KahleAcoustics
Akoestiek en Architectuur bij zalen voor de podiumkunsten Thomas Wulfrank - Cees Mulder Kahle Acoustics – Molièrelaan 188 – B 1050 Brussel – www.kahle.be
CUE 2012 - Ahoy Rotterdam 16 januari 2012
KahleAcoustics
Boodschap van Algemeen Nut • Opgericht in 2001 door dr. Eckhard Kahle (vml. Artec Consultants – New York) • Gevestigd in Brussel • Zeven medewerkers • Vijf nationaliteiten • Vier talen • Drie continenten • Één vakgebied: akoestiek voor de (podium)kunsten
KahleAcoustics
Nagalmtijd volgens Voltaire • Akoestiek wordt te vaak herleid tot slechts de nagalmtijd, terwijl meerdere parameters een rol spelen; • Voltaire: “hoe ouder het misbruik, des te heiliger”. “De definitie van de nagalmtijd door Wallace Clement Sabine eind 1800 en de afleiding van de berekening hiervan was een grote stap voorwaarts in de akoestiek. Nochtans zijn meerdere akoestische parameters van belang, zo niet belangrijker. Desondanks wordt de nagalmtijd vaak, ten onrechte, als leidend beschouwd, terwijl het maar een element in het totaalplaatje is.”
KahleAcoustics
Akoestische functie van een zaal • • • •
Luidheid (waarneembaarheid); Definitie (verstaanbaarheid); Versmelting (klankvorming); Ruimtelijke ervaring.
KahleAcoustics
Zaalontwerp per gebruik • Theater, opera, symfonische muziek – Volume: “de sterkte van de bron bepaalt mede het verlangde bouwkundige volume van de zaal aangezien deze combinatie, met de absorptie, de luidheid bepaalt”; – Afmetingen: “in een theaterzaal mogen de afstanden niet te groot zijn om de expressie en mimiek van acteurs goed te kunnen zien, bij muziek bepalen de afmetingen de ruimtelijkheid”; – Vormgeving: “bepaalt of geluid wel of niet wordt ondersteund of dat (ongewenste) “akoestische effecten” hoorbaar worden”; – Afwerking: “bepaalt mede het akoestisch gedrag van een zaal”.
• Multi-functionele zalen – Consequenties voor de vormgeving, eerder genoemde eigenschappen dienen creatief te worden gecombineerd.
KahleAcoustics Waarom is architectuur (vormgeving) zo bepalend voor de akoestiek? Ruimtelijkheid, waarneembaarheid en “verstaanbaarheid” worden bepaald door: • Afstanden acteur/instrument tot toehoorder: – Onderlinge plaatsing podium en publiek frontaal (katholiek) vs. rondom(rond) (gereformeerd); – Zichtlijnen: goed zien is goed horen.
• De mate waarin en de wijze waarop geluid naar een toehoorder wordt geleid d.m.v. oriëntatie en vorm bouwdelen (geometrie, afstanden, volume); • Afwerking van bouwdelen: – Absorptie (wegnemen van geluid); – Reflectie (spiegelend dan wel diffuus weerkaatsen van geluid); – Transparantie (architectonisch dicht, akoestisch open; geeft de mogelijkheid absorptie en/of reflectie te “verbergen” achter deze transparantie).
KahleAcoustics
Afwerking van bouwdelen
Reflectie (spiegelend)
Absorptie
Transparantie
Reflectie (diffuus)
KahleAcoustics
voorspellen reflectiegedrag Met behulp van simulaties kan het gedrag van oppervlakken worden onderzocht en zonodig verder vormgegeven.
KahleAcoustics
Zaalontwerp; invloed vormgeving • • • • • •
Afmetingen en volume; Vorm: schoenendoos, amphi-theater, hoefijzer, etc.; Opstelling: frontaal of rondom(rond); Vormgeving: vlak vs. gekromd (convex, concaaf); Oriëntatie van een bouwdeel; Afwerking: glad vs. ruw.
KahleAcoustics
Goudse Schouwburg In deze zaal zijn tijdens een renovatie reflecterende panelen aangebracht om de overdracht van het geluid verbeteren. De oriëntatie is bepaald met behulp van potlood en lineaal. Nu bestaan er simulatiemogelijkheden waarmee de invloed van de vormgeving kan worden onderzocht.
