Для формирования у читателя общего представления о современных залах разного целевого назначения прежде необходимо их классифицировать на предмет их оборудования акустическими системами и использования архитектурного пространства зала для создания и улучшения акустических характеристик восприятия звука в помещениях.
С этих позиций зрительные залы можно разделить на три группы:
Первая - залы с естественной акустикой, т.е. помещения, в которых зрители слушают звучание голоса или инструмента непосредственно и где качество звучания зависит от акустических свойств помещения, создаваемых архитектурно-строительными средствами;
К ним относятся театральные помещения, как драматические так и музыкальные.
Концертные помещения: залы, создаваемые специально для концертных выступлений по широкой программе — от симфонического оркестра до камерных ансамблей и солистов.
И речевые помещения, такие как учебные аудитории, лекционные залы, конференц-залы, залы для собраний и т.п.
Залы первой группы возникли очень давно, и до нашего времени представляют собой наиболее распространенный тип зрительного зала.
Вторая – залы, в которых зрители слушают звучание только при помощи звуковоспроизводящей аппаратуры;
Вторая группа помещений включает в себя в основном зрительные залы кинотеатров. Эта группа имеет свою классификацию: обычные кинотеатры, широкоформатные, круговые панорамы. Передача звука в зрительных залах кинотеатров осуществляется при помощи одноканальной и многоканальной стереофонических систем.
Третьи - залы, в которых зрители слушают звучание и непосредственно, и при помощи систем звукоусиления.
К третьей группе помещений относятся залы, строительство которых началось сравнительно недавно. Это так называемые залы многоцелевого назначения, снабжаемые электроакустическими системами не только для демонстрации кинофильмов, но и для усиления звука. Появление таких залов вызвано необходимостью собирать большие аудитории для проведения концертов, конгрессов, съездов, устройства спектаклей и демонстрации кинофильмов.
Каждая из этих групп предъявляет свои специфические требования к организации архитектурного пространства зала, и в дальнейших статьях мы остановимся на каждой подробно. Здесь же попробуем пробежаться по верхами, так сказать, и рассмотреть общие постулаты, необходимые для получения комфортных акустических характеристик концертных или других действий происходящих в залах.
Объединяет все три группы залов неизменно одно, это общие требования к залам с естественной акустикой. Хорошим акустическим качеством характеризуются помещения, где выполнены следующие основные требования:
Улучшение акустических характеристик помещений достигается рациональным выбором размеров и формы зала в комплексе с характером отделки интерьера, учитывая конечно, шумоизоляцию ограждающих конструкций.
Можно сразу выделить некоторые общие правила, которые необходимо соблюдать при проектировании залов любой из трех категорий.
Необходимо учесть, что большие гладкие поверхности не способствуют достижению диффузности звукового поля. Особенно непривлекательны с этой точки зрения параллельные стены, приводящие к образованию так называемого «порхающего» эха.
Отклонение от параллельных стен на 2. ..3° или одной стены на 5.. .6° ослабляет образование «порхающего» эха.
Для повышения диффузности желательно, чтобы большая часть поверхностей создавала рассеянное (ненаправленное) отражение.
Достигается это членением поверхностей балконами, пилястрами и нишами.
В случаях, когда невозможно изменить конструктивные особенности помещения зала, устранить повторяющееся эхо или флаттер, как его еще называют, возможно, размещением полуцилиндрических дефлекторов.
Выполнить дефлекторы можно из фанеры или гипса, если же процесс изготовления кажется вам трудоемким, то хорошим решением будут готовые дефлекторы " Пенолит" из пенополиуретана.
Для подбора диаметра полуцилиндров следует руководствоваться простым правилом.
На поверхностях, создающих малозапаздывающие отражения, членения должны быть слабыми и соответственно диаметр дефлекторов небольшим. Сильно расчленять рекомендуется поверхности, не дающие направленных ранних отражений.
Следующим правилом, которым при проектировании залов желательно не пренебрегать это отношение длины к средней ширине более 1, но менее 2. При отношении меньше 1 (широкий зал) наблюдается запаздывание отражений от боковых стен, и ухудшается слышимость на боковых местах. В тех же пределах желательно иметь отношение средней ширины к средней высоте. Длина зала (от задней стены до занавеса) не должна превышать 30 м. При большой высоте потолка первые отражения не поступают в партер, а в первых рядах запаздывают.
