Czy sala koncertowa może powstać obok czteropasmowej trasy samochodowej? Dlaczego projektowanie akustyki w zabytkowych budynkach jest trudne? I jak akustyk może pomóc szkołom? – rozmawiamy z dr. Piotrem Kozłowskim z Katedry Akustyki i Multimediów
Dr Piotr Kozłowski z Katedry Akustyki i Multimediów Wydziału Elektroniki Politechniki Wrocławskiej ma na swoim koncie wiele projektów akustyki sal koncertowych. Opowiedział nam o swoich realizacjach i o pracy w tym zawodzie.
Krystyna Malkiewicz: W ostatnich latach dzięki funduszom unijnym w Polsce powstaje wiele nowych sal widowiskowych i koncertowych. Wrocław też czeka na jedną z największych takich inwestycji - Narodowe Forum Muzyki, które ma być gotowe już we wrześniu. Pan jest jednym z projektantów akustyki sali koncertowej – Narodowej Orkiestry Symfonicznej Polskiego Radia w Katowicach - drugiej, obok NFM, największej sali koncertowej w Polsce. Na czym polega rola akustyka przy takim projekcie?
Dr Piotr Kozłowski: - Do projektu NOSPR zaprosił mnie i mój zespół architekt Tomasz Konior, po wygraniu konkursu na projekt architektoniczny. Znaliśmy się już wcześniej – pomagaliśmy mu skończyć poprzednią salę koncertową - Symfonię Akademii Muzycznej w Katowicach. Współpraca architekta z akustykiem to dialog trwający od samego początku, przez cały proces projektowy: od koncepcji, przez projekt budowlany, po wykonawczy i realizację. Jeśli architekt zaprasza akustyka pod koniec projektu lub w połowie, to niekoniecznie dobrze się to kończy dla projektowanej sali.
Zasadnicze kwestie: wielkości, kształty, proporcje sali podaje akustyk. Architekt to dalej twórczo rozwija. Sprawy bezpośrednio wpływające na jakość akustyczną sali, czyli sposób wykończenia ścian, sufitów, podłóg, dobór foteli i wszystkich innych elementów wyposażenia, odbywa się pod dyktando akustyka. Architekt kreuje wizualną część sali, to, jak ona wygląda, ale materiały uzgadnia z akustykiem, albo są one wręcz podpowiadane przez akustyka.
Na początku projektowania decyduje się o kształcie sali. Od czego on zależy?
Typów sal koncertowych jest mnóstwo, w zależności od ich funkcji. W przypadku sal koncertowych w klasycznym rozumieniu, czyli takich, gdzie muzycy występują z instrumentami akustycznymi i nie są wspierani przez elektronikę, zasadniczo najbardziej rozpowszechniony typ to klasyczny kształt prostopadłościenny, zwany teraz shoebox, czyli pudełkiem od butów. Tego typu sale mają Musicverein w Wiedniu czy Concertgebouw w Amsterdamie albo Filharmonia Narodowa w Warszawie. To klasyczne przykłady. Oczywiście są rozwijane na wszelkie możliwe sposoby.
Drugim, wyraźnie zarysowanym typem kształtu sali koncertowej, jest tzw. vineyard, czyli winnica. To określenie pochodzi od tarasowych poletek winnych. Klasykiem tego gatunku jest np. Filharmonia Berlińska, Suntory Hall w Tokio czy Walt Disney Concert Hall w Los Angeles.
A sala Narodowej Orkiestry Symfonicznej Polskiego Radia to jaki typ?
Sala kameralna jest niemal klasycznym shoeboxem, zoptymalizowanym pod kątem warunków dla sali kameralnej. Natomiast wielka sala koncertowa do momentu projektu budowlanego została przez nasze biuro określona jako sala shoeboxowa. W etapie projektu wykonawczego w zespole projektowym pojawiła się Nagata Acoustics – japońska firma akustyczna, doproszona za namową Krystiana Zimmermana, który jest ojcem chrzestnym tej sali. Od tego momentu podzieliliśmy się pracą nad wielką salą koncertową. Nagata Acoustics zajmowała się jej akustyką wnętrza, a my - ochroną akustyczną i elektroakustyką. Nagata Acoustics do kształtu shoeboxowego dołożyła pewne elementy sali typu vineyard.
Pojawiły się elementy amfiteatralne z boku sceny, scena troszkę się wysunęła w kierunku widowni i zastosowano pewne przełomy w obszarze głównej widowni, które mają pośrednie balustrady. Natomiast balkony to typowe rozwiązania stosowane w salach typu shoebox, bardzo podobne do tego, co będzie w Narodowym Forum Muzyki we Wrocławiu. NFM będzie też typowym shoeboxem z komorami wybrzmiewania.
