Гармония архитектуры и акустики

Анатолий Петрович Кочнев, 2016

Монография посвящена результатам авторских проектных разработок и исследований объектов духовной жизни человека в гармонии архитектуры и акустики храмовых, театральных, спортивных сооружений: от известного нам Кромлеха Стоунхенджа в английском графстве Солсбери (третье тысячелетие до н.э.), театральной площадки в Кноссе на острове Крит (XV век до н.э.), амфитеатров на холмах Афин (VI век до н.э.), театра в Пальмире (Сирия) до Государственной академической капеллы, второй сцены Мариинского оперного театра и крупнейшего стадиона «Зенит-Арена» в Северной Пальмире (Санкт-Петербург, Россия).

1. От Стоунхенджа, театральной площадки в Кноссе на острове Крит, греческих и римских театров до храмовых, театральных сооружений и стадиона «Зенит-Арена» на 68 тысяч зрителей в Санкт-Петербурге

Археологическое и историко-культурное открытия древнего памятника — Кромлеха Стоунхенджа в графстве Солсбери (Англия) [3, 5, 9] позволяют провести соответствующий анализ возможных, но далеко не очевидных акустических воздействий этого памятника на человека.

На схематическом плане Стоунхенджа мы даём графическое представление некоторых первых акустических отражений, которые могли формировать реальные акустические эффекты (фокусировку и/или весьма интенсивное усиление, в том числе и — низкочастотной — энергии) в любом секторе Стоунхенджа и любого иного подобного сооружения, составленного из камня (рисунок 1.1).

Эти возможности связаны с надлежащим выбором положения источника звуковой энергии (S) и в зависимости от углов поворота камня Кромлеха в горизонтальной или вертикальной плоскостях.

Одновременно с этим можно сказать, что фокусировка и эффективное усиление звуковой энергии могли быть использованы для каких-либо технологических целей Кромлеха Стоунхенджа и любого иного подобного сооружения, неизвестных нам достоверно.

Слух и центральная нервная система, α-ритмы головного мозга или β-ритмы центральной нервной системы не только древнего, но и современного нам человека, настроенные на слуховые рецепторы и рецепторы центральной нервной системы, дают нам основание так полагать.

Теперь же мы можем только неуверенно предполагать функциональное назначение этих акустических эффектов, но пока воздержимся и от этого, а также и от детализации такого назначения в связи с ненужным здесь удалением от тематики естественной акустики.

Важно лишь отметить, что в выявленной в нашем будущем значимости для человека древнейших сооружений из камня (Кромлеха Стоунхенджа, Блухенджа и других), если они предназначены для этого человека, вполне естественно заключена и архитектурно-акустическая гармония, сопровождающая технологическое предназначение сооружения. Эта гармония некоторым образом и в ряде взаимосвязей демонстрируется на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1

Схематический план Кромлеха Стоунхенджа

S1, S2 — варианты положения источника энергии; a, b, c, d, e, f — первые отражения энергии; 1, 2 — зоны многократного увеличения интенсивности энергии

Ныне известна, например, театральная сценическая площадка в Кноссе на острове Крит, датируемая XV веком до новой эры, в которой для сравнительно небольшого количества зрителей создана система ярусных ступенчатых сидений ( рисунок 1.2 ) [ 6 ].

Дворцовая архитектура и театральная акустика на естественном рельефе, в данном случае гармонично взаимодействуя, могли оказывать на публику исключительно благотворное воздействие.

Залогом такого благотворного воздействия является тщательно продуманное размещение зрительских мест относительно сценической площадки и пространственное взаимодействие рефлекторов (отражателей звука), ярусов для сидения, а так же и сценической площадки ( рисунок 1.3 ) [6].

На рисунке 1.3 можно видеть, что один из рефлекторов (3) формировал структуру первых отражений на левой половине зрительских мест, а второй из рефлекторов (3) — на правой половине зрительских мест.

Известный историк архитектуры И. В.Блохина считает, что «Продолжением идей, которые в примитивном виде содержатся в Стоунхендже, является греческий театр с его центральной частью и круговыми трибунами для зрителей» [3]!!! С автором приведённой цитаты можно с полным основанием согласиться, оставляя вне поля нашего зрения мнение о «..примитивном виде…».

