Koncertne sale u arhitektonskom projektovanju

Akustički dizajn prostorija je projektovanje fizičkih intervencija kojim se zvučno polje u njima podešava prema zahtevima čula sluha. To nikada nije pitanje da li se u prostoriji nešto čuje ili ne, jer uvek se nekako čuje, već je to jedna znatno složenija tema. Čulo sluha se nalazi u mozgu (uši su samo senzori), pa se akustički dizajn prostorija mora zasnivati na psihološkim kriterijumima koji proizilaze iz procesa percepcije zvuka i mehanizma dekodovanja zvučnih informacija.

Zahtevi akustičkog dizajna su najkompleksniji u projektovanju sala, kako zbog veličine takvih prostora, tako i zbog složenosti zvučnog polja u njima. Sala svojim arhitektonskim karakteristikama, veličinom i enterijerom, određuje strukturu zvučnog polja, koje onda definiše subjektivni doživljaj zvuka kod slušaoca. Taj put od arhitekture do doživljaja slušaoca ilustrovan je blok šemom na slici 1.

Kada je predmet projektovanja neka sala, cilj akustičkog dizajna može biti različit jer i očekivani subjektivni doživljaji nisu svuda isti. U pozorišnim salama cilj je postizanje dobre razumljivosti govora, u salama gde se koristi ozvučenje cilj je preciznost zvučne slike koja se dobije reprodukcijom zvuka iz zvučničkih sistema, a u koncertnim salama cilj je zadovoljenje estetskih kriterijuma kojim se ocenjuje zvučna slika na mestu slušaoca.

Sve to, razumljivost govora, preciznost zvučne slike i njena estetika, teme su iz domena psihoakustike, a to znači iz domena kompleksnih mehanizama rada čula sluha. Zbog toga je akustički dizajn koncertnih sala sinteza arhitekture, fizike i psihoakustike, to jest jedinstvo tri domena naznačena na slici 1. Psihoakustika objašnjava kriterijume kvaliteta i estetike zvuka, fizika objašnjava pojave u zvučnom polju, a arhitektura na bazi svega toga treba da pravi estetski prihvatljiva vizuelna rešenja koja treba da zadovolje utvrđene akustičke kriterijume. Zbog toga akustički dizajn sala neminovno mora biti kolektivni rad arhitekte i akustičkog konsultanta, jer se kreiranje forme svake sale i njenog enterijera upravlja kriterijumima koji su izvan arhitekture.

Najsloženiji projektantski zadatak nesumnjivo je projektovanje koncertnih sala namenjenih izvođenju klasične muzike. Po definiciji, to su prostorije pripremljene za izvođenje muzike bez pomoći sistema za ozvučenje i elektronskih procesora u njima. One mogu biti veće, za simfonijsku muziku, ili manje za kamernu muziku i recitale. Takve sale treba da zadovolje neke utvrđene psihoakustičke kriterijume estetike onog što se čuje.

To znači da salu treba shvatiti kao „procesor“ koji će formirati zvučno polje u skladu sa očekivanom estetikom doživljaja zvuka. Razlika između akustički nezadovoljavajućih i dobrih koncertnih dvorana nije u jačini zvuka. Ono što čini razliku je mera u kojoj je zadovoljena estetika onog što se čuje. Zbog toga je kvalitet koncertnih sala višedimenzionalna karakteristika definisana tokom vremena kroz paralelni razvoj muzike i arhitekture prostora u kojim se ona izvodi.

Obezbeđenje tišine kao prvi zadatak u projektovanju sale

Možda zvuči neočekivano, ali da bi koncertna sala uopšte služila svojoj nameni prvi zadatak projektovanja je da se u njoj obezbedi maksimalno moguća tišina, to jest veoma nizak nivo ambijentalne buke. Ono što se zahteva kao maksimalno dozvoljeni nivo buke u salama spada u najstrožije kriterijume uopšte, u rangu sa najzahtevnijim studijskim prostorima. Samo tako se može omogućiti slušaocu koji sedi u poslednjim redovima auditorijuma dobra čujnost najtiših tonova koje muzika može doneti, na primer kada samo jedan solo instrument na bini svira pijanisimo. Može se reći da je nužno obezbediti dobru čujnost najtananijih segmenata muzike koja nastaje na bini.

Rešavanje takvog projektantskog zadatka zahteva delovanje u dva paralelna pravca. Prvi je adekvatna organizacija prostora oko sale i izbor građevinskih pregrada u toj zoni. S obzirom da izolaciona moć građevinskih pregrada ne može biti beskonačna, neophodno je oko sale predvideti zvučno neutralne prostorije. To mogu biti magacini, tehnički koridori, tehničke prostorije, ili eventualno prostorije koje se ne koriste za vreme održavanja koncerata u sali. Sastavni deo toga je i postavljanje na svim ulazima u salu tampon zone sa dvoja vrata prema ostatku objekta.