Nagata Asoustics miała za zadanie zaprojektować akustykę wnętrza wielkiej sali koncertowej, a pozostałe pomieszczenia w tym budynku, a więc: sala kameralna, studio nagrań, sale prób sekcyjnych, garderoby do ćwiczeń i cała reszta budynku, wraz z ochroną przeciwdźwiękową dużej sali, były w gestii naszego zespołu.
Czym jest ochrona przeciwdźwiękowa?
To wszystkie działania, które zmierzają do tego, aby w sali koncertowej słychać było tylko muzykę. Chodzi o to, by np. wentylacja i wszystkie sprzęty w sali były ciche, by nie było słychać hałasu z zewnątrz budynku. Na przykład, tuż obok budynku NOSPR w Katowicach przebiega trasa średnicowa Śląska. To oznacza, że na zewnątrz są cztery pasy ruchu na powierzchni i cztery pasy w tunelu pod spodem. To duże zagrożenie dla sali. W trakcie projektowania trwały jeszcze rozmowy o tym, czy będzie tam też trasa szybkiego tramwaju. Nasze działania w trakcie projektowania i potem nadzoru skupiały się na tym, jak ochronić obiekt przed hałasem zewnętrznym i przed wibracjami pochodzącymi od drogi i tramwajów. Ale ważne też jest całe spektrum działań ochrony przed hałasem z innych przestrzeni: z foyer, z innych sal. Trudno sobie wyobrazić taką sytuację, że mamy dwie sale koncertowe i tylko w jednej może odbywać się koncert czy próba.
Te sale są totalnie niezależne, dzięki temu, że wykonano je w układzie „pudełko w pudełku”. Mała sala jest cała wręcz postawiona na miękkich wibroizolatorach i jest drganiowo zupełnie niezależna od całej struktury. Wielka sala koncertowa też jest zbudowana na zasadzie pudło w pudle i jest otoczona ścianami, które są wibrozaizolowane na poziomie fundamentów. Chodzi o to, by żadne drgania powstałe w wyniku np. przebiegnięcia się dużej ilości osób przez foyer, nie były w stanie się przedostać do sali.
Co się stosuje w fundamentach ?
Możliwe są różne rozwiązania wibroizolacyjne, stosuje się głównie elastomerowe lub sprężynowe. W NOSPR stosowaliśmy elastomery przy posadowieniu sal, natomiast przy instalacjach - bo też trzeba się chronić przed hałasem instalacyjnym, czyli z rur wodociągowych, kanalizacyjnych, rur spustowych z deszczówką - stosowaliśmy połączenie elastomerów z wibroizolatorami sprężynowymi. Wszystko tam jest podwieszone na wibroizolatorach, także kanały wentylacyjne. Chodzi o 100-procentową pewność, że funkcjonowanie budynku, parkingu, toalet nie będzie słyszalne w salach koncertowych. Potem testowaliśmy te rozwiązania na etapie strojenia akustycznego obiektu.
W ramach nadzoru autorskiego?
W fazie realizacji budynku mój zespół, oprócz nadzoru autorskiego, pełnił rolę niezależnego inspektora ds. akustyki i technologii estradowej, aby mieć prawo kontrolowania i nadzorowania wszystkich prac. Oprócz zagadnień akustyki wnętrza, ochrony przeciwdźwiękowej, nasz zespół odpowiadał też za projektowanie całości systemów nagłaśniania, nagrywania, oświetlenia estradowego i mechaniki estradowej. Czyli za całość specjalistycznego wyposażenia technologicznego w obu salach koncertowych i w studiu nagrań. To są tysiące urządzeń. Nadzór nad tym oznaczał przynajmniej jedną wizytę w tygodniu, często aż trzech inspektorów na budowie, i sprawdzanie każdego elementu. Zanim cokolwiek zostało w obiekcie zabudowane i użyte, my to musieliśmy przetestować. Testowaliśmy fotele, lampy, nawiewniki, czyli te urządzenia, przez które pod fotelami dostaje się do sal powietrze. To element bardzo istotnie wpływający na poziom głośności pracy wentylacji. Testy były różne. Przez nasze ręce musiało przejść ileś tysięcy kart materiałowych, które trzeba było zweryfikować.
Ile trwa ten etap?
