Koncertne dvorane u arhitektonskom projektiranju

Akustično oblikovanje prostorija je oblikovanje fizičkih zahvata kojima se zvučno polje u njima prilagođava zahtjevima osjetila sluha. Nikada nije pitanje čuje li se nešto u prostoriji ili ne, jer se uvijek nekako čuje, nego je to puno kompleksnija tema. Osjetilo sluha nalazi se u mozgu (uši su samo senzori), pa se akustično oblikovanje prostorija mora temeljiti na psihološkim kriterijima koji proizlaze iz procesa percepcije zvuka i mehanizma dekodiranja zvučnih informacija.

Zahtjevi akustičkog oblikovanja najsloženiji su kod projektiranja dvorana, kako zbog veličine takvih prostora, tako i zbog složenosti zvučnog polja u njima. Dvorana svojim arhitektonskim karakteristikama, veličinom i interijerom određuje strukturu zvučnog polja, koje zatim definira subjektivni doživljaj zvuka za slušatelja. Taj put od arhitekture do iskustva slušatelja ilustriran je blok dijagramom na slici 1.

Kada je objekt projektiranja dvorana, cilj akustičkog dizajna može biti drugačiji jer očekivani subjektivni doživljaji nisu svugdje isti. U kazališnim dvoranama cilj je postići dobru razumljivost govora, u dvoranama u kojima se koriste zvučni sustavi cilj je preciznost zvučne slike dobivene reprodukcijom zvuka iz zvučničkih sustava, a u koncertnim dvoranama cilj je zadovoljiti estetski kriteriji po kojima se ocjenjuje zvučna slika kod slušatelja.

Sve to, razumljivost govora, preciznost zvučne slike i njezina estetika, teme su iz domene psihoakustike, što znači iz domene složenih mehanizama osjeta sluha. Stoga je akustički dizajn koncertnih dvorana sinteza arhitekture, fizike i psihoakustike, odnosno jedinstvo tri domene naznačene na slici 1.

Tko učestvuje u projektiranju dvorane?

Psihoakustika objašnjava kriterije kvalitete zvuka i estetike, fizika objašnjava fenomene u zvučnom polju , a arhitektura na temelju svega toga treba stvoriti estetski prihvatljiva vizualna rješenja koja trebaju zadovoljiti utvrđene akustičke kriterije.

Stoga akustično oblikovanje dvorane neizbježno mora biti zajednički rad arhitekta i konzultanta za akustiku, jer je kreiranje forme svake dvorane i njezinog interijera vođeno kriterijima koji su izvan arhitekture.

Najsloženiji projektantski zadatak nedvojbeno je projektiranje koncertnih dvorana namijenjenih izvođenju klasične glazbe. Po definiciji, to su prostorije pripremljene za izvođenje glazbe bez pomoći ozvučenja i elektroničkih procesora u njima. Mogu biti veće, za simfonijsku glazbu, ili manje, za komornu glazbu i recitale. Takve dvorane trebale bi zadovoljiti neke utvrđene psihoakustičke kriterije estetike onoga što se čuje.

To znači da dvoranu treba shvatiti kao “procesor” koji će formirati zvučno polje u skladu s očekivanom estetikom zvučnog doživljaja. Razlika između akustički nezadovoljavajućih i dobrih koncertnih dvorana nije u glasnoći. Ono što čini razliku je u kojoj je mjeri zadovoljena estetika onoga što se čuje. Stoga je kvaliteta koncertnih dvorana višedimenzionalna karakteristika definirana tijekom vremena kroz paralelni razvoj glazbe i arhitekture prostora u kojem se ona izvodi.

Osiguravanje tišine kao prvi zadatak u projektiranju dvorane

Možda zvuči neočekivano, ali da bi koncertna dvorana uopće služila svojoj svrsi, prvi projektantski zadatak je osigurati najveću moguću tišinu, odnosno vrlo nisku razinu ambijentalne buke. Ono što se zahtijeva kao najveća dopuštena razina buke u dvoranama spada u najstrože kriterije uopće, u rangu s najzahtjevnijim studijskim prostorima. Samo na taj način slušatelj koji sjedi u zadnjim redovima gledališta može čuti najtiše tonove koje glazba može donijeti, primjerice kada samo jedan solo instrument na pozornici svira pianissimo. Može se reći da je potrebno osigurati dobru čujnost i najtanjih segmenata glazbe koja se stvara na pozornici.

