Как архитектура влияет на восприятие звука? И как, в свою очередь, звуковое пространство способно взаимодействовать с урбанистическими решениями? Рассказываем в новой статье проекта «Звуки Басмании», призванного познакомить читателя с различными аспектами звука в городской среде.
На первый взгляд, звук и архитектура никак не связаны между собой, разве что мы можем вспомнить расхожее выражение «архитектура — застывшая музыка». Но речь в этой статье пойдёт о другом. Мы предлагаем рассмотреть, как звук взаимодействует с городом и как на его распространение влияет планировка помещений, устройство внешних и внутренних пространств, используемые материалы. Мы затронем слушание как социальный процесс и как способ взаимодействия с окружающей средой, а также расскажем, как окружающий звуковой ландшафт воздействует на психоэмоциональное состояние человека.
Известно, что с древнейших времён люди умели и стремились находить такие места, где звук приобретал бы особенный характер. В эпоху неолита человек заходил в глубокие пещеры, где проводил ритуалы, в которых звук и музыка играли немалую роль. До сегодняшних дней прочно стоят на земле Индии великолепные «музыкальные храмы», названные так не потому, что в них исполняют музыкальные произведения, а ввиду особенностей использованных при их строительстве архитектурных решений. Например, в одном из таких храмов возведена лестница, ступени которой при движении издают особенный звук. Семь ступеней звучат подобно семи нотам, характерным именно для индийского звукоряда, а остальные три сходны со звуком “Ом” являющимся сакральным для культуры Индии.
Античные архитекторы относились к акустике помещений и наружных сооружений с особым трепетом. Пристальное внимание уделялось театрам, ведь слова актёров должны были без искажений доходить до последних рядов зрителей. Сначала техники звукопередачи были самыми простыми: звук лишь отражался от каменного пола сцены и от самих конструкций театра. Но греки, а впоследствии римляне, научились создавать более сложные акустические конструкции, о которых мы можем прочитать у знаменитого Витрувия в его труде «Десять книг по архитектуре». Витрувий пишет о том, как строители выбирали место для будущего театра, какое значение придавали углам, отражающим звук, и о иных ухищрениях. Например, в античных театрах использовались так называемые «голосовики» — системы резонаторов в виде керамических или металлических сосудов, которые различались по тонам трех мелодических строев: гармонического, хроматического и диатонического. Таким образом, «голосовики» первого, гармонического строя придавали звукам особую торжественность, второго — делали звуки более утонченными, третьего — помогали музыкальному исполнению звучать более естественно. Сама архитектура здания тоже играла немалую роль: крыша портика, возводимого над верхним рядом ступеней, должна была находиться на высоте сцены для того, чтобы голоса актеров могли свободно доноситься до каждого зрителя.
На смену античности пришло средневековье, и древний театр уступил первенство сакральной архитектуре, в которой немалая роль отводилась религиозным песнопениям. Ранние романские церкви могли являть собой прямоугольные залы с одной-единственной апсидой, но во второй половине IV века роль религии в обществе стала расти, что, в частности, привело и к значительной эволюции религиозных архитектурных сооружений: в зданиях появились боковые нефы и трансепт. Такие изменения влияли и на звук, всё больше усиливая реверберацию и многократно отражая звуковые волны в зале, отчего в церковных музыкальных произведениях были взяты за основу хоровые (например, григорианские) песнопения — начался постепенный переход от одноголосья к многоголосью.
На первый взгляд, реверберация похожа на эхо, но существует немаловажная разница: при получении эха между исходным звуком и его более слабым отражением происходит заметная задержка, а в реверберации эта задержка достаточно короткая, чтобы человеческий слух ее не мог различить. Поэтому реверберация воспринимается не как отдельный отзвук, а как характеристика самого звука (в психоакустике это называется эффект Хааса). По сути, реверберация для звука есть то же самое, что и отражение для света. В данном процессе учитывается количество времени, необходимое звуку для того, чтобы рассеяться. Звуковые волны, отражаясь от различных поверхностей помещения, частично поглощаются материалами стен, пола и потолка и рассеиваются, сталкиваясь с рельефом, за счёт чего значительно снижается чёткость изначального звука.
Тем временем в залах дворцов бурлила светская жизнь, настала эпоха рыцарства и рыцарских баллад. Интерьеры дворцов не отличались большой кубатурой и ради сохранения тепла были завешаны портьерами, что значительно снижало реверберацию в помещениях, а звуковые волны рассеивались из-за обилия украшений и рельефов. Интересно, что именно эти залы послужили прототипом известных в то время концертных залов, называемых из-за схожести форм «обувная коробка». Дело в том, что ввиду несущей способности балок, пролёты деревянных перекрытий зданий составляли не более 27 метров, что давало длинные узкие залы с пропорциями 1:2:2, обеспечивающие прекрасную акустику. Возможно, именно благодаря такому удачному акустическому решению и стал так популярен концерт как музыкальная форма.