Normalnie na świecie taki obiekt buduje się trzy lata. W pierwotnym założeniu Katowic miało to być wybudowane w niecałe dwa lata. Od razu uważałem, że to jest niemożliwe. Ostatecznie skończyło się w dwa i pół roku, czyli dużo szybciej niż wrocławski NFM. Jest to bardzo dobry wynik i firma Warbud dokonała tu niemal cudu. Utrzymując bardzo wysoki reżim jakościowy, bo nie mieli z nami łatwo, wywiązali się z zadania znakomicie.
W ostatniej fazie realizacji przychodzi czas na proces strojenia akustycznego obiektu.
Strojenia?
Tak, bardzo żmudna procedura. To ostatni etap przed oddaniem budynku, a nawet ciągnie się jeszcze po jego oddaniu. Polega na tym, że wszystkie podłogi i okładziny wewnątrz sal koncertowych są opukiwane i osłuchiwane. Większość z nich osobiście opukiwałem. To sprawdzanie, jak każda okładzina brzmi, czy będzie dobrze odbijać dźwięk. Często to są wielowarstwowe elementy drewniane, które są wklejane w beton. Kończyło się tym, że wykonawca musiał wiele miejsc bardzo precyzyjnie poprawiać, robotnicy wykonali tysiące zastrzyków klejowych. To trwało miesiącami i było przeplatane kolejnymi sesjami pomiarowymi. Wykonaliśmy pięć sesji pomiarów akustycznych, każda trwała na ogół ok. dwa-trzy dni, a pracowaliśmy w zespole pięcioosobowym. Była to więc szeroko zakrojona operacja. Zaczęliśmy w marcu 2014, a ostatnie pomiary kończyliśmy we wrześniu. 1 października odbyła się inauguracja.
Był pan na koncercie? Jakie wrażenia?
Oczywiście, byłem. W gazetach napisano o tym już chyba wszystko. Mnie, jako współtwórcy nie bardzo wypada o tym się wypowiadać. Po koncercie Krystian Zimmerman powiedział mi „Dla mnie jest to najlepsza sala w Europie”, a profesor Penderecki, który siedział w tym samym sektorze, więc miał podobny odbiór, ocenił ją jako zdecydowanie najlepszą salę w Polsce. To mi wystarczy. Orkiestra jest zadowolona. Byłem na większości prób przed pierwszym koncertem i na ostatecznym strojeniu, które wykonywał też Yasuhisa Toyota z Nagata Acoustics, z głównym dyrygentem i z podstawowym składem orkiestry. Wszystkie te opinie były bardzo, bardzo dobre. Także orkiestry zaproszone na uroczystość otwarcia - filharmonicy wiedeńscy, londyńscy – wszyscy wypowiadali się w samych superlatywach o sali, więc nie wypada się z nimi nie zgodzić…
Sale koncertowe to nie wszystko. Czym jeszcze się pan zajmuje?
Na zachodzie Europy regulacje są takie, że nie można wybudować budynku publicznego bez operatu akustycznego, bez współpracy z akustykiem. Takie standardy i prawo funkcjonują zwłaszcza w Niemczech i w Holandii. U nas jeszcze tak nie jest. Większość obiektów, nad którymi pracuję, to są opery, filharmonie, teatry, wszelkie sale widowiskowe. Na szczęście to się zmienia i coraz częściej pracujemy przy obiektach innych, które wymagają przyzwoitej akustyki z racji funkcji, np. przy szkołach, hotelach i biurowcach. Ostatnio braliśmy udział w projekcie budynku biurowo-hotelowego „Wrocław 101” przy ulicy Piłsudskiego. Opracowywaliśmy projekt akustyki w zakresie ochrony przeciwdźwiękowej, emisji hałasu i komfortu akustycznego wewnątrz pomieszczeń. Wykonaliśmy tam też sporo pomiarów akustycznych na etapie realizacji. Mamy również na swoim koncie szkoły. Lada moment wejdą w życie nowe przepisy, które będą wymagać od pomieszczeń klas szkolnych określonej jakości akustycznej. Chodzi o to, by zapewnić dzieciom zrozumiałość mowy, aby warunki panujące w klasie sprzyjały swobodnemu słuchaniu nauczyciela i rozumieniu tego, co on mówi.
Niestety, dotychczas w większości szkół nie było to na odpowiednim poziomie. Brak dobrego przekazu mowy oznacza brak rozumienia u słuchacza. Ludzie muszą zbyt dużo wysiłku włożyć w to, by zrozumieć, co się do nich mówi, a u dzieci kończy się to zniechęceniem. Często tak jest, że warunki w szkołach nie motywują do nauki. To są naturalne procesy w przestrzeniach niekorzystnych akustycznie. Tak samo w biurowcach: jeśli mamy bardzo głośne przestrzenie, zwłaszcza w biurach typu open space, gdzie jest dużo osób, okazuje się, że rano, gdy ludzi jeszcze jest mało, da się pracować, a potem, gdy kilkanaście osób rozmawia jednocześnie przez telefon, ciężko się skupić. Od tego są akustycy, żeby nad tym panować. Także nad tym, ile hałasu z ulicy dociera do takich przestrzeni pracy.
