Adaptacje akustyczne sal widowiskowych w ośrodkach kultury

Dobra adaptacja musi się zacząć od odpowiednio określonych wymagań. Problem polega jednak na tym, że większość sal w domach kultury ma mieć charakter wielofunkcyjny – od przedstawień teatralnych i pokazów filmowych po koncerty. Jakie zatem kryteria przyjąć?

Przydatne w wykonywaniu projektu adaptacji jest użycie programów symulacyjnych 3D, takich jak Catt Acoustic.

Ważne parametry

Najważniejszym parametrem opisującym jakość akustyczną w sali jest czas pogłosu, czyli czas (w sekundach) zaniku dźwięku o 60 dB po przerwaniu źródła.

Czas pogłosu zależy od objętości pomieszczenia (V), ilości pochłaniania dźwięku w tym pomieszczeniu, kształtu i rozmieszczenia mebli, ilości i rozmieszczenia elementów rozpraszających itd.

W Polsce kryteria hałasu pogłosowego określone są w normie PN-B-02151-4:2015-06 [1]. Podane są tam wymagania dla wybranych sal w budynkach użyteczności publicznej, np. w salach i pracowniach szkolnych, salach audytoryjnych, wykładowych itp., czas pogłosu powinien wynosić:

• T  ≤  0,6 s dla kubatury ≤  250 m³,
• T  ≤  0,8 s dla kubatury od 250 do 500 m³,
• T  ≤  1,0 s dla kubatury od 500 do 2000 m³.

Kryterium czasu pogłosu dotyczy pasm częstotliwości 250–8000 Hz, zaś dla niskiego pasma (125 Hz) dopuszczalne jest podwyższenie czasu pogłosu o 30%, jednak w salach, gdzie wykorzystywane jest nagłośnienie elektroakustyczne, zalecane jest, aby charakterystyka czasu pogłosu była płaska także w tym najniższym zakresie.

W powyższej normie określa się także minimalną wartość tzw. wskaźnika transmisji mowy STI, zawierającego się w przedziale 0–1,0. Dla wymienionych powyżej sal wymagane jest STI ≥  0,6.

Norma PN-B-02151-4 nie obejmuje w swoim zakresie sal, których główną funkcją jest wykonywanie lub odtwarzanie muzyki, np. sal koncertowych. W takich salach wymagania należy określić indywidualnie, sięgając do literatury [2, 3].

Pomocna jest też niemiecka norma DIN 18041:2016-03 [4], w której znajdziemy zalecenia dla czasu pogłosu w zależności od kubatury pomieszczenia oraz jego przeznaczenia (RYS. 1).

Sale do wykonywania muzyki klasycznej wymagają oczywiście dużych czasów pogłosu – ok. 1,1–1,6 dla sal operowych, ok. 1,8–2,5 dla sal orkiestr symfonicznych.

Z drugiej strony sale, w których odbywają się koncerty muzyki współczesnej z użyciem nagłośnienia, powinny mieć krótki czas pogłosu i możliwie jak najbardziej płaską charakterystykę. Dla sal wielofunkcyjnych nie da się dobrać warunków odpowiednich do wszystkich celów, nawet z zastosowaniem zmiennej akustyki poprzez rozsuwane kotary. Trzeba wtedy znaleźć odpowiedni kompromis.

W praktyce najbezpieczniej jest określić krótki czas pogłosu, aby osiągnąć jak najwyższą zrozumiałość mowy dla spikerów, odtwarzanych filmów itp. Gdy wykonywana jest muzyka wymagająca większego pogłosu, można wtedy zastosować nagłośnienie i cyfrowy pogłos. W drugą stronę to niestety nie działa – nie można „skrócić” pogłosu sali elektroakustycznie.

Adaptacje akustyczne

W większości przypadków adaptacji akustycznej sal widowiskowych ośrodków kultury zadanie polega na dobraniu odpowiednich ustrojów dźwiękochłonnych, aby końcowa charakterystyka czasu pogłosu była względnie wyrównana, tzn. żeby nie przetłumić sali w środkowym i wysokim paśmie, zostawiając zbyt długi pogłos w niskim paśmie częstotliwości. Dlatego niezwykle ważne jest wykonanie pomiarów wstępnych. RYS. 2 przedstawia wyniki pomiarów czasu pogłosu przed adaptacją oraz po adaptacji w sali widowiskowej o kubaturze 840 m².