Postoje slučajevi kada se zgrada koncertne sale gradi na lokaciji koja zahteva dodatne tehničke mere zaštite, kao na primer u blizini linija šinskog transporta (iznad tunela metroa, pored tramvajskih šina i sl.). Tada je jedino rešenje da se primene posebne mere elastičnog oslanjanja čitave sale, ali je to bolje izbeći još u urbanističkoj fazi pažljivim izborom lokacije za izgradnju koncertnih sala.

Drugi pravac projektantskog delovanja mora biti izbor koncepta sistema ventilacije i klimatizacije sale koji će omogućiti adekvatno nizak nivo buke mašinskih sistema. To je naravno projektantska tema izvan arhitekture koja često prolazi „ispod radara“ projekt-menadžerima i glavnim arhitektama, ali se to kasnije može poput bumeranga vratiti ka glavnim autorima – arhitekti i akustičkom konsultantu. Postoje sale koje „bije glas“ da su neakustične, a u stvari je u njima ventilacija suviše bučna, što onemogućava čujnost svakog detalja zvuka sa bine. U nekim salama gde je konstatovano da postoji problem prekomerne buke iz sistema za ventilaciju pribegava se njegovom isključivanju dok traje koncert. To je naravno drastično rešenje koje se ne preporučuje. Zato se u projektovanju mora učiniti potreban napor da se to izbegne, a odgovornost za to je i na arhitekti koji mora na neki način pratiti šta se dešava u mašinskom projektu.

U praksi je primećen problem da projektanti mašinskih sistema, čak i oni vrlo iskusni, nemaju svest o pojmu tišine koja je neophodna i ozbiljnosti s kojom se mora pristupiti analizi mašinske buke. Prvi korak u tome je da se usvoji koncept sistema ventilacije i prostorni raspored njihovih elemenata koji mogu obezbediti tišinu. I najiskusniji projektanti mašinskih sistema vrlo su retko imali takav zadatak, pa oni iskustva iz zahtevnih projekata za fabrike, tržne centre, samoposluge i slične objekte, nastoje nekritički primeniti i u rešavanju ventilacije koncertne sale.

Projektovanje „tišine“ u koncertnoj sali u praksi je malo šira tema od organizacije prostora oko sale i kontrole mašinskog sistema. Problem nastaje zbog toga što u nekako postignutoj tišini mnoge sporedne stvari mogu postati čujne i ugroziti koncentraciju publike.

Postoje brojni primeri koji pokazuju šta sve u tom poslu može krenuti naopako. U jednoj koncertnoj sali publika čuje buku ventilatora fenkoila koji se nalaze u foajeu, ali kruto pričvršćeni na zajednički zid sa salom. Poznat je i primer sale u kojoj se čuje buka malih ventilatora iz enterijerskih svetiljki na plafonu. Izgleda da je velika visina plafona zahtevala jače svetiljke, a takvi modeli imaju ventilatore za hlađenje. Ovo su samo neke naznake o čemu sve treba voditi računa kada se projektuje koncertna sala.

Kako se ocenjuje kvalitet koncertne sale

Kada se na neki način reši pitanje buke, predmet akustičkog dizajna su svi fizički elementi koji utiču na zvučno polje u sali i preko njega na kvalitet doživljaja zvuka. To je tema koja je široko obrađivana u literaturi u poslednjih tridesetak godina.

Pokazano je da akustički kvalitet koncertne sale predstavlja višedimenzionalnu subjektivnu karakteristiku čije su dimenzije brojne. Među njima je u literaturi označeno pet kao najvažnijih. To su: prostornost, reverberantnost, intimnost, glasnost i toplina zvuka.

PROSTORNOST – je karakteristika definisana doživljajem slušaoca da zvuk dolazi sa svih strana, što treba da bude odlika dobrih sala.

Negativni antipod tome je utisak da zvuk dolazi iz jedne tačke na bini u kojoj se nalazi izvor zvuka. Postoje dva aspekta doživljaja prostornosti. Prvi se naziva prividna širina zvučnog izvora (Apparent Source Width – ASW). Pod tim se podrazumeva subjektivni utisak da je zvučni izvor na bini širi od vizuelnog doživljaja njegove širine. To dalje znači da je mogućnost precizne lokalizacije zvučnih izvora na bini negativna osobina koncertne sale.