Рисунок 1.2

Взаимосвязь дворцовой архитектуры и театральной площадки в Кноссе на острове Крит (XV век до новой эры)

1 — сценическая площадка; 2 — ярусы сидений для зрителей; 3 — рефлекторы (отражатели звука), предназначенные для наполнения звуковой энергией зрительских мест (для создания наилучшей структуры первых отражений звука на удалённых от сценической площадки местах)

Сооружения Кромлеха Стоунхенджа и их технологическая сущность, на мой взгляд, с энергетической точки зрения очень далеки от примитивности! Они «загадочны», может быть, в какой-то мере, непонятны — да, но не примитивны!

Гораздо позже первых театральных сценических площадок, рассчитанных на сравнительно небольшое количество зрителей, например в Кноссе на Крите, народы, жаждущие общения и зрелищ, начали создавать театры большой вместимости — до десяти и более тысяч человек. Приведём примеры некоторых известных сооружений шестого века до новой эры и более поздних исторических эпох.

Рисунок 1.3

Театральная дворцовая площадка в Кноссе на острове Крит (XV век до новой эры)

1 — сценическая площадка; 2 — ярусы сидений для зрителей; 3 — рефлекторы (отражатели звука), предназначенные для наполнения звуковой энергией зрительских мест (для создания наилучшей структуры первых отражений звука на удалённых от сценической площадки местах)

Первые такие театры выбирались в естественной природной среде — под открытым небом и на склонах холмов (рисунки 1.4 и 1.5) [ 7 ].

Театр Диониса в Афинах построен на скалах южного склона Акрополя.

Природа создавала роскошные декорации — безоблачное небо, чёрные грозовые тучи, громы, молнии и шум моря.

В скалах было удобно устраивать и сиденья для зрителей. Склоны холмов настолько были удобны; скалы настолько зрительно защищали театры по их внешней границе, что решено было и стены театров не возводить. Стены строились только в сценической части.

Строительство театра Диониса начато в VI веке до новой эры. Театр вмещал 17 тысяч зрителей; он имел неправильную форму.

Рисунок 1.4

Театр Диониса на холмах в Афинах (План)

Верхний переход для зрителей располагался на высоте 22,5 метра над уровнем орхестры. Высота ступенчатых мест 330 мм, т.к. сиденья были рассчитаны на укладку подушек. Ширина каждого уступа 850мм. Ступени лестниц имели уклон в сторону сцены такой, что наружный край ступени имел высоту 220мм, а внутренний край — 330мм [ 7 ]. Ступени зрительских мест имели углубления шириной 400мм для ступней ног зрителей.

Указанные здесь размеры элементов амфитеатра необходимы нам для анализа, в последующем, характеристик своеобразных резонаторов, наличие которых позволяло древним зодчим усиливать звучание голосов артистов и оркестров.

Рисунок 1.5

Театр Диониса на холмах в Афинах (Детали амфитеатра. Вид руин)

1 — направления кривизны системы линейных открытых резонаторов (встроеных в основания зрительских мест); 2 — форма кривизны в поперечном направлении в системе линейных открытых резонаторов, встроеных в основания зрительских мест; 3 — радиальные направления (лучи) заглубленных ступеней лестниц

Уклон ступеней лестниц по направлению к сцене был предусмотрен для отражения и рассеивания звука, приходящего со сцены. Ступени лестниц были сильно заглублены по отношению к ступеням зрительских мест.

Данная особенность «радиальных лестничных лучей» хорошо просматривается на рисунке 1.5 и на рисунке 1.6 в театре Эпидавра. Благодаря этому по двадцати радиальным «лучам» лестниц образовалось двадцать длинных волноводов.

Волноводы эти, в свою очередь, становились широкополосными (в силу особенности резонатора, открытого по всей значительной его длине в верхней своей части) усилителями звука (резонаторами).

Размеры ступеней способствовали образованию резонансов на средних и высоких частотах.

Рисунок 1.6

Театр в Эпидавре (IV век до новой эры) [7]

1 — радиальные «лучи» заглубленных ступеней лестниц (волноводы)

Другая система линейных открытых резонаторов была встроена в основания зрительских мест. Резонаторы и в продольном и в поперечном (это очень важно) направлениях имеют криволинейную или линейную полузамкнутую форму, что способствует полезной фокусировке и концентрации звучания на зрительских местах. Далее эти особенности ступеней зрительских мест будут детально анализироваться.

