ACUSTICA SALILORMariana Cristina STAN 2009

ASPECTE IN SI IN

ALE

ACUSTICII DE

MUZICALE STUDIOURILE INREGISTRARI SALILE DE CONCERTE

Lucrarea evidentiaza legatura dintre: - muzica, - acustica muzicala , - acustica arhitecturala si subliniaza principalele cerinte acustice ale unor studiouri muzicale si sali de concerte.

Acustica este o parte a fizicii care se ocupa cu studiul fenomenelor de producere, propagare, receptie a sunetelor, precum si cu efectele acestora.

Acustica muzicala defineste corespondentele intre emisia si receptarea muzicii.

CARACTERISTICILE

FIZICE

ALE SUNETULUI (1)

- Viteza de propagare a sunetului ( v ) este distanta, in metri, parcursa de un sistem de unde in unitatea de timp( secunda ) , intr-un mediu dat ; depinde de natura, de temperatura si presiunea mediului. Viteza sunetului in aer se noteaza cu c ( de la fr. clrit ).

- Perioada de propagare ( T ) este intervalul minim de timp dupa care unda isi reia valoarea si sensul initiale.

- Lungimea de unda ( ) este distanta, in metri, pe care se propaga unda, in timpul unei perioade T.

= vT =

v f

- Frecventa de propagare ( f ) reprezinta numarul de oscilatii complete ale undei sonore inunitatea de timp; se masoara in Hz sau 1/s.

f =

1 T

CARACTERISTICILE

FIZICE

ALE SUNETULUI (2)

- Intensitatea undei ( I ) este energia transferata de unda in unitatea de timp, prin unitatea desuprafata perpendiculara pe directia de propagare a undei.

- Nivelul de intensitate acustica ( nivel sonor ) masurat in beli ( B ),L = lg I I0

in care: I0 = 10 -12 W/m2 , reprezinta valoarea de referinta , sau, masurat in decibeli ( dB ):L = 10 lg I I0

Deci, decibelul este nivelul de intensitate acustica a unui sunet care are o intensitate de 1,26 ori mai mare decat intensitatea de referinta. - Durata sunetului, masurata in secunde (s); durata minima necesara perceperii distincte a unui sunet este de circa 0,05 secunde, dar depinde si de frecventa, scazand odata cu cresterea acesteia. De exemplu: un sunet cu frecventa de 100 Hz trebuie sa aiba cel putin 0,025 s, in timp ce unul cu frecventa de 3000 Hz, cel putin 0,002 s.

Domeniul audibil

Nivel sonor

Domeniul muzicii

Domeniul vorbei

Acustica in constructii

Frecventa

DOMENIUL AUDIBIL*Pentru om, domeniul audibil este , ca frecvente, intre 16 si 16000 Hz, iar ca nivel sonor, intre 0 dB ( natura statica, fara vant ) , si 120 dB ( avion cu reactie ). Conversatia normala poate avea circa 50 60 dB, in timp ce nivelul sonor din discoteci poate ajunge la 100 110 dB.* Walter Blsi Fisica applicata alledificio, Gruppo Editoriale Esselibri Simone, Italia, 2008

SCARA NIVELURILOR DE INTENSITATE*L [ dB ]

* Catalog AMF -2007

Aparatul de masura a nivelului de intensitate sonora se numeste analizor de sunet sau sonometru; el este calibrat in decibeli.

CARACTERISTICILE- Directivitatea

FIZICE

ALE SUNETULUI (3)

O sursa sonora care emite energia in mod uniform, in toate directiile, este o sursa OMNIDIRECTIONALA. Sunetul este cu atat mai directional cu cat frecventele sunt mai inalte. Directivitatea vocii umane*a = 420 Hz b = 1100 Hz c = 3400 Hz d = 9200 Hz

Directivitatea viorii*= 200 Hz = 500 Hz = 1000 Hz = 2000 Hz = 4000 Hz

Se constata ca emisia vocii umane este directionala ( in toata gama de frecvente ), vioara este mai putin directiva, iar directivitatea clarinetului creste cu frecventa

Directivitatea clarinetului*= 200 Hz = 500 Hz = 1000 Hz = 2000 Hz = 4000 Hz

* Moreno MOLINA, Accademia di architettura di Mendrisio , Elvetia, 2005

e ai vt c ei D t t i r

e ai vt c ei D t t i r

STUDIOURI DE INREGISTRARI

CLASIFICAREA STUDIOURILOR DE INREGISTRARI IN FUNCTIE DE PERFORMANTELE OBTINUTEHOME - poate fi amenajat intr-o zona mai putin circulata a unei camere; se pot face inregistrari muzicale nepretentioase. PROJECT - destinat unor proiecte mai complexe, poate fi compus dintr-o camera de mixaj ( regie ) de dimensiuni medii si o cabina mica pentru inregistrat voci sau instrumente. PROFESSIONAL - dedicat realizarii productiilor audio de inalta fidelitate. Camera de mixaj ( regie ) este construita in tehnologie casa in casa, la fel ca si camera de inregistrare, cu care comunica printr-un geam dublu sau triplu, numit ochi de ciclop astfel incat izolarea fonica este foarte ridicata.

CRITERII DE APRECIERE A ACUSTICII STUDIOURILOR (1) Durata de reverberatie TT - timpul ce trece din momentul in care se opreste emisia sonora ( dupa ce sunetul emis intra in regim constant ) pana in momentul in care intensitatea sonora descreste pana la 10-6 din valoarea sa initiala sau nivelul de intensitate sonora scade cu 60 dB .IRW /A

tE b Stabilizarea ta lisse e t d mn u so r e e n v rb r sunetului reverberatRegim Rg e im p rm n n e constant aet

E tin tio d so x c Stingerea n u n r e reverberat v rb r sunetului e

EMISIA SONORA E I S NS N R MS IO O O E

(Cours de Physique du son Olivier CALVET, Universite Marne- la Vallee Paris, 2007)

Durata de reverberatie depinde atat de volumul spatiului, cat si de tratamentele acustice amplasate pe elementele constructive ale acestuia.

Din punct de vedere fizico-mecanic, tratamentele acustice se clasifica in : absorbanti porosi ( vata minerala, tencuieli poroase ) ; membrane vibrante ( placi subtiri din lemn , la o distanta de elementul suport ) ; rezonatori, caracterizati printr-un gat cu diametru d, urmat de o cavitate cu volum V

Grecii antici asezau amfore cu rol de rezonatori sub gradenele teatrelor in aer liber.

(La mii de ani si kilometri distanta, satenii din Slon (Valenii de Munte) au asezat ulcioare in pronaosul bisericii, cu acelasi rol de rezonatori)

EXEMPLU DE DURATA DE REVERBERATIE IN HOME STUDIO ( Studio mansardat Bucuresti )

Durate de reverberatie 125 T max.adm.*) T real Tmin. adm.*) 1,13 1,08 0,64 250 0,96 0,84 0,64

T(s) la frecventa (Hz) 500 0,96 0,72 0,64 1000 0,96 0,71 0,64 2000 0,96 0,90 0,64 4000 0,96 0,94 0,64

*)se alege in functie de volum si genul de muzica; in cazul acestui studio, Tmediu = 0,8 s

EXEMPLU DE DURATA DE REVERBERATIE IN PROJECT STUDIO ( Studio TABOO ARAD )

Nr. crt.

Situatia masurata

Durate de reverberatie 125 T max. adm.*) T real T min. adm.*) 0,57 0,33 0,32 0,72 0,39 0,40 250 0,48 0,32 0,32 0,60 0,40 0,40

T (s) la frecventele (Hz): 500 0,48 0,36 0,32 0,60 0,45 0,40 1000 0,48 0,34 0,32 0,60 0,41 0,40 2000 0,48 0,33 0,32 0,60 0,39 0,40 4000 0,48 0,32 0,32 0,60 0,37 0,40

1

STUDIO

2

REGIE

T max. adm.*) T real

T min. adm.*) T mediu studio = 0,4 s T mediu regie = 0,5 s

EXEMPLU DE DURATA DE REVERBERATIE IN PROFESSIONAL STUDIO ( Studio 4 Stereo Societatea Romana de Radiodifuziune )

Durate de reverberatie *) 125 T max. adm. T real Tmin. Adm. 0,50 0,36 0,20 250 0,40 0,36 0,20

T(s) la frecventa (Hz) 500 0,40 0,30 0,20 1000 0,40 0,28 0,20 2000 0,40 0,28 0,20 4000 0,40 0,28 0,20

*) In situatia studiourilor si regiilor tehnice profesioniste ( asa cum este cazul studioului 4 stereo din Societatea Romana de Radiodifuziune ), duratele optime sunt stabilite prin Decizia CNA nr. 170/1993

CRITERII DE APRECIERE A ACUSTICII STUDIOURILOR (2)

DifuzitateaCand o unda sonora intalneste un obstacol, o parte a undei se reflecta, dupa un unghi r egal cu unghiul de incidenta i

Dar cand suprafata obstacolului prezinta unele neregularitati cu dimensiuni comparabile cu lungimea de unda a sunetului, se produce fenomenul de difuzitate.

EXEMPLE DE CORPURI DIFUZANTE IN STUDIOURI Studioul teritorial de radio Cluj - Napoca

SALI DE CONCERTE

CRITERII DE APRECIERE A ACUSTICII IN SALILE DE CONCERTE (1)

DURATA DE REVERBERATIEDurata de reverberatie T este cel mai raspandit criteriu de apreciere acustica a salilor de auditie. Pentru fiecare sala ( in functie de volumul acesteia si de tipul de productie ) se alege o durata de reverberatie optima :Tm( s )

2 , 0 1 , 8 1 , 6 1 , 4 1 , 2 1 , 0 0 , 8 0 , 6 m u z i c c o r a l s i m , o r g

c o n c e r t e o p e r m u z i c t e a t r e , m u z i c c in e m s

f o n i c e , p o p u l a r e

u o a r li d e d e

c o n f e r i n

c a m e r

a t o g r a f e

300

600

900

1200

1500 1800

2100 2400

3000 3600

6000

(

V

m

)

T se masoara in situ prin redarea unui semnal de timp impuls: un sunet scurt si puternic, si prin masurarea descresterii nivelului sonor, in diferite puncte din sala - in care se plaseaza microfonul.

Pentru emiterea unui semnal de tip impuls se pot utiliza : un pistol ; spargerea unui balon ; batut din palme. In cadrul Laboratorului de Acustica de la Facultatea de Inginerie Electrica din Belgrad a fost conceput un obiect din lemn, an wooden clapper , destinat producerii sunetelor de tip impuls ( asemanator instrumentului de percutie numit bici )

DURATA DE REVERBERATIE IN SALA PALATULUI BUCURESTIRezultatele pun in evidenta faptul ca parametrii acustici ai Salii Mari a Palatului din Bucuresti se incadreaza in valorile admisibile pentru care a fost proiectata, conform legislatiei tehnice in vigoare ( STAS 9783/0 - 84 Acustica in constructii. Parametri pentru proiectarea si verificarea acustica a salilor de auditie publica ): PRODUCTII VORBITE ( CONFERINTE, TEATRU ), PRODUCTII CINEMATOGRAFICE, CONCERTE DE MUZICA USOARA/ POPULARA Pentru desfasurarea in bune conditii a CONCERTELOR SIMFONICE, sala trebuie reamenajata( Pentru festivalul George Enescu din septembrie 2007 , sala a fost dotata cu 120 difuzoare amplasate pe tavanul si peretii salii, iar durata de reverberatie a fost stabilita la 1,7 s si monitorizata cu ajutorul calculatorului pe durata tuturor concertelor , de catre o echipa din Germania, condusa de prof. Wolfgang AHNERT. Pe scena au fost aplicate panouri difuzante ( proiectate de prof. univ. dr. arh. Marius Smigelschi ), pentru imbunatatirea auditiei intre partidele de instrumente ) Durate de reverberatie 125 T maxim*) 1,69 1,178 0,96 250 1,44 0,978 0,96 T (s) la frecventa (Hz) 500 1,44 0,969 0,96 1000 1,44 0,963 0,96 2000 1,44 0,959 0,96 4000 1,44 0,943 0,96

T realT minim*)

