Область наук:

  • Науки про Землю та суміжні екологічні науки

  • Рік видавництва: 2008


    Журнал

    Технічна акустика


    Наукова стаття на тему 'Акустика залу для глядачів московського академічного музичного театру імені К. С. Станіславського і В. І. Немировича-Данченка'

    Текст наукової роботи на тему «Акустика залу для глядачів московського академічного музичного театру імені К. С. Станіславського і В. І. Немировича-Данченка»

    ?Електронний журнал «Технічна акустика» http: // www .ejta.org

    2008, 9 М. Ю. Лане, В. Н. Сухов

    Московський науково-дослідний і проектний інститут об'єктів культури, відпочинку, спорту і охорони здоров'я «ГУПМНІІП Моспроект-4»

    123056 Москва, 2-я Брестська вул., 28а. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Акустика залу для глядачів московського

    академічного музичного театру імені

    К. С. Станіславського і В. І. Немировича-Данченка

    Отримано 01.04.2008, опублікована 25.04.2008

    Представлені результати акустичного проектування реконструюється залу для глядачів оперного театру на 1100 місць. На підставі акустичних вимірювань і суб'єктивної оцінки, виконаних в початковому стані приміщення, сформульовані завдання реконструкції залу. Акустичне проектування проводилося методом комп'ютерного моделювання і шляхом досліджень на масштабної моделі, виготовленої в масштабі 1:25. Вказана, прийнята в ході реконструкції, обробка внутрішніх поверхонь залу, а також ті зміни його форми, які опинилися допустимими по архітектурним вимогам. Наводяться результати акустичних вимірювань, проведених в залі після завершення реконструкції.

    Ключові слова: архітектурна акустика, оперний театр, акустичні вимірювання.

    ВСТУП

    Московський академічний музичний театр ім. К. С. Станіславського і М. І. Немировича-Данченко під різними назвами розміщувався в комплексі будівель на вулиці Велика Дмитрівка з 1919 р У 1938 р за проектом архітектора А. Федорова був практично заново побудований зал для глядачів. Приміщення мало увігнуту форму плану з розміщенням глядачів в партері, наступним за ним невеликому амфітеатрі, ложах бенуара і на великому балконі з крутим підйомом рядів глядацьких місць. Загальна місткість залу становила 1380 місць. Стеля залу був плоским з невеликим перепадом відміток в області просцениума. В обробці стін і стелі переважно використовувалася штукатурка. У 1969 р проводилася заміна технологічного обладнання сцени. Тоді ж над задньою частиною оркестрової ями був влаштований козирок, що позначилося на якості звучання не кращим чином. В цілому ж споруда 1938 р збереглася незмінною до кінця 90-х років минулого століття, коли почалася реконструкції театру. В ході реконструкції, завершеної в 2006 р, навколо історичної частини будівлі був побудований ряд нових корпусів. В результаті театр отримав другу сцену з вільною компонуванням плану, велика кількість

    різноманітних репетиційних залів, вокальні класи, невелику студію звукозапису і цілий ряд звукових і відео апаратних. Ця публікація присвячена реконструкції основного залу для глядачів.

    1. АКУСТИКА ЗАЛУ ДО РЕКОНСТРУКЦІЇ

    На першому етапі роботи до початку реконструкції в порожньому залі були виконані акустичні вимірювання. З використанням вимірювальної системи МЬББА були визначені імпульсні відгуки приміщення, на підставі яких знаходилися значення часу реверберації (ЯП) (див. Рядок 1 таблиці 1) і інших критеріїв акустичного якості.

    Таблиця 1. Значення часу реверберації залу в секундах

    № Частоти октавних смуг, Гц

    125 250 500 1000 2000 4000

    1. Виміряно в порожньому залі, 1997 г. 1,90 1,70 1,60 1,50 1,35 1,25

    2. Обмірювано в порожньому залі, 2006 р 2,1 1,75 1,75 1,75 1,65 1,45

    3. Розрахункове значення для залу з публікою за проектом реконструкції (комп'ютерна модель) 1,70 1,60 1,55 1,35 1,30 1,20

    4. Розрахункова корекція даних вимірювань 2006 р порожньому залі (рядок 2) на заповнення залу публікою. 1,90 1,60 1,55 1,50 1,45 1,25

    5. Обмірювано в залі з публікою в 2006 р 1,75 1,65 1,55 1,50 1,45 1,30

    Крім цього методом анкетного опитування були зібрані дані про суб'єктивну оцінку якості звучання в залі. Отримані результати дозволили зробити наступні висновки:

    - В цілому акустика залу в його початковому стані є прийнятною. Разом з тим в приміщенні є зони щодо найкращих і найгірших за чутності місць. Краща з акустики зона включає балкон, за нею йде амфітеатр, останні ряди партеру і, нарешті, передні ряди. До щодо гіршим місць належить середина партеру.

