Йордан В. Л. - Акустическое проектирование концертных залов и театров

В.Л. Йордан

Акустическое проектирование концертных залов и театров

Перевод с английского С.А. Хомутова

Под редакцией канд. техн наук Л.И. Макриненко

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие                              3

Введение …..      4

Глава  1.    Ранние  исследования……….6

Глава  2.    Краткий  исторический обзор                              21

Глава 3.    Многоцелевые залы   (ранний  период)               32

Глава 4.    Разработка критериев и исследования на моделях  (I)……..     46

Глава 5.   Театр штата Нью-Йорк и Метрополитен Опера. Национальные театры   Латинской   Америки………..61

Глава 6.    Сиднейский оперный театр                       72

Глава 7.   Проект концертного зала в Осло ........94

Глава 8.    Многоцелевые и трансформируемые залы                      107

Глава 9.   Разработка критериев и исследования на моделях (.II) .     ,       120

Глава   10.   Новые   проекты      ………         125

Глава II. Разработка критериев и исследования на моделях (III) ………142

Глава  12. Естественная и искусственная акустика ………….150

Приложение   I                           157

Приложение II                157

Приложение III               160

Приложение   IV                  164

Приложение   V              165

Послесловие научного редактора                    166

Список литературы                               169

Вильгельм Лассен Йордан

АКУСТИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНЦЕРТНЫХ ЗАЛОВ И ТЕАТРОВ

Йордан В. Л. Акустическое проектирование концертных залов и театров /Пер. с англ. С. А. Хомутова; Под ред. Л. И.Макриненко. — М.: Стройиздат, 1986. — 170 с, ил. — Перевод изд.: Acoustical Design of Concert Halls and' Theatres /V.L.Jordan.— Applied Science Publishers Ltd, London, 1980.

В книге специалиста из Дании рассмотрены примеры проектирования и оценки акустических свойств крупных концертных залов и театров, построенных в различное время, исследованы современные проекты. Дан анализ конкретного проекта, в котором отражены решения, имеющие важное значение для прикладных аспектов проектирования. Освещены современные достижения в области архитектурной акустики.

Для  архитекторов, проектировщиков, специалистов по акустике.

Табл. II, ил. 140, список лит.: 80 назв.

Рецензент: д-р техн. наук, проф. Г. Л. Осипов.

© Applied Scense Publishers Ltd, 1980

© Перевод на русский язык. Послесловие. Стройиздат, 1986.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Когда впервые издатели обратились ко мне по поводу публикации настоящей книги, я не сразу согласился принять их предложение, поскольку не считал себя достаточно квалифицированным специалистом, чтобы писать учебник го акустике. Написанный мной ранее для журнала «Прикладная акустика» обзор был расширен и доведен до современного уровня. Но издатели продолжали настаивать на публикации книги, хотя я предупредил их, что работа может оказаться чем-то весьма отличным от учебника. Тем не менее я благодарен издателям за данную мне .возможность изложить личные наблюдения. Я также благодарен профессиональному консультанту по акустике моему другу профессору Питеру Лорду, который, как я полагаю, с самого начала был инициатором этого предприятия. Знакомство наше давнее. За это время я имел честь читать лекции на его факультете в Салфордском университете, которые можно рассматривать как первые шаги на пути к этой работе.

Оглядываясь назад, я должен упомянуть имена двух ныне покойных специалистов, которые ввели меня в предмет акустики: П. О. Педерсона, профессора телекоммуникаций, много лет бывшего директором Королевского технического университета в Копенгагене, и Эрвина Мейера, профессора акустики и начальника отдела одного из первых институтов, который выделил техническую акустику в отдельную дисциплину, ставшую предметом исследований института Генриха Герца в Берлине. После войны Эрвин Мейер был организатором и руководителем 3-го Института физики в Геттингенском университете. Много лет назад П. О. Педерсон предложил изучать акустические проблемы на моделях (основа моей докторской диссертации), а Эрвин Мейер ознакомил меня с фундаментальными проблемами акустики помещений и методами акустических измерений. Профессор Педерсон помог мне стать сотрудником технического отдела Датской радиовещательной корпорации во время разработки и строительства Дома радиовещания, где я занимался акустическими измерениями.

Невозможно назвать имена всех коллег по профессии, с которыми я имел полезные дискуссии по вопросам, относящимся к теме этой книги, но необходимо отметить здесь еще двух известных специалистов — В. Рейхардта из Дрездена и М. Р. Шредера из Геттингена. Оба они разделяют с автором интерес к акустическим проблемам концертных залов.

Сотрудничество с архитекторами, инженерами-консультантами и другими экспертами было весьма плодотворным. Столь же плодотворными были совместные попытки достичь наилучших результатов в создании хорошей акустики при разработке многих проектов, в которых я участвовал. Имена некоторых архитекторов и других консультантов упомянуты в книге, но остались неназванными имена строителей, подрядчиков и рабочих.

Мой постоянный сотрудник и товарищ по работе Нильс В. Иордан провел многие описанные измерения и подготовил все перечни данных, иллюстрации и рисунки. Я благодарен моей жене Эббе Йордан за перепечатку рукописи  и многие предложения по улучшению стиля и  подачи материала.