Но отвлечёмся от исторических приключений акустики в архитектуре и поговорим о самом понятии. В учебниках мы можем прочитать нечто подобное: «Акустика — это раздел физики, который фокусируется на изучении звука: как он производится, передается, контролируется и принимается». Применительно к архитектуре акустика — это процесс использования методов проектирования и строительства зданий для достижения максимального эффекта от свойств звука. Архитекторы и инженеры используют архитектурную акустику в проектировании жилых и общественных зданий, находя баланс между функциональным и эстетическим. Так они могут проектировать здания, контролируя отражение звуковых волн от поверхностей таким образом, чтобы максимизировать ясность восприятия звука, усиливать звук или снижать уровень шума там, где это необходимо. Для достижения этих целей учитывается как геометрия помещений, так и материалы отделки, способные и отражать звук, и поглощать его. Всё зависит от поставленной задачи. В театрах и концертных залах, как мы уже говорили выше, требуется акустика, способная обеспечить наилучшее восприятие музыки и разборчивость речи. Специалист должен учитывать такие факторы, как время реверберации, распространение звука и звукоизоляция. В учебных классах и лекционных залах акустика может существенно влиять на усвоение материала. Для этого шум снаружи должен быть минимальным, а помещение спроектировано так, чтобы речь преподавателя была чётко слышна в любой точке аудитории. Именно поэтому спортивные залы и игровые площадки, как правило, расположены в отдалении от лекционных помещений. Примерно по такой же логике проектируются офисы и коворкинги. Если в таких помещениях присутствует высокий уровень постороннего шума, то у работающих в них людей возрастает уровень стресса и снижается производительность труда. Разумеется, акустика — не единственный фактор, влияющий на комфорт офисной жизни. Не стоит забывать про инсоляцию, вентиляцию помещений, а также другие немаловажные факторы, которые должен учесть архитектор. Но даже в идеально освещенном и проветриваемом помещении будет сложно работать или учиться, если уровень шума в нём слишком высок. По данным исследований, в офисах открытого типа, изначально созданных для улучшения коммуникации между сотрудниками компании, работать оказалось сложнее, чем в отдельных кабинетах, где находилось по несколько человек. Дело в том, что звук голосов большого количества людей вкупе с шумом оргтехники и передвижений работников зачастую мешает сосредоточиться на поставленных задачах. Возможно, поэтому учитель просит не перешёптываться во время урока, и мало кому придёт в голову разговаривать с мамой по громкой связи в рабочий полдень в офисе. Но это, конечно, уже человеческий фактор, не имеющий отношения к акустике в архитектуре.
Всё вышесказанное подводит нас к теме акустического дизайна— дисциплины, помогающей проектировать помещения с заданными параметрами акустики. Акустический дизайн включает в себя строительные решения, визуализацию звука и его поведения в пространстве, прогнозирование возможных звуковых событий, а также пространственные отношения, управляющие звуком, как правило основывающиеся на взаимосвязи геометрии помещения, времени реверберации и роли звукопоглощающих материалов. Интересно, что иногда тон и тембр звука могут меняться в зависимости от геометрии помещения, местонахождения в нём слушателя и расположения динамиков, воспроизводящих звук, если речь идёт, например, о кинотеатре. Возможны случаи, когда так называемые стоячие волны, то есть собственные резонансы помещения, значительно преобладают над оригинальной фонограммой, меняя её восприятие. Считается, что наилучшей формой зала с точки зрения акустики является форма, основанная на пропорциях Золотого сечения, хотя в современной акустической архитектуре разрабатывают сложные функциональные конструкции для того, чтобы уменьшать или повышать уровень резонанса разных частот для конкретных целей (в зависимости от того, актовый ли это зал, кинотеатр, концертный зал для классической музыки или клуб). Акустический дизайн может служить для снижения уровня стресса, сохранения слуха, улучшения качества общения и восприятия информации, наилучшей передачи красоты музыкальных произведений и других подобных целей.
Так, при проектировании стадиона «Тоттенхэм Хотспур» (Лондон, Англия) были проведены подробнейшие исследования в области архитектурной акустики и звукового дизайна, чтобы создать на заданных площадях сооружения действительно шумную, если не сказать громоподобную атмосферу, которой желал добиться заказчик. Модель стадиона была настолько подробно детализирована, что специалисты могли точно понимать, как именно будет отражаться звук, с какими поверхностями и материалами ему придётся взаимодействовать, и в какие локации он будет попадать. Это понимание дало им возможность наиболее точно подобрать материалы и отрегулировать углы кровельных конструкций. В процессе работы была создана симуляция звучания стадиона, чтобы заказчик смог представить себе, как сооружение будет звучать в реальности. Результатом столь подробного исследования стала постройка, полностью соответствующая требованиям владельца.
А теперь выйдем из помещений в пространство города и послушаем различные звуковые ландшафты. Если Вы, отважный читатель, и впрямь готовы к подобному приключению, то выйдете, пожалуйста, на улицу, пройдите несколько кварталов, внимательно прислушиваясь ко всему, что Вас окружает, по возможности делая заметки о своих наблюдениях, и возвращайтесь к чтению нашей статьи.
