Акустика — это не отделка: что нужно учитывать на стадии проектирования

Акустика спортивных сооружений — это часть проекта, от которой напрямую зависит комфорт зрителей, функциональность арены и ее конкурентоспособность.

На наши вопросы ответил Матвей Петренко, главный инженер архитектурной и электроакустики компании ASK Acoustic. В его портфолио — спортивные арены, театральные, концертные и многофункциональные залы, студийные комплексы, храмы, соборы и музеи. Мы обсудили с экспертом, на каком этапе подключать акустика к проекту, какие решения определяют качество звука и почему ошибки, допущенные на старте, потом обходятся особенно дорого.

На каком этапе проектирования арены оптимально подключать акустика и к каким последствиям может привести запоздалое обращение?

Оптимально — еще на стадии концепции. В это время определяется воздушный объем и форма объекта, а также планируемые к использованию материалы — именно они задают будущие акустические параметры. Если привлечь специалиста позже, возможные ошибки получится компенсировать лишь частично, за счет акустических отделочных материалов или электроакустической системы, что обойдется дорого и не всегда приводит к желаемому результату.

Какие исходные данные запрашивают на стадии концепции?

В первую очередь это архитектурные чертежи, конструктивные решения и данные о предполагаемых материалах и их характеристиках (в том числе акустических и пожарных).

Не менее важно четкое понимание назначения помещения: акустические требования для конференц-зала и для спортивной арены принципиально различаются. Кроме того, требуется информация о планируемой вместимости, поскольку от нее зависят классы пожарной безопасности применяемых материалов — будь то КМ0, КМ1 и другие.

Как вы определяете целевые параметры для разных режимов арены?

В нашей практике целевые значения архитектурной акустики задаются нормативными документами — в частности, СП 415.1325800 и СП 51.13330 которые регулируют акустические требования для спортивных сооружений. Основным параметром остается время реверберации (RT60): важно, чтобы помещение попадало в оптимальные значения в диапазоне средних частот (500–1000 Гц). Нельзя игнорировать низкие частоты, где звук может «завести» зал. Также нельзя слишком глушить высокие частоты, чтобы не потерять ощущения воздушности и объема.

От этого показателя выстраивается дальнейшая работа. Если речь идет об электроакустике, то дополнительно анализируются другие индексы, предусмотренные сводом правил. 

Какие геометрические решения чаши, кровли и стен наиболее критичны для акустики? Чем опасны крупные вогнутые и плоскопараллельные поверхности?

Эти вопросы подробно регламентированы в нормативных документах. Вогнутые поверхности опасны тем, что они фокусируют звуковые волны, создавая зоны высокой или низкой громкости и потерю четкости и ясности звучания.

Плоскопараллельные поверхности, напротив, вызывают множественные отражения, приводящие к эффекту порхающего эха и снижению разборчивости речи. Все эти риски описаны в сводах правил, и проектировщики должны ориентироваться именно на них. Это не вопрос субъективных оценок, а зафиксированные стандарты, подтвержденные практикой.

Как вы определяете баланс звукопоглощающих решений, чтобы избавиться от паразитных отражений, при этом сохранить естественное звучание зала. Что из этого должно быть заложено в архитектуру?

Баланс определяется расчетом требуемого оптимального времени реверберации: под целевые значения подбираются материалы с заданными коэффициентами звукопоглощения, рассеивания и рассчитывается необходимая площадь их размещения. На основе этих данных формируется концепция обработки основных поверхностей. В спортивных аренах ключевую роль обычно играет кровля и выделенные зоны стен, при этом в расчетах учитывается типичное заполнение трибун (на 70 %), поскольку присутствие зрителей существенно влияет на акустику.

С архитектурной стороны важно заранее заложить места для размещения акустических материалов — особенно в зоне кровли, — а также предусмотреть конструктивные возможности для их крепления и обслуживания.

Различные инженерные системы могут стать источником помех, шума и вибраций, ухудшающих акустику. Что нужно предусмотреть в проекте, чтобы этого избежать?