    - Час реверберації залу кілька занижено.

    - Значення індексу прозорості звучання завищені, що найбільш помітно проявляється в передній частині партеру, де вони становлять в середньому (для діапазону октавних смуг 500, 1000 і 2000 Гц) С80 (3) = +6,4 дБ.

    - Найкраща структура звукових відображень спостерігається на балконі, де фіксується велика кількість ранніх звукових відображень високого рівня, що приходять з невеликим запізнюємося щодо прямого звуку. У середній частині партеру число подібних корисних відображень різко зменшується, що однозначно пов'язане з формою стін і стелі в області просцениума.

    - Конструкція оркестрової ями вкрай невдала. Глибина ями занадто велика і занадто великий винос козирка авансцени над ямою. Оркестранти погано чують один одного і складно підтримувати музичний баланс. Оркестр і особливо струнна група погано чути на сцені.

    Таким чином, реконструкція залу з акустичною позиції була спрямована на збільшення часу среднечастотной реверберації заповненого публікою приміщення до значення ЯТосс = 1,50 ... 1,55 с; на зміну форми оркестрової ями з її розширенням, пристроєм підйомно-опускного статі і ліквідацією козирка під авансценою, а також на забезпечення партеру додатковими ранніми звуковими відображеннями.

    2. акустичні рішення ПО РЕКОНСТРУКЦІЇ ЗАЛУ

    На рис. 1 і 2 показані вид залу і його поздовжній розріз згідно комп'ютерної моделі стосовно до одного з останніх варіантів проекту реконструкції. Місткість залу за рахунок ліквідації перших рядів партеру, що було необхідно для розширення оркестрової ями, і використання більш комфортних крісел була зменшена до N = 1100 місць. При обсязі залу У = 9740 м3 це призвело до значення повітряного обсягу на 1 глядача У ^ = 8,85 м3, що цілком достатньо для оперного театру.

    Мал. 1. Ізометрія залу без сценічної коробки. Комп'ютерна модель, проект реконструкції

    и _________ и _________ ІІ - 1 ______ и _________? 2

    Мал. 2. Поздовжній розріз залу без сценічної коробки.

    Комп'ютерна модель, проект реконструкції

    Зупинимося на обробці внутрішніх поверхонь, яка підбиралася для забезпечення зазначеного оптимуму реверберації. У залі були встановлені спеціально підібрані крісла, у яких оббивка розміщувалася тільки на верхній поверхні відкидного сидіння і на передній поверхні спинки.

    Стеля залу спочатку був зроблений у вигляді товстої дерев'яної обшивки, по нижньому рівню якого було виконано штукатурні покриття по сітці. Відтворення цього покриття із застосуванням мокрих робіт виявилося неможливим з низки будівельних обмежень. В результаті основна стеля при реконструкції був виконаний у вигляді залізобетонної оболонки, до якої кріпилися ретельно підігнані шпунтовані дошки товщиною 37 мм. По нижньому рівню дощок до них підклеює пофарбований в білий колір полотно, який і створював зовнішній вигляд стелі. На частині площі стелі між залізобетонною оболонкою і 37 мм дошками передбачався повітряний проміжок. Стеля подбалконной пазухи був виконаний у вигляді обшивки з двох шарів гіпсокартону. Для виключення небажаного низькочастотного звукопоглинання гіпсокартон кріпився дуже жорстко за спеціально розробленим частому каркасу.

    Стіни залу в основному виконувалися оштукатуреними. В рівні балкона обробка стін виконувалася багатошаровим гіпсокартоном, який також жорстко кріпився по частому каркасу.