*) pentru Tmediu = 1,2

s

MASURAREA DURATEI DE REVERBERATIE PE MACHETE SALA MARE DIN PALATUL MUZICII - MOSCOVA

Sala Mare de Concerte din Palatul Muzicii din Moscova are o capacitate de 1800 locuri. Durata de reverberatie a salii poate fi modificata printr-un panou acustic reflectant din ipsos si lemn ( asa-numita canopy ) si diverse jaluzele acustice reflectante, in 3 moduri diferite, in functie de genul de muzica ( concerte simfonice, muzica de camera, concerte de orga). Rezultatele activitatii de proiectare s-au verificat cu ajutorul masurarilor pe o macheta la scara 1 : 10

Determinarile au fost efectuate cu o sursa sonora asezata pe scena si cu microfoanele in diverse puncte din sala. A fost obtinuta o durata de reverberatie medie Tmediu = 2,3 s la 1000 Hz.

CRITERII DE APRECIERE A ACUSTICII IN SALILE DE CONCERTE (2)

UNIFORMITATEA SPATIALA (T)- Uniformitatea spatiala dintr-o sala pune in evidentascaderea nivelului sonor in functie de distanta dintre sursa sonora si punctul auditiei . Pentru salile de concerte, uniformitatea admisibila este : T 0,8 dB/m STUDIU DE CAZ DETERMINAREA UNIFORMITATII SPATIALE IN SALA EUTHERPE A UNIVERSITATII SPIRU HARET

CRITERII DE APRECIERE A ACUSTICII IN SALILE DE CONCERTE (3) DIFUZITATEADifuzitatea se bazeaza pe dispersia maxima a undei sonore ( un camp sonor perfect omogen constituie un camp sonor difuz ). Pentru a crea un camp cat mai difuz, pot fi asezate elemente difuzante in scena sau in sala.

Un exemplu de elemente difuzante demontabile, pentru scena, il constituie panourile Diva Acoustic Shell [36]

LUCERNA ELVETIAPanourile difuzante fac ca atat in scena cat si in sala, auditia sa fie perfecta in orice loc.

LUCERNA - ELVETIA

LUCERNA - ELVETIA

CRITERII DE APRECIERE A ACUSTICII IN SALILE DE CONCERTE (4) CLARITATEA C 80Claritatea C 80 , in dB,defineste modul in care un sunet se detaseaza de altele, in cadrul unei fraze muzicale. Pentru muzica, se recomanda claritatea intre 3dB si +3dB. Pentru exemplificare, am ales sala de concerte din Dallas, S.U.A. Cea mai vizibila dintre particularitatile acustice ale salii o reprezinta cele patru suprafete boltite reflectante de deasupra scenei, ce se pot deplasa pe verticala, contribuind la cresterea claritatii si facand ca fiecare membru al orchestrei sa-l auda pe celalalt

CRITERII DE APRECIERE A ACUSTICII IN SALILE DE CONCERTE (5) BALANSUL BBalansul B pune in evidenta echilibrul intre sunetele produse de partidele instrumentale sau vocale . Una dintre cele mai novatoare sali moderne este sala de concerte din Berlin, Germania

Spiritul indraznet al acestei conceptii releva un caracter unic, bazat pe ideea formidabila de a plasa orchestra in mijlocul spectatorilor.

SALA DE CONCERTE - BERLIN

Capacitatea totala a salii este de 2230 locuri.

Gradenele sunt repartizate pe platouri cu inclinari diferite, iar orientarea peretilor laterali participa activ la crearea reflexiilor complexe ce contribuie la realizarea balansului optim intre grupele de instrumente si solisti.

PROIECTUL FILARMONICII DIN PARIS

Jean Nouvel, unul dintre cei mai mari arhitecti ai lumii contemporane ( distins in martie 2008 cu premiul Pritzker - numit si premiul Nobel al arhitecturii ) a castigat, cu echipa sa, concursul de creatie pentru noua sala a Filarmonicii din Paris, cu 2400 locuri, ce se va construi in parcul La Villette.

Pentru cresterea claritatii si asigurarea balansului, pe tavanul scenei si al salii sunt panouri acustice, la diferite inaltimi. Deschiderea este programata pentru anul 2012.