Интересно заметить, что количество лучевых длинных волноводов во втором ярусе зрительских мест Афинского театра в два раза больше, чем в первом ярусе (рисунок 1.5). Аналогичное решение принято и в театре в Аспенде (рисунок 1.11). Пояснение этого факта также будет дано несколько позже.

Театр в Эпидавре (рисунок 1.6) прекрасно расположен; у театра замечательные акустические качества — это один из лучших примеров открытых театральных сооружений [7].

В нём так же, как и в театре Афин есть длинные резонаторы — полости в ступенях лестниц, т.е. длинные волноводы, передающие и усиливающие звук снизу (от сцены) к дальним местам в амфитеатре.

Рисунок 1.7

Театр в Эпидавре. Разрез ( IV век до новой эры)

Перепад между верхней и нижней точкой на разрезе амфитеатра 20 метров (рисунок 1.7) [7], принятый при строительстве, позволил обеспечить требуемый для акустики уклон зрительских мест и, одновременно, ― очень хорошую видимость действия на сцене.

В таком варианте поперечного сечения театрального сооружения снабжение зрителей прямой звуковой энергией от источника на сцене было очень внимательно предусмотрено.

Для усиления звука среди зрительских мест зачастую использовались не только резонирующие объёмы. В театральных постановках у актёров могли быть маски со встроенными резонаторами различного вида, в том числе и рупорного типа. Рупорные резонаторы практически не искажают спектральный состав речи или мелодии, лишь повышая в определённой мере громкость. Рупорные резонаторы не поглощали, а только усиливали звук, потому что источник звука находился внутри такого резонатора — это голос говорящего или поющего актёра.

Актёры приподнимались над сценой на котурнах, чтобы демонстрировать значимость той или иной роли, одновременно улучшая слышимость на местах как прямого, так и отражённого звуков.

Рисунок 1.8

Театр в Оранже (Галлия). 1 век до новой эры

1 — вертикальные рефлекторы (отражатели звука)

Среди встроенных в холм театров, главным фасадом которых является наружная стена сцены, лучше других сохранился театр в Араузо (современный Оранж, Галлия). Этот театр (рисунок 1.8) при диаметре 103 метра вмещал 7 тысяч зрителей [7]. Театр имел весьма развитую систему вертикальных рефлекторов (7 позиций №1 на рисунке 1.8), способствующую усилению звука и формированию структуры первых отражений.

Развитая плоскость фасада площадью 30х103 метра выглядит весьма внушительно. По верху эта стена имеет два ряда отверстий (рисунок 1.9) для кронштейнов — опор стоек велария (тента для защиты зрителей и актёров от непогоды).

Веларий также мог быть весьма интересным и своеобразным рефлектором при достаточно большом весе единицы его площади.

Ярким примером театра с пространственно развитой сценой и амфитеатром является сохранившийся до наших дней театр в Пальмире (Сирия) [14]. Строители этого театра возвели его на ровной поверхности, не используя рельеф местности, так как местность пустынна. Театр не был традиционно «встроен» в холм, как, например, театр в Араузо или в Оранже (Галлия). Не только стены на сцене театра, но и трибуны (и основание этих трибун) здесь были возведены из естественного камня.

Представляем ещё один театр в Галлии (II век новой эры), в Аспенде (рисунки 1.10 и 1.11).

Для II века новой эры характерно то, что мы наблюдаем наличие в театре уже почти всех видов известных в наше время рефлекторов и рассеивателей, которые применяются в современных: концертных залах, оперных театрах и других зрелищных сооружениях.

Рисунок 1.9

Театр в Оранже (Галлия). 1 век до новой эры

2 — стойки вилария — своеобразного тента для защиты зрителей и актёров от непогоды

Так же, как в Афинском театре VI века до новой эры (план на рисунке 1.4) в театре Аспенда II века новой эры (план на рисунке 1.11) количество лучевых лестниц во втором ярусе в два раза больше, чем в первом ярусе.

Двухкратное (с 10 до 20) возрастание количества лучевых длинных волноводов приводит к возрастанию в два раза излучаемой волноводами энергии, т.е. — к возрастанию уровней звуковой энергии на 3 децибела Это весьма положительно сказывается на восприятии зрителями звучания спектакля.