    Пол залу по всій його площі виконувався з дерева. У партері паркет завтовшки в 22 мм укладався на товсту 20 мм фанеру, укріплюється по дощатого настилу товщиною в 45 мм. Останній кріпився по лагам товщиною в 60 мм, що спирається на залізобетонна підстава товщиною в 80 мм. Під цим підставою розміщувалася камера статичного тиску глибиною близько 400 мм, призначена для подачі

    повітря під крісла партеру через отвори діаметром в 120 мм. У кожне з цих отворів вставлявся металевий ковпачок, забезпеченим регулятором і мають дрібні отвори для доступу повітря в зал. У бічних ділянках партеру камери статичного тиску не було. Тут підлогу тієї ж конструкції спирався на цегельні стовпчики, викладені по поверхні перекриття. На балконі конструкція підлоги була схожою з тією відмінністю, що камера статичного тиску мала змінну глибину.

    В ході роботи було вирішено значно розширити оркестрову яму шляхом винесення її вперед в сторону залу. Яма була запроектована повністю відкритою без козирка. Її ширина становила 5,85 м, а загальна площа 112 м2. Позначка підлоги могла змінюватися в широких межах аж до рівня планшета сцени. Оздоблення стін ями була вирішена у вигляді облицювання з жорстко закріплених дерев'яних панелей.

    Основні труднощі виникли з поліпшенням структури звукових відображень в передній частині партеру. В ході проектування пропонувалися різні варіанти вирішення стелі на ділянці від портального прорізу до основного горизонтального стелі у вигляді одного або двох звуковідбивальних козирків випуклої форми. Крім того, пропонувалося виконати бічні стіни просцениума від портального прорізу до початку бічних лож також у вигляді опуклих секцій. Проведені на варіантах комп'ютерної моделі розрахунки показали, що реалізація цих заходів дозволила б вирішити всі проблеми з забезпеченням партеру ранніми відображеннями високого рівня. Однак всі ці пропозиції були відкинуті за архітектурним вимогам. В результаті форма просцениума в ході реконструкції практично не змінилася. Єдино, що вдалося, це узгодити невеликий нахил примикає до порталу переднього ділянки стелі, а також скіс стін від портального прорізу до бічних лож. З позицій акустики ці заходи були корисні, проте вони не могли повністю вирішити проблему поліпшення структури імпульсного відгуку в партері залу.

    Архітекторами було запропоновано змінити позначки підлоги бічних лож бенуара. Це призвело до того, що висота бар'єрів цих лож від рівня підлоги партеру помітно зменшилася. За акустичним вимогам таке рішення було небажаним, так як раніше існуючі високі бар'єри лож сприяли надходженню в партер деякої кількості ранніх бічних відображень. Проте, за архітектурним вимогам і умовам видимості дана пропозиція була прийнята і реалізована в ході реконструкції.

    Архітектори також наполягали на виконанні задньої стіни балкона у вигляді увігнутої поверхні, що проходить в абрисі встановлених на балконі колон. Акустичні розрахунки показали, що подібна увігнута поверхня, що проходить відразу за останнім рядом крісел, неприпустима через виникнення концентрації звуку. В результаті було вирішено залишити проміжки між колон вільними, а саму задню стіну балкона розчленувати системою невеликих ніш, що і було виконано.

    Крім комп'ютерного моделювання в ході акустичного проектування були проведені дослідження на масштабної моделі залу. Модель була виготовлена ​​в масштабі 1:25 з товстого пластика. Наявність публіки моделювалося шаром повсті. Джерелом звуку служив має широкосмуговий спектр іскровий розряд. Як приймач звуку використовувався У дюймовий вимірювальний конденсаторний мікрофон, який для зменшення спрямованих властивостей був забезпечений конусної насадкою. Були отримані імпульсні відгуки при розміщенні мікрофона в 26 точках, вибраних в різних зонах глядацьких місць (партер, ложі бенуара, балкон). Малогабаритний іскровий розрядник послідовно розміщувався в 3 точках на сцені і в 2 точках в ямі. Аналіз зафіксованих імпульсних відгуків повністю підтвердив результати, отримані в ході розрахунків на комп'ютерній моделі. У всіх зонах залу спостерігалася цілком сприятлива структура звукових відображень. Виняток становила передня частина партеру, де число ранніх віддзеркалень високого рівня було явно недостатнім.

    3. акустичні ЗАЛУ ПІСЛЯ РЕКОНСТРУКЦІЇ

    Після завершення реконструкції в порожньому залі були проведені акустичні вимірювання. На рис. 3 і 4 показані дві фотографії, що дають уявлення про вигляд залу після закінчення реконструкції.