Jest to regulowane normami?
W Polsce jest ustawodawstwo, które mówi, jakie poziomy hałasu powinny być zapewnione w miejscach pracy, a zwłaszcza w pracy, która wymaga ustawicznego skupienia. Niestety, spora część architektów i inwestorów jeszcze nie rozumie tych zagadnień. Są też normy obowiązkowe dotyczące budynków wielorodzinnych, dotyczące poziomu hałasu oraz minimalnej izolacyjności akustycznej ścian i stropów, ale jest to obszar notorycznie zaniedbywany na poziomie projektów i realizacji. Często przez brak świadomości. Na szczęście to się zmienia i idzie ku dobremu.
Z tego może wynikać, że będzie dla was więcej pracy? Czy studenci garną się na ten kierunek ?
Prawdopodobnie będzie więcej. Studentów jest sporo – ok. 50-60 osób na roku. Mamy dwie specjalizacje: na I stopniu inżynieria akustyczna, a na II stopniu - akustyka. To bardzo ciekawy kierunek i obie cieszą się dużą popularnością.
Gdzie absolwenci znajdują zatrudnienie?
Przede wszystkim u dystrybutorów wszelkiego sprzętu, bo dużo kształcimy w dziedzinie elektroakustyki. Poza tym zatrudniają się w firmach zajmujących się pomiarami akustycznymi, część w takich zespołach jak mój, projektujących obiekty widowiskowe. No i część przy sprzedaży sprzętu muzycznego. Dużo osób idzie także do realizacji dźwięku, czyli pracuje przy nagłaśnianiu koncertów i w studiach nagraniowych.
Jakieś ciekawe zawodowe plany na przyszłość?
Jesteśmy w trakcie realizacji Opery na Zamku w Szczecinie. Trwa nadzór tej realizacji, zakończenie planowane jest na koniec roku lub początek przyszłego. Czeka nas więc otwarcie, mam nadzieję huczne…
Czekamy też na pierwszy koncert w nowej sali koncertowej Szkoły Muzycznej I i II stopnia przy ulicy Piłsudskiego (przeniesiona z ul. Łowieckiej –red.). To też projekt naszego zespołu – nieduża sala na około 200 osób.
Projektował pan też inne obiekty we Wrocławiu.
Naszym projektem była też, otwarta w zeszłym roku, nowa sala Akademii Muzycznej przy pl. Jana Pawła II, a przede wszystkim pracowaliśmy przy remoncie Opery Wrocławskiej. Naszym dziełem był tam cały system elektroakustyczny. Także poprzednie wydanie systemów w Teatrze Muzycznym Capitol i projekt akustyczny i elektroakustyczny remontu Teatru Polskiego oraz Centrum Konferencyjne przy Hali Stulecia. W ciągu 15 lat działania zespołu zrealizowaliśmy ponad 180 tematów.
Bardzo dużo.
Sporo jest tematów przy odnawianiu budynków teatralnych – np. Teatr Wielki w Poznaniu, gdzie odnowiliśmy całą akustykę i systemy nagłaśniania. Teraz Opera na Zamku Szczecińskim. To są najtrudniejsze sale – w obiektach istniejących. Prościej się robi taki NOSPR, gdzie jest duży budżet, duża działka i wiele można. Najtrudniej jest w obiektach zabytkowych, gdzie konserwator na niewiele pozwala, budżet nie jest duży, a miejsca jest jeszcze mniej niż potrzeba.
Które ze swoich projektów uważa pan za najciekawsze?
Budynek NOSPR siłą rzeczy jest najważniejszy, bo to jedna z dwóch największych sal w naszym kraju. To także sześć lat naszej pracy. Może kiedyś będzie jeszcze okazja do realizowania podobnego projektu, choć nie bardzo wierzę, że taka sala jeszcze w Polsce powstanie. Może jest jeszcze szansa na jedną...
Z dużych projektów mógłbym wymienić Poznań, Szczecin i kompletną modernizację Teatru Rozrywki w Chorzowie. Bardzo ważnym projektem w mojej karierze była też Opera Wrocławska. Jeszcze w pracy dyplomowej robiłem pierwsze przymiarki do jej modelowania. Ostatecznie nie zrobiłem tego na dyplomie, bo zająłem się Teatrem Narodowym w Warszawie. Potem po paru latach pracy zawodowej temat Opery Wrocławskiej wrócił do mnie, gdy jej przebudowa nabrała tempa.