Рисунок 1.10 [7]

Аспенд. Театр. Сцена

1 — зрительские места, 2 — сцена, 3 — вертикальный рефлектор, 4 — горизонтальный или наклонный рефлектор, 5 — центры плоскостей рефлектора-«задника» (вся стена за сценой), 6 — часть развитой системы рассеивателей

В театре Аспенда регулирование наклона горизонтального рефлектора (позиция 4 на рисунке 1.10) не могло быть осуществлено. Этот рефлектор мог быть либо только наклонный, без изменения угла поворота, либо — нет из-за отсутствия реальных возможностей выбора и применения соответствующих конструкций.

Однако регулирование наклона этого рефлектора, если бы было возможно, позволило бы регулировать и время реверберации в театре.

В главе, посвященной Мариинскому оперному театру, все выгоды для акустики зала при технологической возможности динамичного изменении угла поворота рефлектора над сценой будут мною наглядно и полезно продемонстрированы.

Рисунок 1.11 [7]

Аспенд. Театр. План

В конкурсном проекте Мариинского оперного театра регулирование наклона горизонтального рефлектора нами было применено при технологическом переходе от постановки оперного спектакля к симфоническому концерту, когда в зале перед спектаклем в течение в течение весьма короткого интервала времени ―в три-четыре часа― требовалось создавать то или иное время реверберации при сохранении оптимальной структуры первых отражений (глава 3).

В средние века нашей эры акустические традиции театрального зодчества не только сохранялись как неизменные достижения древних времён, но и развивались соответственно тематике театральных постановок и техническим усовершенствованиям театральных технологий.

К греческим и римским амфитеатрам, где зрители располагались полукругом на постепенно повышающихся уровнях, своими корнями восходит архитектура современных оперных театров. Их архитектура может быть названа классической.

Форма зала в виде параболоидной чаши позволяла сократить его длину и обеспечить прямыми звуковыми лучами все точки зала.

Переход от открытых амфитеатров к полностью закрытым театрам был начат в XVI веке.

Из множества известнейших образцов для современности упомянем прекрасное сооружение высокой готики — Капеллу Сент-Шапель в Париже, в которой хорошо развитое акустическое пространство не имело недостатков [3]. Восхищает не только торжественность, красота, но и акустическая предопределённость параметров интерьера и отделки главного храма гуситской чешской церкви в Праге (XVI–XVII века) [3].

Среди широко известных примеров средневековья можно назвать, конечно, оперный театр в Пале — Рояль (1763 год), театр в Версале (1770 год), Опера в Моро, театр в Лионе (вторая половина XVIII века) [3].

Появляются криволинейные планы зрительных залов достаточно сложной конфигурации.

Например, оперный театр в Берлине (1774 год) [3] уже отличается развитым сценическим пространством, хорошо акустически связанным со зрительным залом и оркестром. Зрительный зал здесь принимает знакомые, практически современные нам пропорции и формы.

Таким образом, в древнейших и древних театрах, в театрах средневековья закладывались начала методов создания наилучшей (подобающей) структуры первых отражений в современном театре, без которой хороший нынешний театр существовать и успешно развиваться не может.

Следовательно, архитектурная акустика — это старейшая научная дисциплина. Архитектурная акустика и научно-практические достижения в этой области непосредственно влияют на формирование общественной среды обитания человека, на создание архитектурной формы, на духовную жизнь человека с древних времён.

Законы распространения прямого и отраженного звуков, оценка их совместного воздействия на восприятие человеком в организованном пространстве достаточно хорошо известны современной науке.

В то же время, с великим сожалением отмечаем, что на практике в разные времена возникло (да и теперь существует) немало сооружений с неблагоприятными акустическими условиями — залы ожидания вокзалов, некоторые залы метро, гулкие учебные аудитории большого объема, музыкальные залы с плохой слышимостью и т.п., где невозможно понять речевые сообщения или музыкальные фразы; где очевидны зачастую непоправимые акустические дефекты.

Названные акустические дефекты могут быть и скрытыми, но и в этом случае (особенно в этих случаях) надеяться на высокое акустическое качество зрительного зала или спортивно-зрелищного сооружения не приходится.

Акустические дефекты в уже построенных зданиях и сооружениях исправлять всегда или очень дорого, или — совсем невозможно. В течение длительного времени с ними приходится просто мириться.

Для древних театров характерны формы планов, близких к концентрическим окружностям. Такая схема планировки характеризуется различного типа фокусированием звука. Долгое время данная схема планировки театров считалась неприемлемой или нежелательной из-за наличия потолка и стен криволинейной формы.