Rješavanje takvog projektantskog zadatka zahtijeva djelovanje u dva paralelna smjera. Prvi je adekvatna organizacija prostora oko dvorane i odabir građevnih pregrada u tom prostoru. S obzirom da izolacijska moć građevinskih pregrada ne može biti beskonačna, potrebno je oko dvorane predvidjeti zvučno neutralne prostorije. To mogu biti skladišta, tehnički hodnici, tehničke prostorije ili eventualno prostorije koje se ne koriste za vrijeme koncerata u dvorani. Sastavni dio toga je postavljanje tampon zona s dvojim vratima prema ostatku objekta na svim ulazima u dvoranu.

Postoje slučajevi kada je zgrada koncertne dvorane izgrađena na lokaciji koja zahtijeva dodatne mjere tehničke zaštite, npr. u blizini željezničkih prometnih linija (iznad tunela podzemne željeznice, uz tramvajske tračnice i sl.). Tada je jedino rješenje primjena posebnih mjera elastičnog podupiranja cijele dvorane, no to je bolje izbjeći u fazi urbanističkog planiranja pažljivim odabirom mjesta za izgradnju koncertnih dvorana.

Utjecaj ventilacionih i drugih tehničkih sustava na akustiku dvorane

Drugi smjer projektiranja mora biti odabir koncepcije sustava ventilacije i klimatizacije dvorane koji će omogućiti primjereno nisku razinu buke strojarskih sustava. Riječ je, naravno, o projektnoj temi izvan arhitekture koja često prođe “ispod radara” voditelja projekta i glavnih arhitekata, ali se kasnije kao bumerang može vratiti glavnim autorima – arhitektu i konzultantu za akustiku. Ima dvorana koje “zvuče” kao da su neakustične, ali zapravo je ventilacija u njima prebučna, pa se ne može čuti svaki detalj zvuka s pozornice.

U pojedinim dvoranama u kojima je utvrđeno da postoji problem prekomjerne buke ventilacijskog sustava pribjegava se njegovom gašenju tijekom koncerta. Ovo je naravno drastično rješenje koje se ne preporučuje. Zato se u projektiranju mora uložiti potreban napor da se to izbjegne, a odgovornost za to leži na arhitektu koji mora na neki način pratiti što se događa u strojarskom projektu.

U praksi je uočen problem da projektanti strojnih sustava, čak i oni vrlo iskusni, nisu svjesni koncepta tišine koji je nužan i ozbiljnosti s kojom se mora pristupiti analizi strojne buke. Prvi korak u tome je usvajanje koncepta ventilacijskog sustava i prostornog rasporeda njegovih elemenata koji mogu osigurati tišinu. I najiskusniji projektanti strojarskih sustava rijetko su imali takav zadatak, pa svoja iskustva iz zahtjevnih projekata tvornica, trgovačkih centara, supermarketa i sličnih objekata nastoje nekritički primijeniti u rješenju ventilacije koncertnih dvorana.

Projektiranje “tišine” u koncertnoj dvorani u praksi je nešto šira tema od organizacije prostora oko dvorane i upravljanja mehaničkim sustavom. Problem nastaje jer u nekako postignutoj tišini mnoge sporedne stvari mogu postati čujne i ugroziti koncentraciju publike.

Brojni su primjeri što u ovom poslu može poći po zlu. U jednoj koncertnoj dvorani publika čuje buku fencoil ventilatora smještenih u predvorju, ali kruto pričvršćenih za zajednički zid s dvoranom. Postoji i primjer dvorane u kojoj se čuje buka malih ventilatora iz unutarnjih svjetiljki na stropu. Čini se da je visoka visina stropa zahtijevala jača svjetla, a takvi modeli imaju i ventilatore. Ovo su samo neki pokazatelji o čemu treba voditi računa pri projektiranju koncertne dvorane.

Kako ocijeniti kvalitetu koncertne dvorane

Kada se pitanje buke nekako riješi, predmet akustičkog dizajna su svi fizički elementi koji utječu na zvučno polje u dvorani, a preko njega i na kvalitetu zvučnog doživljaja. Tema je to o kojoj se mnogo raspravljalo u literaturi posljednjih trideset godina.

Pokazalo se da je akustička kvaliteta koncertne dvorane višedimenzionalna subjektivna karakteristika čije su dimenzije brojne. Među njima, pet se u literaturi identificiraju kao najvažniji. To su: prostornost, reverberacija, intimnost, glasnoća i toplina zvuka.

PROSTORNOST – je karakteristika definirana doživljajem slušatelja da zvuk dolazi sa svih strana, što bi trebala biti karakteristika dobrih dvorana.

Negativni antipod tome je dojam da zvuk dolazi iz jedne točke na pozornici gdje se nalazi izvor zvuka. Dva su aspekta iskustva prostornosti.

• Prvi se zove prividna širina izvora (ASW). To znači subjektivni dojam da je izvor zvuka na pozornici širi od vizualnog doživljaja njegove širine. To nadalje znači da je mogućnost precizne lokalizacije izvora zvuka na pozornici negativno obilježje koncertne dvorane.

• Drugi aspekt prostornosti je osjećaj okruženosti zvukom (Listener Envelopment – LEV). To je dojam slušatelja da je okružen odjekujućim zvukom koji dolazi sa svih strana. Utvrđeno je da je prostornost najznačajnija kvaliteta koncertne dvorane, jer su ispitivanja pokazala da je ona u izravnoj korelaciji sa subjektivnom procjenom kvalitete – što je osjećaj prostranosti izraženiji, publika bolje procjenjuje akustičnost dvorane.

REVERBERACIJA – vjerojatno je najpoznatija značajka svih prostorija, uključujući i koncertne dvorane. Nije poželjna značajka u predavaonicama, ali je u koncertnim dvoranama važna jer daje punoću zvuku i integrira zvukove raznih instrumenata u orkestru.

Dobro poznati fizički parametar koji se zove vrijeme reverberacije povezan je s konceptom reverberacije. Međutim, pokazalo se da u dvoranama ovaj standardno definiran parametar nije od presudne važnosti, već neke njegove izvedenice, kao što je, primjerice, parametar koji se naziva početno vrijeme reverberacije (EDT – Early Decay Time).

INTIMNOST – je parametar koji se prepoznaje kao “dojam slušanja glazbe u velikoj prostoriji, a da zvuči kao da je soba mala” (prema: L. Beranek, “Koncertne dvorane i dvorane opere: kako zvuče”, Akustičko društvo Amerike, 1996). Iza tog opisa krije se željeni dojam da je izvor zvuka koji se sluša bliži nego vizualno.

GLASNOĆA – opisuje subjektivni doživljaj jačine zvuka s pozornice. Postoje jasni estetski stavovi o tome kakav mora biti doživljaj snage. Taj zvuk ne smije biti ni preglasan ni preslab. Glasnoća ovisi o veličini dvorane, njezinoj geometriji, relativnoj veličini gledališta u odnosu na volumen dvorane itd. Glasnoća se definira za potrebe procjene prema nekom standardnom izvoru zvuka, a naravno u praksi ovisi i o dirigentu i njegovom osjećaju za kontrolu orkestra.

TOPLINA ZVUKA – odnosi se na čujnost niskofrekventnog zvuka (tj. “u basu”) kada svira cijeli orkestar. Ova karakteristika ovisi o relativnoj veličini gledališta ispod publike i materijalizaciji interijera (zidovi, strop).

Važno je razumjeti da su spoznaje u ovom području relativno nove u odnosu na vrijeme otkako akustika postoji kao znanost. Do prije ne više od tridesetak godina uvid u strukturu zvučnog polja bio je vrlo ograničen. Zato je sobna akustika, a to znači i fenomen zvučnog polja u koncertnim dvoranama, prije tog vremena bila nebulozna teorija koja se mogla temeljiti samo na nekakvim pojednostavljenim matematičkim modelima iz kojih se “cijedio suhi dren”.

S pojavom prijenosnih računala i razvojem bržih procesora, postalo je moguće snimati, vizualizirati i analizirati zvučno polje izvan laboratorija, uključujući i koncertne dvorane. Tako je bilo moguće krenuti drugim putovima istraživanja i tada je utemeljena moderna akustička teorija koncertnih i opernih dvorana.

Kako osigurati akustičnu kvalitetu koncertne dvorane

Kako bi koncertna dvorana bila “procesor” u kojem će zvučno polje proizvesti očekivanu kvalitetu u svim subjektivnim dimenzijama doživljaja zvuka, potrebno je stvoriti neke uvjete. Najjednostavnije rečeno, potrebno je dopustiti zvuku u dvorani da se “odigra” prije nego što slušatelji dobiju svoj dio njegove energije. To je “sine qua non” uvjet za postizanje maksimuma u domeni prostornosti, reverberacije i ostalih najvažnijih dimenzija kvalitete dvorane.

Prije moderne ere u akustičkoj teoriji postojala je pogrešna predodžba da se do kvalitete dvorane dolazi analizom poput one prikazane na slici 2. Danas je jasno da je to potpuno pogrešan pristup, jer ne pokazuje kako će zvuk odigrati i zadovoljiti, na primjer, potreban osjećaj da ste okruženi zvukom na mjestu slušatelja.

Postoje neki aksiomi za put dizajna do visokokvalitetnog rješenja koncertne dvorane. Prvi je shematski prikazan na slici 3. Prije svega, dvorana mora imati dovoljan volumen (V). Ono što je dovoljno u njemu mora se promatrati u relativnom i apsolutnom smislu. Relativna mjera dovoljnog volumena dvorane ovisi o površini gledališta (označeno sa Sa na slici 3).