Drugi aspekt prostornosti je osećaj okruženosti zvukom (Listener Envelopment – LEV). To je utisak slušaoca da je okružen reverberantnim zvukom koji dolazi sa svih strana. Utvrđeno je da prostornost predstavlja najznačajniji kvalitet koncertne sale, jer su testovi pokazali da je ona direktno u korelaciji sa subjektivnom ocenom kvaliteta – što je osećaj prostornosti izraženiji, to je bolja ocena akustike sale koju daju slušaoci.

REVERBERANTNOST – je verovatno najpoznatija karakteristika svih prostorija, pa i koncertnih sala. Ona nije poželjna karakteristika u salama za govor, ali je u koncertnim salama važna jer daje punoću zvuku i integriše zvukove različitih instrumenata u orkestru.

Uz pojam reverberantnosti vezuje se poznati fizički parametar koji se naziva vreme reverberacije. Međutim, pokazalo se da taj parametar definisan na standardni način nije od presudnog značaja u salama, već neki njegovi derivati kao što je na primer parametar koji se naziva početno vreme reverberacije (EDT – Early Decay Time).

INTIMNOST – je parametar prepoznat kao „utisak slušanja muzike u velikoj prostoriji, a da pri tome zvuči kao da je ta prostorija mala“ (prema: L.Beranek, „Concert Halls and Opera Halls: How They Sound“, Acoustical Society of Amererica, 1996.). Iza tog opisa krije se željeni utisak da je zvučni izvor koji se sluša bliži nego što je to vizuelno.

GLASNOST – opisuje subjektivni doživljaj jačine zvuka sa bine. Postoje jasni estetski stavovi o tome kakav doživljaj jačine mora biti. Taj zvuk ne sme da bude ni prejak, ni preslab. Glasnost zavisi od veličine sale, njene geometrije, relativne veličine auditorijuma u odnosu na zapreminu sale, itd.
Glasnost se za potrebe ocenjivanja definiše prema nekom standardnom izvoru zvuka, a naravno da u praksi to zavisi i od dirigenta i njegovog osećaja za kontrolu orkestra.

TOPLINA ZVUKA – je povezana sa čujnošću zvuka niskih frekvencija (to jest „u basu“) kada svira čitav orkestar. Ova karakteristika zavisi od relativne veličine auditorijuma pod publikom i materijalizacije enterijera (zidova, plafona).

Važno je razumeti da su znanja iz ove oblasti relativno nova u odnosu na vreme od kada postoji akustika kao nauka. Do pre ne više od tridesetak godina uvid u strukturu zvučnog polja bio je vrlo ograničen. Zbog toga je akustika prostorija, a to znači i fenomen zvučnog polja u koncertnim salama, pre tog vremena bila jedna maglovita teorija koja se mogla osloniti samo na neke uprošćene matematičke modele iz kojih je „ceđena suva drenovina“. Sa pojavom prenosnih računara i razvojem bržih procesora omogućeno je da se zabeleži, vizualizuje i analizira zvučno polje izvan laboratorija, pa tako i u koncertnim salama. Tako je omogućeno da se u istraživanju krene drugim putevima i tada je ustanovljena moderna akustička teorija koncertnih i operskih sala.

Kako obezbediti akustički kvalitet koncertne sale

Da bi koncertna sala bila „procesor“ u kome će zvučno polje proizvesti očekivani kvalitet u svim subjektivnim dimenzijama doživljaja zvuka potrebno je stvoriti neke uslove. Veoma pojednostavljeno rečeno, neophodno je omogućiti da se zvuk u sali „razigra“ pre nego što slušaoci dobiju svoj deo njegove energije. To je uslov „sine qua non“ za postizanje maksimuma u domenu prostornosti, reverberantnosti i drugih najvažnijih dimenzija kvaliteta sale.

Pre moderne epohe u akustičkoj teoriji vladala je zabluda da se do kvaliteta sale dolazi analizom poput one koja je prikazana na slici 2. Danas je jasno da je to potpuno pogrešan pristup, jer ne pokazuje kako će se zvuk razigrati i zadovoljiti, na primer, neophodni osećaj okruženosti zvukom na mestu slušaoca.

Za projektantski put ka kvalitetnom rešenju koncertne sale postoje neki aksiomi. Prvi je šematski ilustrovan na slici 3. Sala pre svega mora da ima dovoljnu zapreminu (V). Šta je u tome dovoljno mora se posmatrati u relativnim i apsolutnim merama. Relativna mera dovoljne zapremine sale zavisi od površine auditorijuma (na slici 3 označene sa S_a).