    Мал. 3. Вид на сцену з кінця партеру після завершення реконструкції

    Мал. 4. Форма залу з краю першого ряду партеру після завершення реконструкції

    Як джерело звуку при вимірах застосовувалися постріли зі стартового пістолета, які послідовно проводилися з трьох точок на сцені залу. Перша з них ^ 1) була обрана по осі сцени на відстані 3 м від рампи, друга ^ 2) була зміщена щодо першої в глибину сцени на 5 м, а третя ^ 3) перебувала в бічній частині сцени в 3 м від осі і на видаленні від рампи в 5 м. Імпульсні відгуки залу записувалися на цифровий магнітофон із застосуванням ненаправленного вимірювального мікрофона, який розміщувався в 10 точках, вибраних в різних зонах приміщення. Подальша обробка отриманих записів проводилася за допомогою програми EASERA. Крім того, в заповненому глядачами залі під час концерту були записані на магнітофон різко обриваються акорди оркестру. Ці записи використовувалися для отримання даних про час реверберації залу при наявності публіки.

    Дані про значення RT в порожньому і заповненому публікою залі наведені відповідно в рядках 2 і 5 табл. 1. Як видно, час реверберації залу після реконструкції зросла і відповідає закладеному в ході проектування оптимального значення в 1,50 ... 1,55 з.

    До початку реконструкції середні по залу значення С80 (3) при розміщенні джерела звуку у авансцени складали +5,9 дБ, а при зміщенні джерела в глибину сцени +4,6 дБ. Подібні величини С80 (3) є завищеними і перевершують рекомендовані значення. Проведені після реконструкції вимірювання показали,

    що середні по залу значення С80 (3) для положень джерела звуку в точках Б1, Б2 і Б3 відповідно рівні: 2,8 ... 3,4 дБ; 2,7 ... 3,3 дБ і 2,7 ... 3,3 дБ. Таким чином, було досягнуто досить помітне зниження С80 (3), який стає близький до необхідних для оперних театрів значенням.

    Значення індексу чіткості звучання С50 (3) для положень джерела звуку в точках Б1, Б2 і Б3 рівні відповідно -0,2. + 0,6 дБ; + 0,3. + 0,6 дБ і + 0,3. + 1,3 дБ. Даний індекс є мовним критерієм та його значення більше 0 дБ свідчать про те, що в залі забезпечується достатня розбірливість мови, що важливо для сприйняття вокальних партій.

    Аналіз виміряних структур звукових відображень залу показав, що в передній і середній частинах партеру спостерігається явний дефіцит ранніх корисних відображень високого рівня, причому при зміщенні джерела звуку в глибину сцени ця ситуація проявляється найбільш явно (характерний приклад наведено на рис. 5). У задній частині партеру кількість корисних відображень високого рівня збільшується, і структура імпульсного відгуку стає більш сприятливою. Найкращий стан спостерігається на балконі, де фіксується набагато більш щільна структура імпульсного відгуку з достатнім числом ранніх інтенсивних звукових відображень (рис. 6).

    дБ

    Про 20 40 60 80 100 120 140 160 130 200 220 240 мс

    Мал. 5. Імпульсний відгук залу після реконструкції. Джерело звуку в центрі сцени (точка Б2); мікрофон в 6 ряду партеру в бічній частині залу

    ДБ

    Про 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 мс

    Мал. 6. Імпульсний відгук залу після реконструкції. Джерело звуку в бічній частині сцени (точка Б3); мікрофон в 5 ряду балкона в його центральній частині

    ВИСНОВОК

    Результати проведених вимірювань дозволяють сформулювати такі висновки, які підтверджуються суб'єктивною оцінкою:

    • У реконструйованому залі забезпечується рекомендований для оперних театрів оптимум часу реверберації.

    • Прозорість звучання, як в партері, так на балконі зали може бути визнана хорошою.

    • Співочий голос добре зрозумілий в усіх зонах глядацьких місць партеру і балкона.

    • Просторове враження в партері залишає бажати кращого, що обумовлюється «бідної» структурою імпульсного відгуку приміщення на його початковій ділянці з недостатнім числом ранніх звукових відображень високого рівня. Причина цього однозначно пов'язана з геометрією приміщення. Відмова від пропонувався зміни форми просцениума не дозволив в ході реконструкції залу вирішити в повній мірі дану проблему.


    Ключові слова: архітектурна акустика /оперний театр /акустичні вимірювання

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити