Kiekvienai patalpai, priklausomai nuo paskirties ir tūrio, keliami skirtingi akustiniai reikalavimai, kurių nemaža dalis yra aprašyta standartuose. Labai svarbu dar projektavimo stadijoje priimti sprendimus, kurie lemtų patalpų akustiką ir tai, kaip jose dirbantys ar esantys žmonės priima garsus.
Architektūrinės akustikos istorija
Architektūrinė akustika turi labai turtingą istoriją. Pradžią rasime gilioje senovėje: iš pradžių gigantiškuose kulto pastatuose, o vėliau ir didelėse susirinkimams ar renginiams skirtose erdvėse. Neabejojama, kad Asirijos, Babilono, Senovės Egipto šventyklų statytojai žinojo, kaip sklinda garsas, kaip jis atsispindi nuo sienų, nes to meto šventyklos kerėti turėjo viskuo: įspūdingu dydžiu, unikalia architektūra, milžiniškomis skulptūromis ir galingu garsu. Senovės graikai irgi turėjo suvokimą apie akustiką ir jau ištirta, kad jų sprendimai buvo racionalūs, o ne atsitiktiniai. Graikų tradicijas perėmė romėnai, statę įspūdinga akustika pasižyminčius amfiteatrus.Tačiau senovės statytojai turėjo kitokią užduotį nei dabartiniai - akustika turėjo stiprinti natūralų garsą. Šiais laikais, net 200-300 vietų salėse naudojamas įgarsinimas, tad akustika dažniausiai turi ne stiprinti, o slopinti. XVIII-XIX a. statytojai jau susidūrė su panašiomis problemomis - sparčiai populiarėjo opera, buvo statoma daug teatrų ir teko spręsti, kokia turi būti salės forma, dydis, kaip turi būti išdėstytos garsą sugeriančios medžiagos, kad visi, tiek muzikantai, tiek dainininkai, tiek klausytojai, turėtų kuo geriausias sąlygas klausytis muzikos. XIX a. akustikos mokslas vystėsi labai sparčiai, o šio amžiaus pabaigoje ir XX a. pradžioje JAV fiziko Walleso Sabine eksperimentai, atskleidę ryšį tarp patalpos geometrijos ir jos akustinių savybių, padėjo tvirtus architektūrinės akustikos pamatus.
Garso kokybė šiais laikais svarbi ne tik arenose, koncertų salėse, teatruose, bet ir kasdieniniame gyvenime - automobilyje, biure, gamyklos ceche, prekybos salėje. Vienur mums reikia kokybiško garso, kitur tylos, dar kitur aiškiai girdimo pokalbio.
Pagrindinės patalpų akustikos problemos
Paaiškinti patalpų akustines problemas galima ir paprastai, nesigilinant į niuansus ir išskiriant tik tris pagrindines problemas:- Tiesioginio garso ir atspindžių girdėjimą vienu metu.
- Flutter aidą.
- Stovinčias bangas.
Flutter aidas irgi yra tos pačios kilmės, tik jis apibūdina tarp dviejų sienų besiblaškantį aukštų dažnių garsą. Tada girdimas „metalinis“ aidas, dažniausiai kylantis kietas ir lygiagrečias sienas turinčiose patalpose. Toks aidas akustikai suteikia labai nemalonų atspalvį. Stovinčios bangos, kurios dažnai ignoruojamos, atsiranda, kai bangos ilgis atitinka atstumą tarp sienų. Jas išgirsti lengva, pasivaikščiojus po patalpą: jei vienose patalpos vietose žemi dažniai garsesni, o kitose tylesni, tai reiškia, kad girdite stovinčias bangas.
Akustinis modeliavimas
Akustinis modeliavimas leidžia greičiau suvokti tiek pirmiau minėtas, tiek kitas projekto problemas, priimti pasvertus sprendimus. Akustinio modeliavimo programos sukuria skaitmeninės patalpos ir jos akustikos modelį, parodantį, kaip sklinda garso bangos, kaip jos atspindi, kaip viskas keičiasi kintant aplinkos sąlygoms. Akustinis modeliavimas pirmenybę teikia garso atspindžiams ir garso sugeriamumui, tiria atsispindėjusių garsų įtaką kalbai, muzikai ir pan.Yra daug akustiniam modeliavimui skirtų programų, tokių kaip „Odeon“, „Ease“, „Catt Acoustic“, „Cara“, „Ramsete“, „Ulysses“ ir kt. Jų privalumas - galimybė greitai apskaičiuoti pagrindinius patalpos parametrus: aidėjimo laiką (RT-60), muzikos ar balso raišką (C), kalbos perdavimo indeksą (STI). Apskaičiuojant pagrindinius patalpos parametrus, atliekama patalpos akustinė analizė, kas dar projektavimo stadijoje leidžia optimizuoti patalpos akustiką.
Akustinio modeliavimo įrankiai turi ir trūkumų, ir dažniausiai pasitaikantis - skaičiavimo paklaidos, atsirandančios dėl to, kad matematinis modelis neįvertina visų, akustikai įtakos turinčių veiksnių, nes jų yra be galo daug. Tačiau ne visada tos paklaidos, jei kalbama apie architektūrinę akustiką, yra reikšmingos.
