آکوستیک سالن‌های موسیقی و بهترین انتخاب‌ها

سر آدرين بولت (Sir Adrian Boult) موسيقي‌دان انگليسي معتقد بود كه يك تالار ايده‌آل از نظر اكوستيكي تالاري است كه حتي اگر داخل آن صداي ناخوشايندي هم توليد كنيد، شنوندگان صدايي كاملاً زيبا بشنوند!

چه عواملي در ايجاد يك اتاق يا سالن با خواص آكوستيكي عالي مؤثر است؟

پرفسور ترور كاكس استاد مهندسی آکوستیک در دانشگاه استانفورد در اين باره مي‌گويد: اگر تا به حال در كنسرت‌ها در محيط‌هاي باز شركت داشته‌ايد احتمالاً متوجه شده‌ايد كه صدا تاحدودی نامشخص و دور است. آنچه كه در اينگونه كنسرت‌ها حذف شده است ديوارها، سقف‌هاي سالن‌ها و تالارهاي كنسرت است كه سبب هزاران هزار انعكاس امواج صوتي مي‌شود.

امواج صوت به نقاط مختلف اتاق برخورد مي‌كند و بنابراين از جهات مختلف به شنوندگان مي‌رسد و سپس در طي زمان پخش مي‌شوند، همين انعكاس‌ها سبب تقويت صداي اركستر مي‌شود و با استفاده از طراحي‌هاي درست در ساخت اين اتاق‌ها و تالارها شما حس مي‌كنيد كه با صدا احاطه شده‌ايد و خودتان بخشي از اركستر هستيد.

لازم است كه از نويزها (نوفه‌هاي) ناخواسته جلوگيري كنيم و به اركستر در رسيدن به يك ديناميك بلند كمك كنيم. لازم است كه از شفافيت صدا اطمينان پيدا كرده و در عين حال انعكاس لازم را در فضا به وجود آوريم.     

پس از سعي و خطاهاي زياد مهندسان به اين نتيجه رسيده‌اند كه شكل تالارها كه به عنوان shoebox (جعبه کفش) شناخته مي‌شود، بهترين خواص آكوستيكي را براي برپا كردن كنسرت‌ها دارا هستند. تالار موزيكويرين (Musikverein) وين و همچنين رويال فستيوال هال لندن (London's Royal Festival Hall) از جمله تالارهاي با اين شكل هستند.

همچنين اخيراً اثبات شده است تالارهاي با شكل vineyard terrace نيز خواص اكوستيكي خوبي براي برگزاري كنسرت دارند. بريجواتر هال (Bridgewater Hall) در منچستر انگلستان و تالار معروف فيلارمونيك برلين نمونه‌هايي از تالارها با اين سبك هستند.    

آکوستیک سالن‌های موسیقی و مواد مورد استفاده در ديوارها؛

ديوارهاي تالارهاي كنسرت به منظور كنترل آكوستيك طراحي و ساخته مي شوند. سطوح سخت امواج صوتي را منعكس مي كنند و تعدادد  زيادي از اين نوع ديوارها در تالارهاي كنسرت ديده مي شود برخلاف ديوارهاي سخت ديوارهاي نرم امواج اككوستيكي را جذب مي كنند. تنها جايي كه در تالارهاي كنسرت از مواد نرم استفاده مي شود در صندلي ها است.

ساختار تالار كارنگي نيويورك (Carnegie Hall) كه در زير نمايش  داده شده است بسياري از مشخصه هاي مرسوم در تالارهاي كنسرت و تئاترها را ... كه شامل پرده هاي سنگين، چهلچراغها و ديوارهاي نقاشي شده به سبك فرسكو است. ديوارهاي كاملاً صاف و صيقلي جديد آديتوريوم و سقف گنبدي در ايجاد آكوستيك افسانه اي اين تالار كمك مي كند.

سطوح زبر نيز براي پراكنده و متفرق كردن امواج در تمام جهات مورد استفاده قرار مي‌گيرند، از اين خاصيت ممكن است در تالارهاي كنسرت براي خلاصي از اكوها و انعكاساتي از این دست استفاده شود.       

آکوستیک سالن‌های موسیقی و بلندي صدا؛‌

نكته كليدي در داشتن يك اكوستيك خوب اين است كه شنوندگان بتوانند اركستر را به خوبي و كاملاً واضح بشنوند. لئو بربانك (Leo Beranek) مهندس صدا در قرن بيستم در اين باره مي‌نويسد: شور و شعف شنيدن B minor Mass باخ يا سمفوني نهم بتهوون يا سمفوني هشتم مالر (Mahler) تنها بر اساس كيفيت اركستر و تفسير و اجراي رهبر اركستر تعيين نمي‌شود، بلكه بي‌اندازه با  پاسخ و واكنش ديناميكي تالار كنسرت ارتباط دارد. منظور از پاسخ هم حمايت و پشتيباني كامل از بخش‌هاي پيانيسيمو و سطوح باشكوه فورتيسيمو است.

آکوستیک سالن‌های موسیقی و شنیدن موسيقي بي نقص؛‌

هيچ اشکالی ندارد که Ring cycle واگنر را در كليساي كينگز كالج كمبريج بشنويد يا يك قطعه تناوب خواني (پادصدايي-antiphony) از گابريلي را در خانه اپرا در ایالت باواریا گوش كنيد چرا كه هم واگنر هم گابريلي موسيقيشان را با در نظر گرفتن آكوستيك‌هاي خاص نوشته‌اند. واگنر يك خانه اپرا در باواریا (كه در شكل زير نمايش داده شده و هنوز هم كارهاي وي در این سالن اجرا مي‌شوند) طراحي كرده و گابريلي نیز طراحي داخلي شگفت‌انگيز سنت ماركز باسيليكا در ونيز را برعهده داشته است.   

آکوستیک سالن‌های موسیقی و حذف صداهاي ناخواسته؛‌

صداي محيط بيرون از هر تالار يا سالن كنسرت به دو شکل به داخل راه پيدا می‌كند: از طريق هوا يا از راه سازه‌ی خود ساختمان. بريج واتر هال در منچستر كه در تصوير زير ديده مي‌شود روي فنرهايی ساخته شده است تا این فنرها به كاهش صداهايي کمک کنند که در اثر ترافيك يا مترو در عمارت سالن رسوخ می‌کنند. بر همین منوال بسياري از سالن‌هاي كنسرت مدرن با يك فاصله هوايي احاطه شده‌اند تا از از ورود صداهاي محيط اطراف به داخل تالار و تداخل آن‌ها با امواج موسيقيايي جلوگيري كنند.  

آکوستیک سالن‌های موسیقی و پژواك و طنين؛

طنين يا پژواك همان مدت زماني است كه براي از بين رفتن صدا در فضا لازم است. مكان‌هايي نظير كليساي كينگز كالج در كمبريج، مدت زمان پژواك يا طنين طولاني‌تري دارد در حالي كه مكان‌هايي كه مواد و اشياي نرم در آنها استفاده شده است تقريباً هيچ پژواكي و طنيني ندارند.

اتاق و فضايي كه در آن به موسيقي گوش مي‌دهيم، روي آنچه كه مي‌شنويم تأثير مهمي دارد. در اينجا برخي از اصولي كه براي بالا بردن كيفيت اكوستيكي يك آديتوريوم بايد مد نظر داشت عنوان مي‌گردد. البته در طراحي آديتورريم‌ها و چنين فضاهايي علم دقيقي وجود ندارد و معمولاً با سعي و خطا همراه است.   

آکوستیک سالن‌های موسیقی و انتشار صوت در آديتوريم؛

انرژی صوت با سرعت 340 متر بر ثانيه در فضا پخش مي‌شود و هنگاميكه صدا از يك منبع در اديتوريوم ايجاد مي‌شود معمولاً 0.01 تا 0.2 ثانيه طول مي‌كشد تا به شنونده برسد. به مدت زمان كوتاهي بعد از رسيدن اين امواج مستقيم، يك سري از امواج انعكاسي از سطوح مختلف (ديواره‌ها و سقف) به شنونده مي‌رسد. اين انعكاس‌های اوليه معمولاً در مدت زماني در حدود 50 ميلي‌ثانيه رخ می‌دهد. پس از اين انعكاس‌هاي اوليه، انعكاس‌هاي بعدي معمولاً داراي دامنه كمتر بوده و فواصل زماني كمتري از يكديگر دارند. همين انعكاس‌ها هستند كه با هم ادغام مي‌شوند و پژواك يا انعكاس‌هاي پسين ناميده مي‌شوند.

اگر منبع توليد صوت به طور پيوسته صدا توليد كند، صداي انعكاسي تا اندازه‌اي ساخته مي‌شود كه به يك سطح تعادل برسند. هنگامي كه صدا متوقف مي‌شود سطح صدا در نرخي كم و بيش ثابت كاهش مي‌يابد تا اينكه ديگر شنيده نمي‌شود. صداهاي ناگهاني و تكانه‌اي صداي پژواك، سريعاً شروع به تباه شدن مي‌كند.    

آکوستیک سالن‌های موسیقی و صداي مستقيم و  انعكاس‌هاي اوليه؛‌

با هر بار دو برابر شدن فاصله از منبع صوت صداي مستقيم تا 6 دسيبل كاهش مي‌يابد. سيستم شنوايي ما سمت و جهت منبع صوتي را از امواج مستقيمي تشخيص مي‌دهد كه به گوش مي‌رسند. منبع در جهت اولين اصواتي درك مي‌شود كه به گوش مي‌رسند البته به شرطي كه: 1) امواج صوتي پشت هم در 35 ميلي‌ثانيه برسند. 2) امواج صوتي متوالي داراي طيف و زماني تا حدي مشابه با اولين موج صوتي باشند. 3) امواج صوتي متوالي خيلي بلندتر از اولين موج صوتي نباشند. اين پديده به عنوان اثر تقدم (precedence effect) شناخته مي شود.

طبق مطالعه انجام شده توسط لئو بربانك (Leo Beranek-1962) به يك كنسرت هال هنگامي اصطلاح intimate اطلاق مي‌شود كه زمان تأخير بين موج مستقيم و اولين موج انعكاسي كمتر از 20 ميلي‌ثانيه باشد. اولين انعكاس‌ها معمولاً از نزديك‌ترين ديوار جانبي يا از سقف به كساني می‌رسد كه در مركز نشسته‌اند. انعكاس‌ها از سقف يا انعكاس دهنده‌هاي بالاي سر از نظر ادراكي همانند ديواره‌هاي جانبي مطلوب نيستند.

آکوستیک سالن‌های موسیقی و انعكاس‌هاي پسين؛

در طي انتشار يك صداي پيوسته، هنگامي به سطح صداي انعكاسي (سطح پژواك) مي‌رسيم كه نرخ توليد انرژي توسط منبع برابر با نرخ جذب صدا توسط اتاق و اشياء و محتويات موجود در اتاق باشد. انعكاس‌هاي زياد از حد امواج صوتي ممکن است به از دست رفتن شفافيت صدا منجر شود.

در يك اتاق خالي كه تمامي سطوح، مقدار يكساني از امواج صوتي كه به آنها مي‌رسند را جذب مي‌كنند، زمان انعكاس (طنين يا پژواك) در تئوري، متناسب با نسبت حجم به سطح مقطع است. زمان انعكاس معمولاً به عنوان مدت زمان لازم براي اينكه سطح صوت تا 60 دسيبل كاهش مي‌يابد.

محاسبه زمان انعكاس (پژواك)؛

زمان پژواك با فرمول RT=0.161V/A  تعيين مي‌شود كه V ‌حجم اتاق و A سطح مؤثر جذب كلي است. سطح جذب كلي به عنوان مجموع تمامي سطوح در اتاق محاسبه مي‌شود كه هر سطح در يك ضريب جذب خاص ضرب مي‌شود.  

محاسبه مقدار جذب هوا؛‌

هوا مقدار قابل‌ توجهي امواج صوتي با فركانس بالا را جذب مي‌كند. مقدار جذب امواج صوتي در هوا با فرمول RT=0.161V/(A+mV)  محاسبه مي‌شود كه m يك ضريب ثابت است كه با تغيير دما، رطوبت و فركانس تغيير مي‌كند.

آکوستیک سالن‌های موسیقی و معيارهاي آكوستيك خوب؛‌

مدت زمان بهينه انعكاس، مصالحه‌اي است بين شفافيت (كه نيازمند زمان انعكاس كم)، شدت صوت (كه نيازمند سطح انعكاس بالا) و ماندگاري (که نيازمند يك مدت زمان انعكاس طولاني است). به نظر مي‌‎رسد امواج صوتي انعكاسي از جوانب، در پژواك (طنين) كلي اتاق مهم هستند.

ويژگي‌هاي اكوستيكي مهم تالارهاي كنسرت كه مد نظر هستند عبارتند از intimacy، ماندگاري، گرمي و بلندي صداي مستقيم، سطح صداي انعكاسي، شفافيت يا روشني، تعادل،‌ بالانس و تركيب، اثر كلي و خالي از نويز بودن.

علاوه بر خصوصيات فوق، ادراك، تصوير مكاني و زمان تباه شدن اوليه نيز مهم هستند. درك مكاني وابسته به خصوصيت‌‌هاي انعكاس‌هاي اوليه از بالا و به ويژه از جوانب است. نرخ اوليه تباه شدن پژواك از نظر ادراكي مهمتر از زمان انعكاس كلي است. در طراحي آديتوريوم بايد از اكوها، اكوهاي لرزان، تمركز صدا، سايه‌هاي صدا و نويزهاي پس زمينه اجتناب كرد.

هرچه زمان ميرايي اوليه بزرگ‌تر باشد (تا دو ثانيه)، براي تالارهاي كنسرت بهتر است. بالاي دو ثانيه عكس اين امر صادق است. به همین دلیل تالارهاي باريك معمولاً به تالارهاي عريض ترجيح داده مي‌شوند. تالارهاي كنسرت بايد حداقل يك خم NC-20 و ترجيحاً خم NC-15 داشته باشند.