Odnos te dve veličine (V/S_a) mora biti dovoljno veliki. Zbog toga se u procesu projektovanja mora prvo definisati željeni auditorijum, a to znači njegova veličina, oblik i eventualna izdeljenost na segmente. Na osnovu toga se zatim utvrđuje minimalna potrebna zapremina sale. Pri tome nije relevantan broj sedišta, to jest ljudi u sali, nego površina koju oni zauzimaju i njihova eventualna prostorna segmentisanost. Veći broj ljudi na uskim tvrđim sedištima, kao u salama koje su projektovane prema nekim davnim standardima, i manji broj, ali u širim i udobnijim sedištima mogu imati isti efekat na akustičke karakteristike sale, iako se podatak o broju ljudi razlikuje.

U praksi se uobičajeno dešava sasvim suprotan proces. Definiše se gabarit zgrade prema nekim zadatim urbanističko-finansijskim kriterijumima, pa se u njemu zatim koncertnoj sali dodeljuje neki unutrašnji prostor. Tek tada se u tako usvojeni prostor ubacuje auditorijum, najčešće diktiran zahtevima investitora koji želi da za svaki događaj proda što više karata. Pri tome se ne vodi računa da li u akustičkom smislu dodeljena zapremina sale može podržati željenu površinu pod auditorijumom.

Dovoljnost u veličini zapremine koncertne sale mora se posmatrati i u apsolutnim merama. Zvuk se kreće konstantnom brzinom, oko 340 m/s, pa se za njegovo „razigravanje“ zahteva neka veličina prostora u kojoj se on može više puta reflektovati pre nego što dođe do slušaoca. Takav scenario zahteva neku veličinu prostora (V na slici 3) koja je zadata u apsolutnim merama (u m3). Podaci o akustički najbolje ocenjenim koncertnim salama u svetu pokazuju da im je srednja vrednost zapremine oko 20.000 m³. Mnogo manje zapremine automatski vode ka tome da sala može eventualno biti dobra za kamerne koncerte, a da će sa simfonijskim orkestrom u njoj postojati izvesne estetske manjkavosti zvučne slike.

Danas su koncertne sale svojevrsni poslovni entiteti koji moraju da zarađuju da bi opstali. Zbog toga, iako projektovane za klasičnu muziku, sale moraju biti pripremljene da omoguće odvijanje najraznovrsnijih događaja – od političkih skupova, preko folklornih dešavanja pa čak i koncerata popularne, džez i etno muzike. I sve to iz dana u dan da bi donosilo prihod. Zbog toga su koncertne sale po pravilu opremljene sofisticiranim sistemima za ozvučavanje, ali tu činjenicu ne treba uzimati u obzir u akustičkom dizajnu.

Savremena tehnologija zvučničkih sistema omogućava prilagođavanje svakom ambijentu, pa se zadovoljavanje zahteva koje postavlja reprodukcija zvuka pomoću zvučnika prebacuje na projektante sistema za ozvučavanje.

Zaključak

Projektovanje koncertnih sala naravno nije svakodnevni posao arhitekata, ne samo u Srbiji, već i najšire posmatrano. Većina arhitekata nikada ne dobije takvu priliku, a malobrojni su oni kojima se to u karijeri dogodi jedanput, retko više puta. S druge strane, koncertne sale su svačije iskustvo iz vizure korisnika, stečeno odlascima na koncerte. Ako se tome doda da arhitekte o akustici, a naročito akustici koncertnih sala, nemaju priliku da uče tokom svog školovanja, a ni kasnije, suština zahteva u procesu projektovanja koncertnih sala ostaje nejasna. Pokušaj razumevanja traži se samo u intuitivnom zaključivanju o ponašanju zvuka sa pozicije posetioca koncerata, što nije dovoljno.

S toga oni koji dođu u priliku da projektuju takav objekat kreću u neizvesnost vođeni samo iskustvom posetioca koncerata, svesni toga ili ne. Pri tome se često javlja uverenost da u rešavanju projektantskih zadataka mogu pomoći informacije sa interneta. U konfuziji koju donosi internet kao obrazovna platforma, projektanti uglavnom ostaju koncentrisani na estetiku enterijera i standardne projektantske teme, dok akustika u svoj svojoj suštini ostaje zanemarena, ili se oko toga neminovno formiraju neke „magle“.

Da bi se problem prevazišao i uspešno napravio projekat zgrade sa koncertnom salom u njemu arhitekta koji se upusti u takav poduhvat mora imati u timu nekog kvalifikovanog akustičkog konsultanta koji će brinuti o akustici.

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