Важнейший блок — электроснабжение и свет. Здесь критична схема заземления и разделение контуров для силовой, световой и звуковой сети. Несоблюдение этого приводит к сетевым наводкам на частоте 50 Гц и ее гармониках. Устранить их средствами настройки звукового оборудования невозможно. Поэтому еще на стадии проекта фиксируются требования: отдельные шины и вводы, использование экранированных аудиолиний, корректная коммутация заземлений и дистанцирование светового оборудования от кабельных трасс звуковых систем. Все это обеспечивает допустимый уровень фонового шума и отсутствие электромагнитных помех в тракте озвучивания.

Что обязательно нужно учесть во время акустического проектирования?

Ключевой момент в том, что каждый объект рассчитывается индивидуально: невозможно взять готовые значения из справочников и применить их без учета конкретной геометрии, материалов и сценариев использования.

Также нельзя просто «перенести» решение с одной арены на другую: акустика всегда зависит от геометрии помещения и его объема. Даже такие, казалось бы, стандартные элементы, как подвесные акустические островки (баффлы), могут иметь различную плотность наполнителя и соответственно разный вес. Где-то требуется больше поглощения, где-то, наоборот, важно не «переглушить» зал. Это всегда индивидуальный подбор и моделирование под конкретный объект.

Какие параметры, кроме времени реверберации (RT), вы используете в акустическом моделировании, и как результаты влияют на планировочные решения?

При проектировании мы не ограничиваемся только временем реверберации. Да, RT остается базовым параметром, но для объективной оценки анализируется целый комплекс характеристик. Совокупность этих данных позволяет корректно оценить как условия для речи, так и для музыкальных программ.

Результаты моделирования напрямую отражаются в архитектурных решениях: определяются зоны размещения звукопоглощающих поверхностей, выбирается распределение материалов по кровле и стенам, рассчитывается количество подвесных элементов. Все параметры фиксируются численно, без округлений, и наносятся на чертежи. Таким образом, проектная документация задает конкретные требования к акустической обработке.

Какие потенциальные ошибки при монтаже можно учесть еще на стадии проектирования?

Если проект выполнен грамотно, то риски на стадии проектирования минимальны. Основные проблемы возникают уже при реализации и зачастую связаны с экономией: заказчик на этапе строительства или монтажа начинает сокращать смету. Например, в одном проекте отказались от целого пояса звукопоглощающих баффлов ради экономии. Подобные решения напрямую влияют на акустику, и исправить это впоследствии крайне сложно.

Для архитектурной акустики важный момент — чтобы материалы, заложенные в проект, были реализованы в полном объеме. Поглощающие материалы это как живой организм эффективность которого зависит от строгого соблюдения рекомендованных методов монтажа и учета всех заданных акустических характеристик.

Какую роль здесь играет авторский надзор?

Огромную. Акустический проект не делается «на глаз» — там каждое расстояние рассчитано. Если, например, в проекте указано 300 мм, значит именно такое расстояние и должно быть выдержано. Да, существуют определенные допуски, но отклонения от расчетных значений могут привести к искажению результата. Акустическое моделирование учитывает только основные поверхности, а мелкие инженерные элементы появляются уже по ходу строительства и тоже влияют на звук.

Если допустить ошибки на стадии рабочей документации, их можно компенсировать электроакустикой?

На практике это очень сложно и дорого. Электроакустические системы не способны «спасти» проект, в котором изначально нарушены базовые архитектурные и акустические решения.

Как вы защищаете акустические решения от удешевления на стадии закупок?

Это всегда непросто. Главный инструмент — нормативные документы и аргументация для заказчика. Нужно донести, что акустика напрямую связана с восприятием звука и комфортом всех участников мероприятия, а значит, с эмоцией, ради которой люди приходят на арену.

Опыт показывает: качественный звук на арене — результат раннего и продуманного проектирования. Ни самые дорогие отделочные материалы, ни электроакустика не исправят просчетов в геометрии или конструкции. Акустика должна закладываться в проект так же строго, как конструктив или инженерные системы. Это инвестиция не только в комфорт, но и в репутацию объекта, от которой зависит, будет ли арена востребована для крупнейших событий.