Однако именно такая форма плана становится приемлемой, а, иногда, и предпочтительной, если для стен выбраны конструкции, исключающие фокусирование звука. Подобные конструкции мы подробнейшим образом рассмотрим в следующих главах.

Рисунок 1.12

Схема фокусирования звука при внецентренном размещения источника звука (центр фокусирования смещён)

а ) расчётная схема отражений; b ) план театра в Аспенде

Для примера скажем, что в древних театрах орхестра и сцена устраивались так, что фокусирование звука возможно было только в зоне орхестры, а в зоне зрительских мест — исключено (рисунок 1.12 (b)). Уклон зрительских мест по направлению к сцене так велик (рисунок 1.7), что зоны фокусирования находятся в плоскостях гораздо выше мест зрителей.

Не смотря на то, что древние театры не имели ни стен, ни крыши (на первый взгляд — и любые резонаторы отсутствовали) многие авторы в древние времена придерживались мнения, что акустика современных им театров была очень хорошая; а также о том, что в греческих амфитеатрах использовались резонаторы. Однако современные археологи таковых не обнаружили [6, 7]!!.

Сейчас можно пояснить, почему археологи не обнаружили никаких резонаторов, ни в виде амфор, ни в каком ином виде.

Скорее всего это произошло потому, что археологи и историки не увидели очевидное для акустиков.

На самом деле резонаторы были; они сохранились до наших дней и остаются в очень хорошем состоянии; — в таком состоянии, что их можно увидеть (рисунок 1.5; позиции 2 и 3), их можно описать и показать, как они работают.

Конечно, начнём с существующих в реальных объектах и известных всем резонаторов в виде сосудов с горлом — это амфоры в древности или «голосники» в средние века и в современности.

Резонаторы-голосники и резонаторы-волноводы имеют, например, вид, представленный на рисунке 1.13. Некоторые варианты резонаторов-голосников разработаны автором для гончарной и литьевой технологий в главах 5 и 6.

Акустические, энергетические и геометрические их (резонаторов-голосников) характеристики описаны в пятой главе. Там же я напоминаю и методику расчёта резонаторов.

Второй вид этих резонаторов — это резонаторы с трубчатым поперечным сечением и с одним или двумя торцевыми отверстиями. Такие резонаторы применяются в музыкальных инструментах, например, в оргàнах; — рупорных мегафонах и т.д..

Рисунок 1.13

Варианты поперечных сечений резонаторов-голосников

а ) — резонатор-волновод; b ) и с ) — резонаторы — голосники

Форма концентрических резонаторов-волноводов по типу резонаторов с очень коротким горлом или без горла на рисунке 1.13,а (их количество равно числу рядов зрительских мест) совпадает с формой каждого из рядов ступеней мест для зрителей на рисунке 1.14, b.

Рисунок 1.14

Множество направлений отражённого звука от плит ступеней радиальных лестниц и от ступеней зрительских мест. Наблюдается возможность концентрации звуковой энергии в верхней части концентрических и радиальных резонаторов

а) расчётная схема отражений; b) часть множества отражений по общей расчётной схеме; взаимное положение концентрических резонаторов (по числу рядов зрительских мест); с) план театра в Аспенде с расположением источника звука в зоне орхестры или сцены

Число радиальных резонаторов равно числу радиальных лестниц (20 во втором ярусе и 10 — в первом ярусе). Форма их совпадает со ступенчатой формой «узких коридоров» радиальных лестниц.

Рисунок 1.15

«Шёпотная» галерея. Звук «вращается» в круговом вихре

а) расчётная схема отражений в «шёпотной» галерее; b) план театра в Аспенде с указанием направлений распространения звука по принципу «шёпотной» галереи

Если размеры резонатора (и горла резонатора) малы по сравнению с длиной волны действующих на резонатор колебаний, то практически можно рассматривать такую систему, как систему с сосредоточенными параметрами.

В этом случае (рисунок 1.14) резонатор представляет собой систему с распределенными параметрами, так как размеры резонатора могут быть равны (в поперечном направлении) либо больше (по направлению концентрических направлений рядов мест) по сравнению с длиной волны действующих на резонатор колебаний. Следовательно данный резонатор — это система с распределенными параметрами; и он является многорезонансным (достаточно) широкополосным.