Вильгельм Лассен Иордан

ВВЕДЕНИЕ

Акустические проблемы, связанные со строительством больших залов, не представляют собой новый объект интереса. На протяжении XIX века внимание к этим проблемам росло по мере увеличения размеров вновь возводимых концертных залов. В XX веке размеры залов продолжали расти, в архитектуре возникли новые формы, были созданы новые материалы, а техника связи создала мощные инструменты (физические, физиологические и психологические) для исследования акустики, появились возможности для создания искусственной акустической среды. Тенденции XX века в области акустики сводятся, с одной стороны, к применению научного подхода, а с другой — к использованию новых архитектурных разработок.

Читателю книги не следует ждать системного освещения предмета, скорее это такой подход к нему, который тесно связан с личным опытом автора как акустика-консультанта, отдавшего этому делу более 30 лет, опытом ряда проектов и завершенных строительством залов, опытом, основанным на его собственном изучении акустических критериев.

Особенно действенным инструментом, помогавшим в этих исследованиях, была работа с масштабными акустическими моделями. Исследования ограничивались главным образом объективными измерениями физических параметров. Это объясняется тем, что сложность расширения частотного диапазона для охвата всего слышимого диапазона лишала бы исследования практического смысла, поскольку методы субъективной оценки акустического качества (музыкальных отрывков) пригодны для фундаментальных исследований, а не для оценки конкретных проектов.

Может показаться странным, что в эту книгу включены такие ранние проекты, как Студия радиовещания (1945) и многоцелевые залы пятидесятых годов. Тем не менее, на наш взгляд, даже сегодня можно почерпнуть положительный опыт, исследуя объекты далекого времени. Стало даже необходимым включить краткий исторический обзор о развитии проектирования театральных и концертных залов.

Идея рассмотрения конкретных примеров, в конечном итоге ставшая для автора единственно возможной формой доведения до читателей результатов его работы, дополнена главами, в которых рассматриваются акустические критерии и модельные испытания. В этих главах также сделана попытка учесть работы других авторов (конечно, весьма неполно), эти работы можно рассматривать как современный вариант (1975—1978) ранних публикаций автора по данному предмету в журнале «Прикладная акустика».

Основная тема книги — естественная акустика помещений и лишь небольшие замечания касаются искусственной акустики. Различные системы громкоговорителей конкретных залов кратко упоминаются в связи с их описанием. Теоретические соображения и некоторые формулы приводятся в приложениях. Ссылки на работы и публикации приводятся в конце каждой главы без конкретной привязки к тексту.*

* В русском издании список литературы помещен в конце книги.  (Примеч. ред.)

Глава 1.  РАННИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Радиохусет, Копенгаген. Дом радиовещания Копенгагена (Радиохусет) построен в период войны и фашистской оккупации. Это была попытка дать государственной системе радиовещания современное здание, а также студии с хорошей акустикой для трансляции речи и музыки.

Требования к звукоизоляции .нового Дома радиовещания были четко определены и хорошо продуманы, тогда как достаточный опыт акустического проектирования помещений применительно к студиям отсутствовал. Определенные кормы времени реверберации (Т) для речевых и музыкальных студий в то время уже существовали, но проблема частотной зависимости Т, а также необходимой степени диффузности звукового поля еще не была решена. Поэтому весь процесс проектирования в определенной степени шел одновременно со строительством, особенно при установке панелей интерьера. И это было на руку автору, который, не имея достаточного опыта, работал в основном самостоятельно, измеряя каждую студию (Т в зависимости от частоты) на различной стадии готовности.

Замысел архитектора Вильгельма Лауритцена в отношении интерьера студий ограничивался внешним видом и надежностью отделки, поэтому он рекомендовал использовать в качестве стандартного покрытия потолков и стен довольно толстые деревянные панели (16—22 мм). Возникла проблема звукопоглощения в диапазоне частот 200—2000 Гц, но к тому времени были известны данные о резонансном поглощении перфорированных облицовок.

Резонансное поглощение является известным способом выравнивания частотной характеристики звукопоглощения. (Некоторые студии были оборудованы 6—10-ю различно настроенными системами панелей, которые имели круглые отверстия или узкие щели.) В одной из студий среднего размера (студия № 3), предназначенной для прослушивания музыкальных ансамблей и хора, была сделана попытка создать условия с изменяемым временем реверберации. Поворотом перфорированных панелей, подвешенных вертикально, менялось не столько Т, сколько его частотная зависимость. Панели поворачивались внутри деревянной рамы, таким образом менялся объем пространства за ними и, следовательно, их резонансная частота (частота максимального поглощения) в соответствующих пределах (300—1700 Гц).

Путем объединения панелей стен в группы, которые могут быть повернуты на различный угол, легко можно достичь большого диапазона значений частотных характеристик Т, особенно при условии, что поворот групп панелей контролировался пневматической системой, расположенной в помещении звукоаппаратной. Перфорированные панели были оснащены жалюзями которые обеспечивали в закрытом состоянии низкочастотное поглощение, а в открытом — высокочастотное

Эта конструкция очень удобна для определения субъективных оценок различных частотных характеристик 7 музыкальной студии. Микрофоны студии подключали к громкоговорителю в соседнем помещении, которое визуально не было связано со студией. Группу дирижеров и музыкально подготовленных людей попросили оценить музыкальное (акустическое) качество определенной и повторяемой музыкальной программы Создавая одинаковые условия Т произвольным образом можно было также оценить способности экспертов.