Przed adaptacją czas pogłosu wynosił 1,5–2,0 s w środkowym paśmie częstotliwości. Uzyskano znaczną poprawę warunków najmniejszym możliwym kosztem – poprzez zastosowanie kotar na ścianach bocznych oraz podwieszanych „wysp” z kasetonów sufitowych na podkonstrukcji T24 (FOT. 1).

Wybrano panele z prasowanej wełny mineralnej o klasie pochłaniania dźwięku A. Nad kasetonami ułożono dodatkowe 10 cm wełny mineralnej. Im grubsza warstwa wełny, tym szerszy zakres pochłaniania dźwięku, a dokładniej – lepsze pochłanianie w niskim paśmie częstotliwości. Takie podwieszane wyspy zapewniają pochłanianie dźwięku od dołu i od góry, dlatego są skuteczniejsze niż ustroje montowane bezpośrednio do przegrody.

Na RYS. 2 widać, że uzyskano bardzo znaczącą redukcję czasu pogłosu w szerokim zakresie. Uzyskana charakterystyka czasu pogłosu biegnie wzdłuż dolnej granicy wyznaczonej tolerancji (0,75 s ±  20%).

W innym przypadku sali wielofunkcyjnej ośrodka kultury, oprócz zbyt wysokiego czasu pogłosu, występował też problem nierównomiernego rozkładu dźwięku na widowni (FOT. 2–3) przez wielkie sklepienie nad widownią. Powodowało to soczewkowanie dźwięku na środku oraz tzw. efekt „echa trzepoczącego”.

W celu zmniejszenia pogłosu zastosowano w projekcie akustycznym szczelinowe panele drewnopodobne (FOT. 4).

Zamontowanie ich na sklepieniu zmniejsza odbicie od tej powierzchni oraz efekt soczewkowania. Dodatkowo zaprojektowano podwieszane okrągłe wyspy, tym razem z perforowanych płyt gipsowo-kartonowych z wełną mineralną na górze (RYS. 3–4). Wyspy mają funkcję dźwiękochłonno-rozpraszającą.

Na RYS. 5–6 widać efekt symulacji ­akustycznych pokazujący zmniejszenie efektu soczewkowania poprzez zastosowanie wysp.

Podsumowanie

Niestety przez wiele dekad podczas budowy sal widowiskowych w domach kultury całkowicie pomijano zapewnienie odpowiednich warunków akustycznych. Trend ostatnich lat poprawiania akustyki w wielu placówkach kulturalnych jest jednak pocieszający i niewątpliwie wpłynie to pozytywnie na rozwój kultury muzycznej oraz na edukację muzyczną młodego pokolenia.

Należy mieć nadzieję, że jak najwięcej placówek będzie dążyć do wykonywania adaptacji akustycznej przy okazji remontów i termomodernizacji. Projekt adaptacji akustycznej powinien być jednak wykonany z rozwagą, podparty obliczeniami i koniecznie pomiarami wstępnymi i końcowymi. Należy też pamiętać, że dobra adaptacja oprócz poprawy akustyki wnętrz powinna także zapewnić zwiększenie izolacyjności akustycznej oraz obniżenie hałasu tła od świata zewnętrznego oraz od urządzeń wewnętrznych, np. wentylacji.

Literatura

1. PN-B-02151-4:2015-06, „Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Część 4. Wymagania dotyczące warunków pogłosowych i zrozumiałości mowy w pomieszczeniach oraz wytyczne prowadzenia badań”.
2. J. Sadowski „Akustyka Architektoniczna”, 1976.
3. L. Beranek „Concert Halls and Opera Houses Music, Acoustics and Architecture – 2nd Edition”, 2004
4. DIN 18041:2016-03, „Acoustic quality in rooms. Specifications and instructions for the room acoustic design”.
5. F.A. Everest, „Master Handbook of Acoustics 5th Edition”, 2009.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!