Звуки по множеству направлений отражаются от ступеней радиальных лестниц и воздействуют на концентрический резонатор-волновод, а также на слух ближайших к лестнице зрителей (рисунок 1.14, b). Они (отражённые звуки) являются также источниками в шёпотной галерее; и передаются по направлениям, подобным тем, что представлены на рисунке 1.15.

Данный процесс преобразований характерен для каждого ряда мест зрителей; он сопровождается многократным фокусированием с генерацией звука и соответствующим (весьма существенным) усилением звука, характерным для шёпотной галереи.

Весьма интересен и ещё один фактор акустического благоустройства в театре, в рядах мест для уважаемых (почётных) гостей [5, 7] и постоянных зрителей (рисунок 1.16).

Эти зрители располагались в мраморных креслах с очень высокой мраморной спинкой криволинейной формы (рисунок 16, b).

Спинки кресел имеют специально подобранную высоту — такую, что к голове зрителя в кресле поступает много звуковых отражений от спинки этих кресел. Спинки кресел имеют также специально подобранную кривизну в горизонтальном направлении для формирования отражений в направлении к голове зрителей (рисунок 16, а).

Отражения от криволинейной поверхности спинки кресел (рисунок 16, а) усиливали звук, что благоприятно воздействовало на слух человека, позволяя ему слышать все оттенки голосов актёров, даже не усиленных рупором, удалённых на расстояние 10–15 метров от зрителей первого ряда.

Данный в этой главе историко-архитектурный анализ приводит к ряду обобщений, которым целесообразно следовать в процессе внимательного прочтения всего материала монографии.

Рисунок 1.16

Схема отражений в ряду кресел

а ) — отражения по схеме на рисунке 1.14, а (вид сверху)

b ) — фрагмент театра Диониса на рисунке 1.5

Комфортной звуковой среде ставится в соответствие сила, уровень мощности звука и структура первых акустических отражений. Конечно, названные характеристики реализуются в должной мере в связи с другими процедурами и технологиями: в соблюдении условий видимости, комфортности ситуации, благотворной окружающей среды, высокой функциональности объекта воздействия на духовный мир человека.

Утверждаем также, что превышение силы и мощности звука менее важно, чем структура первых акустических отражений, ибо первые акустические отражения, будучи тщательно продуманными и сформированными, сами способны обеспечить и требуемую плотность звуковой энергии, и его силу, и его мощность!!!

Формирование идеальной структуры первых акустических отражений равнозначно способности извлекать из скрипки звук дыхания человека, что обеспечивается, например, специальной конструкцией смычка.

Инструменты формирования идеальной структуры первых акустических отражений также известны. Они были известны уже в древнейшие века. Зная об успешной реализации такого процесса в древности, мы можем, с не меньшим успехом, воспользоваться результатами таких технологий и в наше время — в современных сооружениях.

Итак, представленный вниманию читателя краткий исторический архитектурно-акустический калейдоскоп развернул перед нами существенное многообразие акустических технологий и форм их реализации.

Некоторые из них, можно наблюдать в этой главе и в главах 2–10: от театральной площадки на острове Крит (XV век до новой эры), от греческих и греко-римских амфитеатров (VI век до новой эры — 1 век новой эры) до чудесных примеров современного театрального зодчества и до грандиозных, достойных нашего времени гигантских зрелищных спортивных сооружений, например, одного из крупнейших стадионов — стадиона «Зенит-Арена» в Северной Пальмире (Санкт-Петербург, Россия).

Подводя первые итоги, целенаправленно рассмотрим важнейшие и конкретные инструменты формирования акустического пространства зрелищных зданий и сооружений, дошедшие до нас из глубокой древности.

Основные инструменты для формирования благотворного архитектурно-акустического пространства разделим на четыре основные группы:

а) акустический рефлектор (отражатель) в вертикальных и горизонтальных плоскостях, имеющий конструктивные и пространственные параметры, позволяющие ему отражать в необходимых направлениях звуки в широком для слухового восприятия диапазоне частот (включая инфразвук).

С помощью рефлекторов можно создать наилучшую структуру первых отражений, учитывающую особенности слухового восприятия человеком.