KahleAcoustics Stralenonderzoek: concave wanden
KahleAcoustics
Stralenonderzoek: convexe wanden
KahleAcoustics
Stralenonderzoek: rechte wanden
KahleAcoustics
Stralenonderzoek: rechte wanden
KahleAcoustics Stralenonderzoek: absorberende achterwand
KahleAcoustics Stralenonderzoek: diffuserende wanden
KahleAcoustics Stralenonderzoek: standaard plafond
KahleAcoustics Stralenonderzoek: aangepast plafond
KahleAcoustics
Bepalende elementen • Wanden • Plafond • Borstwering balkon Hoe dit architectonisch in te passen? • “zwevende” balkons • Kunstwerken als reflectie of diffusie • Ornamenten als diffusie
KahleAcoustics
Oslo Opera Operaen, Oslo Architect: Snøhetta De ringvormige loopbrug onder het plafond zendt, samen met de cirkelvormige luster, akoestische reflecties naar bepaalde publieksvlakken. Tevens wordt een gedeelte van de invallende geluidsgolven doorgelaten naar het bovenvolume van de zaal
KahleAcoustics
Winterthur Ellipsoïdale elementen werden in samenwerking met een lichtontwerper geïntegreerd in de 19e-eeuwse architectuur ter correctie van de bestaande akoestiek: een artistieke variant van de klassieke klankkaatsers.
KahleAcoustics
Jinan Concert Hall
De vormgeving van de houten borstweringen van de publieksterrassen werd in 3D geoptimaliseerd voor een ideale verdeling van geluidsreflecties over de parterre.
Concert Hall, Jinan (China) Architect: Paul Andreu / Richez
KahleAcoustics
Jinan Opera House 1st balcony Stage Left
1st balcony Stage Left
Opera House, Jinan (China) 2 balcony Stage Left Paul Andreu / Richez Architect: nd
1st balcony Stage Right
2nd balcony Stage Right
2nd balcony Stage Left
KahleAcoustics
Flagey - Brussel
De tijdens de renovatie toegevoegde balkons van Studio 4 van het voormalig omroepgebouw zijn vrij opgehangen, waardoor de luisteraars onder de balkons beter in contact komen met de nagalm van de zaal. Hierdoor wordt het typische "tunneleffect" onder balkons gedeeltelijk opgeheven.
KahleAcoustics
Wuxi Opera: gestapelde curves
Grand Theatre, Wuxi (China) Architect: Pekka Salminen
KahleAcoustics
Wuxi Opera: gestapelde curves
Door het stapelen van een twintigtal curves wordt een bamboe zijmuur bestaande uit in- en uitspringende banden bekomen. Deze geometrie is uitermate geschikt om een aanzienlijke hoeveelheid geluidsenergie naar het publiek te weerkaatsen.
KahleAcoustics
Wuxi Opera: gestapelde curves
KahleAcoustics
Wuxi Opera: gestapelde curves
Grand Theatre, Wuxi (China) Architect: Pekka Salminen Links: tijdens de werkzaamheden, rechts: architecturale rendering. Opening voorjaar 2012.
KahleAcoustics “loskoppelen” van architectuur en akoestiek Sound focusing due to cone shape, if not lined with sound absorbing layer
SPL at 1000 Hz > 15.0
14.0 13.4 12.8 12.2 11.6 11.0 10.4 9.8 1 9.2
Royal Observatory Greenwich (UK) Architect: Allies & Morrison De geperforeerde projectiekoepel is grotendeels geluidsdoorlatend, waardoor de benodigde akoestische absorptie op onzichtbare wijze aangebracht kon worden op de wanden van de achterliggende afgeknotte kegel.
8.6 8.0 7.4 6.8 6.2 5.6 < 5.1
KahleAcoustics
“loskoppelen” van architectuur en akoestiek transparantie diffusie
Alsion, Soenderborg (DK)Architect: 3xNielsen Het houten latwerk is grotendeels geluidsdoorlatend, waardoor de zichtbare architectuur los komt te staan van de akoestische werkzame vorm (in het beton ingewerkte piramides). Sommige architecten verkiezen deze loskoppeling, anderen houden meer van "eerlijke" architectuur, waarbij het aanzicht en de functie volledig samenvallen.
KahleAcoustics
Variabele akoestiek en ontwerp Er zijn vijf basismethoden voor variabele/virtuele akoestiek, die al dan niet (doelbewust!) gecombineerd kunnen worden gebruikt: • Gekoppelde volumen (galmkamers); • Variabel volume; • Variabele absorptie (bouwkunding); • Variabele absorptie (elektro-akoestisch; methode Franssen); • Virtuele akoestiek (kunstgalm; methode Vermeulen).