Garso sklaidos teorijos
Yra trys teorijos, nusakančios garso sklaidos procesą patalpose. Vienas jų statistinis metodas, besiremiantis idealios patalpos modeliu. Šiuo atveju vertinamas patalpos tūris, garsą atspindinčių plokštumų (sienų, lubų, grindų) plotai, bet nevertinama jų forma, garsą sugeriančių medžiagų išdėstymas, kas turi labai didelę įtaką patalpos akustikai.Bangų metodas duoda tikslesnį rezultatą, tačiau yra sudėtingesnis ir ilgesnis. Šis metodas įvertina interferenciją, difrakciją ir kitus su bangomis susijusius efektus, tačiau dėl savo sudėtingumo komerciniuose projektuose naudojamas ribotai. Labai dažnai naudojama savotiška geometrinė akustika, turinti nemažai bendro su optika, nes priimama, kad garso bangos sklinda kaip šviesos bangos ir atsispindi nuo paviršių, taip kaip atsispindi šviesa (t. y. kokiu kampu krenta, tokiu ir atsispindi).
Akustikos valdymas
Standartiniai architektūrinės akustikos valdymo sprendimai - naudoti garsą sugeriančias medžiagas ir garso atspindžių sklaidytuvus, kurie atspindžius paskirsto visoje patalpoje. Jei patalpos geometrija neleidžia užtikrinti kokybiškos akustikos, tada naudojamos specialiosios akustinės medžiagos. Bet tokias problemas reikia spręsti dar projektavimo stadijoje.Akustika yra multifizikinis reiškinys, todėl, modeliuodami būsimų patalpų akustiką, inžinieriai turi vertinti įvairiausius fizikinius reiškinius ir jų tarpusavio sąveiką. Tai sudėtingas procesas, todėl, siekiant sutrumpinti tokio modeliavimo laiką, pasirenkamas kompiuterinis patalpos akustikos modeliavimas.
Garso sugėrimo medžiagos
Kaip rašoma spaudos pranešime, garso absorbcija - tai medžiagos savybė sugerti garso energiją. Kuo didesnė paviršiaus garso absorbcija, tuo mažiau garso jis atspindi. Ši savybė leidžia sumažinti garso atspindžių kiekį patalpoje arba, kitaip tariant, aidėjimą.„Akustinės - perforuotos - gipso plokštės, pastebimai pagerina patalpos akustiką. Toks gipsas, priklausomai nuo perforavimo būdo, gali sugerti, atspindėti arba išsklaidyti garsą. Šiose plokštėse yra daugybė mažų skylučių, į kurias patekęs garsas yra sugeriamas kitoje plokštės pusėje esančio specialaus austo izoliacinio sluoksnio. Nors tam tikromis, net ir minimaliomis, akustinėmis savybėmis pasižymi daugelis gipso plokščių, tikro akustinio gipso parametrai Lietuvoje yra aiškiai reglamentuoti. Šiandien gaminamas perforuotas gipsas gali sugerti nei iki 90 proc. Naudojant gipskartonio plokštes sienos gali būti papildomai pastorinamos, sukuriant storoms mūrinėms senamiesčio sienoms nenusileidžiantį garso izoliacijos efektą.
Tokiu atveju specialistai patalpos akustiką gali pagerinti naudodami akustinį tinką - nedidelio tankio garsą absorbuojančią medžiagą, kuri garso balansą patalpoje pagerina dėka neglotnaus paviršiaus ir porėtos struktūros.
Garso izoliacija
Statybos techninis reglamentas Lietuvoje garso izoliacijos parametrus numato žymėti raidėmis nuo A (didelė garso izoliacija) iki E (maža garso izoliacija).Izoliavus iš aplinkos mūsų namus pasiekiantį triukšmą, namuose kartais lieka ne visuomet malonus aido ir gaudžiančios erdvės pojūtis. Svarbiausia tinkamai išnaudoti erdvę patalpoje įvairiuose lygiuose: pavyzdžiui, jeigu jūsų namai pasižymi aukštomis lubomis (kas, tinkamai kuriant interjerą, yra didžiulis privalumas) panaudokite šią erdvę užpildydami ją aukštomis knygų lentynomis.
Akustika kultūros paveldo objektuose
Tiesa, naudoti gipso plokštes kartais neleidžia patalpų specifika, pavyzdžiui, to negalima daryti architektūrinio paveldo objektuose.Projektų pavyzdžiai
Projektuojant architektūrinę akustiką ypatingai svarbus savalaikis akustiko įsitraukimas į planavimo procesą, ypač akustinėse patalpose. Rengiant architektūrinės akustikos projektus, mums ypatingai svarbus estetinis vaizdas, todėl dirbame kartu su architektais, maksimaliai prisitaikydami prie interjero koncepcijos.Štai keletas pavyzdžių:- Vilniaus kongresų rūmai: Projekto tikslas - atlikti Vilniaus kongresų rūmų rekonstrukcijos darbus, pritaikant erdvę simfoninio orkestro veiklai.
- Nemenčinės daugiafunkcinis kultūros centras: Nemenčinės kultūros centro rekonstrukcijos metu buvo suprojektuota renginių salės akustika. Sprendiniai pritaikyti užtikrinti kokybišką garso sklidimą tiek gyviems pasirodymams, tiek kalbiniams pranešimams, parinktos tinkamos akustinės medžiagos ir išdėstymas, užtikrinantis patogią klausymosi patirtį visiems salės lankytojams.
- Lenkų kultūros namai Vilniuje: Vilniaus lenkų kultūros namuose rengiama nauja universali salė su išskirtiniais interjero dizaino sprendiniais. Didysis salės akcentas bus dviejų spalvų lamelės.
- Lietuvos nacionalinis dramos teatras: Lietuvos nacionaliniame dramos teatre projektuojamos kelios akustiškai jautrios erdvės: naujoji muzikinio teatro salė, garso įrašų studija, mažoji salė ir vaidybos salė.
- Kino centro Romuva rekonstravimas: 1938 - 1940 Architekto Nikolajaus Mačiulskio suprojektuotas kino teatras „Romuva“ priskiriamas Art Deco, funkcionalistinio/modernizmo architektūros stiliui.