Как известно, в городской среде, равно как и в сельской местности человек окружен различными звуками, которые он воспринимает по-разному. Восприятие это зависит не только от интенсивности и характера звука, но и от самого слушающего. Для одного человека шум проезжающих автомобилей за окном будет умиротворяющим, а другого этот же шум за тем же окном будет раздражать. Человеческий слух способен воспринимать звуки в диапазоне от 1 дБ (например, писк комара) до 130 дБ (эта величина считается болевым порогом человека). Если древние города были более тихими, то промышленная революция принесла в них значительные звуковые изменения. Так, в некоторых современных городах уровень шума может находиться в пределах от 80 до 110 дБ, особенно вблизи оживлённых трасс и строительных площадок.
А что такое шум вообще? Существуют различные определения этого понятия, такие как нежелательный звук, немузыкальный звук (определяемый как непериодическая вибрация), любой громкий звук и помехи в системах сигнализации. Доказано, что шумовое загрязнение окружающего пространства, в том числе и городских территорий, ведет к увеличению уровня стресса, росту сопутствующих заболеваний и снижению качества жизни среди населения. Архитекторы, инженеры и урбанисты вместе со звуковыми художниками и ландшафтными дизайнерами решают эту проблему посредством использования конструкций для шумоподавления, окружения жилых домов и общественных зданий зелёными насаждениями, применения новейших технологий в области звукоизоляции.
Звук, резонируя и отражаясь от поверхностей города, оказывает значительное влияние на звуковой ландшафт. Звуковые исследования, как мы уже рассказывали выше, говорят о том, что сам звуковой ландшафт составляется из схожих, почти одинаковых элементов, восприятие которых исключительно субъективно и зависит от жизненного опыта, состояния и настроения конкретного слушающего.
В настоящее время среди звуковых художников становится популярной практика создания постоянных инсталляций для общественных мест и зданий, так называемых звуковых скульптур. Звучащая архитектура — это совершенно новый вид искусства на стыке зодчества и звуковых исследований, направленный на создание пространств, которые выглядят так же хорошо, как и звучат. Подобные практики нацелены на улучшение качества пребывания в них и во многом зависят от умения архитектора слушать. Архитектора, работающего со звуком в проектируемом пространстве, можно назвать одновременно назвать и звуковым художником, и социальным инженером, потому как его работа способна вызывать у находящихся в данном пространстве людей как чувства воодушевления, приподнятости и благости, так и ощущения отчаяния и тоски. Приведём конкретные примеры такой архитектуры. Павильон «Презервация тишины» в Парке им. Горького в Москве — пространство, созданное на стыке экспериментальной архитектуры, социальной инженерии и акустической экологии, призвано стимулировать тихие виды активности на свежем воздухе. В Еврейском музее в Берлине же существует пространство, представляющее собой тёмную комнату, полностью выполненную из бетона с одним лишь небольшим окном, куда слабо проникает свет, и сквозь которое слышен только звук ветра, отражающийся от поверхностей помещения. Похожие на первый взгляд звуки «спокойствия и тишины» вызывают у слушателя совершенно разные эмоции, напрямую связанные с пространствами, в которых они их слышат.
Очевидно, что звук сопровождает нас везде: в домах, в офисах, на производстве, в городских пространствах, — и не всегда этот звук приносит положительные эмоции и оказывает благотворное влияние. Но с помощью продуманных инженерных и архитектурных решений специалисты способны отчасти взять под контроль звуковое пространство и даже использовать его в своих целях, как делали древние греки и продолжают делать их современные последователи в области архитектуры, экологии и звуковых исследований. Звук способен создавать и менять настроение каждого конкретного слушателя, передавать эмоциональные состояния, задуманные автором как помещения, так и музыкального произведения, которое исполняется и/или прослушивается в данном пространстве с помощью специальной аппаратуры. Некоторые архитектурные конструкции имеют свойство излишне рассеивать звук, как часто бывает в аэропортах, когда пассажиры пытаются разобрать речь из динамика, дающую информацию о вылете их самолёта. Также в пространствах с высокой степенью звукопоглощения использованных при строительстве поверхностей не будут звучать должным образом церковные песнопения, относящиеся, например, к готической эпохе.
Основываясь на вышеизложенном, можно сказать, что с помощью новейших технологий и оригинальных разработок в области звукового дизайна профессионалы могут точно прогнозировать желаемый результат. Акустика в архитектуре и строительстве сильно эволюционировала за время своего существования, дав сегодняшним специалистам в данной области больший простор для решений поставленных задач.
Авторы:
Тала Никитина — художник, саунд-артист, архитектор, студентка Школы Мультимедиа и Фотографии им. А. Родченко. Последние несколько лет занимается работой со звуком в рамках технологического и медиаискусства.
Георгий Орлов-Давыдовский, звуковой исследователь, участник Московской Шумовой Мануфактуры
Редактор:
Егор Ефремов, культуролог, историк техники, научный сотрудник Музея криптографии, участник Московской Шумовой Мануфактуры
Статья написана в рамках проекта «Звуки Басмании» — совместного проекта Музея Басманного района и Института Звукового Дизайна, реализуемого при поддержке Благотворительного фонда Владимира Потанина.