Gekoppelde volumen
KKL Luzern (Zwitserland)
KahleAcoustics
KahleAcoustics
Gekoppelde volumen • Extra “beton“ nodig voor gekoppelde volumen of efficient gebruik maken van “verborgen” volumen; • Openingen dienen te worden voorzien t.b.v. koppelvlakken; dit kost wandoppervlak dan wel plafondoppervlak; • Mechanische voorzieningen om openingen variabel te openen.
KahleAcoustics
Variabel volume
Schouwburg Almere, architect SANAA; variabel volume door te openen plafondluiken
KahleAcoustics
Variabel volume • Extra “beton“ nodig voor het variable volume; • Vaak gerealiseerd door (mechanisch) aanpassen plafondhoogte; een hoger plafond betekent zwakkere plafond reflecties dus compenseren via andere bouwdelen; • Deel toneeltoren toevoegen aan zaal door schelp toe te voegen; • Variable prosceniumopening i.c.m. afsluiting toneeltoren.
KahleAcoustics Variabele absorptie: Kraakhuis - Gent
1.9s
1.3s
KahleAcoustics Kraakhuis – Gent; voortplanting geluid zonder akoestische voorziening 10ms
20ms
30ms
40ms
50ms
60ms
70ms
80ms
KahleAcoustics
Variabele absorptie / diffusie
(1)
(2)
(3)
KahleAcoustics
Variabele absorptie (bouwkundig) • Zaal akoestisch hard ontwerpen, dus zo min mogelijk of liever geen extra vaste absorptie toevoegen • Vlakken dienen worden voorzien waar de absorptie variabel wordt toegevoegd. Deze dienen strategisch te worden gekozen om ondersteunende reflecties te waarborgen.
KahleAcoustics Variabele absorptie (elektro-ak.): Kursaal Oostende
KahleAcoustics
Variabele absorptie (elektro-ak.) • Zaal akoestisch dusdanig ontwerpen dat de akoestische ondergrens zo hoog mogelijk ligt, dus niet overdreven dempen; • Luidsprekers verzorgen zogenoemde “negatieve” absorptie; • In één slag bouwkundig én elektro-akoestisch ontwerpen!
KahleAcoustics
Virtuele akoestiek (kunstgalm) • Zaal dient akoestisch redelijk droog te zijn (korte nagalm; < 1sec.) ter voorkoming van kleuring (variabele akoestiek is hier een parasitair effect!), dus relatief veel absorptie; • Kunstgalmsysteem bepaalt (hoofdzakelijk) de (virtuele) akoestische impressie; • LET OP! een luidspreker kan geen gespiegelde reflecties creëren, dus bouwkundige reflecties blijven nodig! • Gebruik voor orkesten of ensembles een orkestschelp • In één slag bouwkundig én elektro-akoestisch ontwerpen!
KahleAcoustics
Do’s & don’ts • Geen absorberende achterwanden, gebruik diffusie of omleiden; • Denk aan het plafond, deze heeft een zeer belangrijke functie in de overdracht; • Denk ook aan het afschot; • Ook balkonranden doen mee, denk aan oriëntatie en vorm; • Wees creatief met klankkaatsers, eventueel stelbaar; • Maak een zaal niet te “dood”, zorg nochtans voor voldoende absorptie in een toneeltoren; • Bij orkesten in een (lijst)theater: gebruik een orkestschelp, al is deze nog zo eenvoudig, luidsprekers kunnen deze NIET vervangen; • Los zoveel mogelijk bouwkundig op alvorens elektro-akoestische voorzieningen te treffen; • Tref voorzieningen zodat nastellen mogelijk is.
KahleAcoustics Architectonisch-akoestisch ontwerpen • Bij aanvang architectonisch ontwerpen direct ook akoestisch ontwerpen; • Alles van belang voor akoestiek in één keer bepalen en ontwerpen; • De vormgeving is, zoals nu duidelijk, bepalend voor het zaalakoestisch functioneren van een ruimte.
KahleAcoustics
Zaalakoesticus en Architect Fout: Architect
Akoesticus
Bouw
Fouter: Architect
Bouw
Akoesticus
Beter: Architect
Bouw
Akoesticus De juiste methode:
Architect Bouw
Akoesticus
KahleAcoustics
Akoestiek volgens Bas Haring • Een succesvol ontwerp begint bij het stellen van de juiste vragen; • Prof. dr. Bas Haring: “Een eerste vereiste voor een goede vraag is dat je je een voorstelling moet kunnen maken van het juiste antwoord alvorens je het antwoord hebt”.
KahleAcoustics De mooiste akoestiek van Rotterdam: Hoflaankerk
KahleAcoustics
Akoestiek is Natuurkunde, Zaalakoestiek is Architectuur
KahleAcoustics
ende, end, fin, einde