Zastosowaliśmy wtedy pierwszy w Polsce, a może i w Europie, cyfrowy system eletroakustyczny w teatrze. Był to system w 100 procentach cyfrowy. Jeszcze wtedy tak się tego nie robiło. Gdy porównywaliśmy nasze rozwiązanie z tym, jakie stosuje się na świecie, nikt jeszcze nie donosił, żeby zrobiono system z pełną transmisją cyfrową. Sygnały zaraz za mikrofonami są przetwarzane na sygnał cyfrowy i konwersja do sygnału analogowego odbywa się dopiero wewnątrz urządzeń głośnikowych. Każde połączenie, które funkcjonuje w tym obiekcie, jest cyfrowe. To był pierwszy taki system i wiele gazet się o tym rozpisywało, że porwaliśmy się z motyką na słońce. Ale wszystko działa do dziś. Wtedy, 10 lat temu, to było duże wyzwanie, zwłaszcza na etapie uruchomienia. Nikt do końca nie wiedział, jak to zrobić. Producenci stosowanych przez nas urządzeń mówili, że trzymają za nas kciuki, bo sami też nigdy takiej konfiguracji nie uruchomili.
Ale wracając do najciekawszych projektów, muszę też wspomnieć o bardzo przyjemnych, mniejszych realizacjach, które wykonywał nasz zespół: o studiach nagrań, reżyserniach. Projekty studiów nagraniowych są bardzo pracochłonne, pomimo że to są stosunkowo małe przestrzenie, jednak wymagania im stawiane sprawiają, że trzeba w takie projekty włożyć mnóstwo pracy. Zaprojektowanie dobrej reżyserni nagraniowej umożliwiającej realizację nagrań surroundowych, jest nie lada wyzwaniem. Ale po usłyszeniu pierwszych nagrań i rozmowach z zadowolonymi realizatorami dźwięku czy właścicielami studiów, czujemy dużą satysfakcję i radość z uzyskanego efektu. Zdarzają się również nietypowe zlecenia, np. akustyka dla obiektów szpitalnych, które wbrew pozorom są bardzo trudne. I oczywiście cała masa standardowych zadań, takich jak projekty akustyki biurowców, hoteli, dworców itp.
Jest pan melomanem? Ma pan czas na korzystanie ze swoich realizacji?
Nie tak często, jak bym chciał, niestety. Częściej bywam w operach i salach koncertowych w ramach pracy niż prywatnie. Na jednym przedstawieniu operowym czasem jestem po kilka razy. Sprawdzam dźwięk w różnych miejscach widowni, orkiestronu, balkonów. Ciekawą częścią mojej pracy jest też obecność na różnych meczach, w halach i na stadionach w trakcie dużych wydarzeń sportowych. Trzeba wtedy zmierzyć, jak się obiekt zachowuje akustycznie. Na przykład, mierzyliśmy poziom hałasu podczas meczu Polska-Portugalia na stadionie, wtedy jeszcze Narodowym, w Chorzowie, kiedy za Leo Banhakera, pierwszy raz po trzydziestu kilku latach, Polska wygrała 2:1. Dzięki temu wiem dokładnie, jaki poziom ciśnienia akustycznego jest po pierwszej bramce Smolarka dla naszych w ósmej minucie, a jaki po drugiej, kiedy było 2:0. Wtedy wydawało się, że ten obiekt odleci…
Po co się to mierzy? Żeby sprawdzić, czy konstrukcja wytrzyma?
Z różnych powodów. Wtedy chodziło o testowanie systemu nagłośnienia. 40 tysięcy kibiców na stadionie - podczas strzelenia bramki, w porywach było wtedy 120 dB.
Z czym to można porównać?
Tu dochodzimy do przedziałów występujących w przemyśle lub na lotniskach. Poziom bezpieczny dla człowieka nie powinien przekraczać 130 dB. To bardzo wysokie poziomy i trudno sobie z nimi poradzić. A nawiązując do niedawnych wydarzeń, mierzyliśmy też poziom hałasu podczas klubowego meczu piłki ręcznej w Płocku, kiedy Sławomir Szmal był w bramce. Poziomy hałasu wtedy też były imponujące. Słowem, spektakle, koncerty i mecze – takie też czasami jest życie akustyka.
Rozmawiała Krystyna Malkiewicz