Психо-физическое восприятие звука человеком благоприятнее, если первые отражения сверху приходят позднее боковых отражений. Интервал запаздывания первых верхних и боковых отражений по отношению к прямому звуку зависит от многих причин и имеет много различных реализаций. Этому вопросу будут посвящены специальные разделы монографии;

b) акустический рассеиватель, работающий обычно в достаточно узких диапазонах частот из-за своих довольно ограниченных размеров; к акустическим рассеивателям, как правило, жёстких ограничений по их размеру и материалам не предъявляется; исключение составляют ситуации, когда требуемый узкий диапазон частот предварительно задан. Рассеивание позволяет наполнить звуком высокого качества практически всё пространство театра, избегая нежелательных концентраций, а также — создавая наилучшую диффузность звукового поля;

c) резонатор, позволяющий усиливать звук в различных диапазонах частот. Замкнутые воздушные полости играют роль резонаторов-усилителей звука. Иногда они, будучи прикрепленными к пластинам-декам, возбуждают весьма интенсивные и весьма полезные колебания названных пластин.

Воздушные полости, полузамкнутые или имеющие отверстия, являются усилителями лишь на небольшом расстоянии от отверстия резонатора, а далее они приобретают уже роль поглотителя звука из-за потерь при интенсивном преобразовании энергии у открытого конца резонатора;

d) дека — это поверхность (потолок, стены, пол и т.д.), которая, в отличие от традиционных рефлекторов, будучи возбуждена резонатором или иным источником колебаний, сама является не пассивным отражателем, а активным источником звука. Дека способна усиливать звук и увеличивать продолжительность звучания в пространстве ― время реверберации (в помещении).

Замкнутые воздушные полости, как уже отмечено, будучи прикрепленными к пластинам-декам, возбуждают весьма интенсивные колебания в воздушной среде театра.

В качестве примера можно ещё назвать специальную пластину-деку характерную, например, для всех струнных музыкальных инструментов. Резонатором здесь являются и струны, прикреплённые к деке.

Пластиной-декой в театре может служить, например, его потолок. Яркий пример такого потолка-деки представлен в главе 2, посвящённой концертному залу Капеллы в Санкт-Петербурге, и других разделах.

Ещё раз подчеркнём значимость для нашего времени достижений в акустике театров древних зодчих:

В XV веке до новой эры рефлекторы уже применялись для наполнения звуковой энергией зрительских мест, например, для театральной площадки в Кноссе на острове Крит (рисунки 1.2 и 1.3).

Ещё более очевидно активное использование для той же цели специально направленных вертикальных рефлекторов для сцены театра в Оранже (Галлия) в 1 веке до новой эры (рисунок 1.8).

Не менее замечательное решение для периода древности — это горизонтальный рефлектор над сценой театра в Аспенде (театр в Галлии, II век новой эры) в сочетании с вертикальными рефлекторами перед сценой и за ней, а так же с рассеивателями звука для создания диффузности звукового поля (рисунок 1.10).

В Афинском театре Диониса (VI век до новой эры) кроме вертикальных рефлекторов на сцене применялись и открытые полости-резонаторы с вогнутыми поверхностями, размещённые по длинной стороне основания непрерывной части рядов сидений, а также — в двадцати длинных волноводах, образуемых лестничными проходами для зрителей (рисунок 1.5).

Несмотря на то, что значение этих резонаторов было велико только для ближайших к ним зрителей (на расстоянии 0,5–1,5 метра от резонатора), этого было достаточно для создания хорошей слышимости на местах, т.к. из расчёта на одного зрителя плотность такого рода резонаторов была очень велика.

Каждый зритель был обеспечен достаточной звуковой энергией резонаторов. При этом будем помнить, что в таком театре актёрами дополнительно применялись рупорные усилители звука и актёры приподнимались над сценой на котурнах.

Рупорные усилители увеличивали звуковую мощность энергии, приходящей к зрительским местам. Использованные актёром котурны позволяли существенно увеличить высоту источника звука и, соответственно, улучшить структуру отражений в рефлекторах двадцати радиальных лестничных «коридоров». И рупорные усилители, и котурны древними драматургами, режиссёрами и актёрами применялись для одной цели — организации хорошего звучания, видимости сценических объектов, что, в свою очередь, придавало требуемую значимость роли того или иного актёра или — всему спектаклю.

Этот бесценный опыт поддерживает нас — современных строителей, архитекторов и акустиков в каждодневном труде; в тех сложных ситуациях, когда наши экспертные оценки наиболее важны для достижения благотворного результата, в безошибочных принципиальных решениях.