Объем зала на одного зрителя принимается, как правило, в пределах 4...8 м3 в зависимости от назначения. Залы с удельным объемом более 8 м3 являются концертными с повышенным временем реверберации и запаздыванием первых отражений.
Отдельно необходимо сказать о балконах. В залах вместимостью более 600 человек целесообразно их устройство. Этим достигается уменьшение удельного объема и расчленение стен. Отношение выноса балкона к средней высоте подбалконного пространства рекомендуется принимать не более 1,5, иначе разборчивость речи и качество звучания музыки в подбалконном пространстве ухудшается. Потолок балкона необходимо предусматривать наклонным с подъемом в сторону сцены. Наклон должен быть таким, чтобы отражения поступали в заднюю часть зала. При большом угле наклона имеют место отражения в среднюю часть зала, что может привести к образованию эха при значительных его размерах.
Теперь остановимся на улучшении акустических характеристик помещений для каждой из групп более подробно.
Первая группа – это залы с естественной акустикой.
Основным критерием оценки акустического качества лекционных и других подобных помещений служит разборчивость речи, которая непосредственно связана со временем запаздывания первых отражений. Для хорошей разборчивости речи необходимо обеспечить приход этих отражений, запаздывающих по сравнению с прямым звуком не более чем на 0,03 с.
Время реверберации должно быть сравнительно невелико — существенно меньше, чем для залов другого назначения
При проектировании и улучшение акустических характеристик таких помещений необходимо иметь в виду, что источником звука здесь является человеческий голос, мощность которого принципиально ограничена и, кроме того, звуковая энергия в этом случае распространяется в виде волны, близкой к сферической, т.е. по всем направлениям примерно одинаково. Это значит, что с увеличением расстояния от оратора количество звуковой энергии резко падает (пропорционально квадрату расстояния). Таким образом, размеры аудиторий для непосредственной передачи речи ограничены.
Рассмотрим аудиторию простейшей формы в виде параллелепипеда и попытаемся установить ее максимальные размеры, при которых может быть обеспечена высокая степень разборчивости речи.
Очевидно, что в малой аудитории, во-первых, количество прямой звуковой энергии достаточно велико на любом зрительском месте, во-вторых, отраженная энергия (энергия первых отражений) подходит вслед за прямой через отрезки времени гарантированно меньшие 0,03 с. Кроме того, в таких аудиториях при наполнении их людьми время реверберации ввиду малого объема всегда невелико.
Это обстоятельство иногда вводит архитекторов в заблуждение. Достижение высокой разборчивости в небольших помещениях, не обработанных акустически, дает им основание для проектирования подобных же помещений, но значительно больших размеров и сложной конфигурации без анализа акустики в предположении, что и в них слышимость будет хорошей. Неудачные результаты вместо критического отношения к собственному творчеству приводят зачастую к убеждению о несовершенстве методов архитектурной акустики.
Между тем есть постулат, что при увеличении объема помещения время реверберации растет, увеличивается степень запаздывания первых отражений. Все это приводит к неудовлетворительным результатам.
Если же ввести на поверхностях конструкции с большими значениями коэффициентов звукопоглощения, расположив их случайным образом, что, как правило, и делают, то время реверберации можно резко снизить, но потерять при этом энергию первых отражений. В этом случае разборчивость речи зависит уже только от энергии прямого звука, которая, как известно, интенсивно уменьшается по мере увеличения расстояния.
Опыт показывает, что максимальное удаление слушателя от оратора не должно превышать 20 м.
В больших аудиториях места для зрителей целесообразно располагать в виде амфитеатра. Это не только повышает разборчивость речи, но сокращает расстояние от сцены (эстрады) до наиболее удаленного места, что улучшает видимость.
При неудачной форме зала (например, высоких потолках) улучшение акустических характеристик помещений может быть достигнуто устройством специальных отражателей звука, располагаемых над сценой или на участках боковых стен, примыкающих к эстраде. Такие отражатели равномерно распределяют звуковую энергию по залу. Отражатели рекомендуется выполнять из материалов с низким коэффициентом звукопоглощения, например фанеры.
Определив форму отражателя и высоту его расположения, проверяют разность ходов прямого и отраженного звука для различных точек зала и особенно для мест, расположенных на расстоянии до 10 м от источника. При большем расстоянии запаздывание уменьшается. При определении размеров отражателя необходимо помнить, что он хорошо отражает звук с длиной волны меньше минимального размера отражателя примерно в 1,5 раза.