Omjer ove dvije veličine (V/Sa) mora biti dovoljno velik. Stoga se u procesu projektiranja prvo mora definirati željena publika, što znači njezinu veličinu, oblik i eventualnu podjelu na segmente. Na temelju toga se zatim određuje minimalno potreban volumen dvorane. Nije bitan broj sjedala, odnosno ljudi u dvorani, već površina koju zauzimaju i njihova eventualna prostorna segmentacija. Veći broj ljudi na uskim, tvrđim sjedalima, kao u dvoranama projektiranim po nekim starim standardima, te manji broj, ali na širim i udobnijim sjedalima, može jednako utjecati na akustične karakteristike dvorane, iako broj ljudi se razlikuje.

U praksi se obično događa sasvim suprotan proces. Prema zadanim urbanističkim i financijskim kriterijima definiraju se gabariti objekta, a zatim se dio unutarnjeg prostora dodjeljuje koncertnoj dvorani. Tek tada se u tako usvojeni prostor ubacuje gledalište, obično diktirano zahtjevima investitora koji želi prodati što više ulaznica za svaki događaj. Pri tome se ne vodi računa o tome može li dodijeljeni volumen dvorane akustički podnijeti željeni prostor ispod gledališta.

Adekvatnost veličine volumena koncertne dvorane mora se promatrati i apsolutno. Zvuk se kreće konstantnom brzinom, oko 340 m/s, pa je za njegovo “sviranje” potreban određeni prostor u kojem se može više puta reflektirati prije nego što stigne do slušatelja. Takav scenarij zahtijeva određenu veličinu prostora (V na slici 3) koja je dana u apsolutnim mjerama (u m³).

Podaci o akustički najbolje ocijenjenim koncertnim dvoranama u svijetu pokazuju da im je prosječna zapremina oko 20.000 m³. Mnogo manji volumen automatski dovodi do toga da dvorana eventualno može biti dobra za komorne koncerte, a da će uz simfonijski orkestar biti određenih estetskih nedostataka zvučne slike.

Danas su koncertne dvorane svojevrsni poslovni subjekti koji moraju zarađivati ​​da bi preživjeli. Stoga, iako namijenjene klasičnoj glazbi, dvorane moraju biti pripremljene za održavanje najrazličitijih događanja – od političkih skupova do folklornih događanja, pa čak i koncerata zabavne, jazz i etno glazbe. I sve to iz dana u dan kako bi donosili prihode. Zato su koncertne dvorane obično opremljene sofisticiranim zvučnim sustavima, no tu činjenicu ne treba uzimati u obzir pri akustičkom dizajnu.

Moderna tehnologija zvučničkih sustava omogućuje prilagodbu svakom okruženju, pa je ispunjavanje zahtjeva reprodukcije zvuka zvučnicima prepušteno projektantima zvučnih sustava.

Zaključak

Projektovanje koncertnih dvorana, naravno, nije svakodnevni posao arhitekata, ne samo u Hrvatskoj, već i u najširem smislu. Većina arhitekata nikada ne dobije takvu priliku, a rijetki su oni kojima se to dogodi jednom, rijetko više puta u karijeri. S druge strane, koncertne dvorane su svačiji doživljaj iz kuta korisnika, stečen odlaskom na koncerte. Dodamo li tome da arhitekti nemaju priliku učiti o akustici, posebice o akustici koncertnih dvorana, tijekom školovanja, a ni kasnije, ostaje nejasna bit zahtjeva u procesu projektiranja koncertnih dvorana. Pokušaj razumijevanja potreban je samo u intuitivnom zaključivanju o ponašanju zvuka iz pozicije posjetitelja koncerta, što nije dovoljno.

Stoga oni koji dobiju priliku dizajnirati takav objekt odlaze u neizvjesnost, vođeni samo iskustvom posjetitelja koncerta, bili oni toga svjesni ili ne. Često postoji uvjerenje da informacije s interneta mogu pomoći u rješavanju dizajnerskih zadataka. U zbrci koju donosi internet kao edukativna platforma, dizajneri uglavnom ostaju koncentrirani na estetiku interijera i standardne dizajnerske teme, dok akustika u cijelosti ostaje zanemarena ili se oko nje neminovno stvaraju “magle”.

Kako bi prevladao problem i uspješno izradio projekt zgrade s koncertnom dvoranom, arhitekt koji se upusti u takav pothvat mora u svom timu imati kvalificiranog konzultanta za akustiku koji će se pobrinuti za akustiku.

Autori teksta: prof. dr Miomir Mijić i prof. dr Dragana Šumarac Pavlović