevăzute cu o pânză groasă și un material poros .

Absorbanții de tip placă se pot monta cu spațiu liber în spate (Fig. IV.2.a), sau cu pâslă (Fig. 6.8.b). O alta solutie pentru imbunătățirea capacității de absorbție este compartimentarea spațiului din spatele panoului cu rigle și fâșii de pâslă sau vată (Fig. IV.2.c).

c) Absorbanți cu aer (rezonatori)

Deși oscilanții cu aer se deosebesc din punct de vedere constructiv de cei descriși mai sus (pct. b), se bazează pe același tip de fenomen, numai că ecranul ce intră în vibrație este înlocuit cu un volum de aer.

Fig. IV.2. Tratamente cu absorbanți cu placă oscilantă

1. perete; 2. aer; 3. placă compactă (placaj); 4. pâslă afânată; 5. rigle din lemn

Principial, un astfel de sistem poate fi comparat cu o sticlă culcată, având gâtul liber sau umplut cu un material poros (Fig. 6.9.a). Sub acțiunea sunetului incident aerul din canalul rezonatorului execută mișcări de oscilație alternative, ca un piston și, datorită inerției și vâscozității, disipează energia sonoră. La rezonanță viteza aerului din canal devine foarte mare, dar dacă în gât se montează un material de absorbție acustică, prin frecare rezonatorul devine un absorbant sonor foarte eficient.

Cavitățile de rezonanță pot fi separate între ele prin despărțituri din scândură, și sunt acoperite cu un perete perforat unic din placaj, peste orificii pozându-se o pânză (Fig. 6.9.b).

Fig. 6.9. Tratamente cu absorbanți cu aer

rezonator Helmholtz; b. absorbant acustic cu aer la un perete din zidărie

In cazul in care metoda absorției nu este una adecvata, in functie activitatea desfasurata in ea, se foloste o alta metoda de reducere a nivelul reflexiilor sonore . Aceasta metoda se mai numeste si difuzie sonora, fiind un fenomen complementar absortiei. Fenomenul de difuzie consta in impartirea unei unde sonore in mai multe parti care au o intensitate mai mica si care se propagarea lor cat mai dispersat. Acest fenomen se poate realiza cu ajutorul unor dispozitive acustice care au denumirea de difuzeri. Difuzeri au forme diferite, incepand de la cele mai simple, cum ar fi panouri curbate, pana la cele mai complicate, cum sunt fante cu care au adancimile calcute dupa serii numerice. Au capacitatea mare de dispersare a undelor sonore intr-o banda larga de frecvente.