Курс «Основы храмостроительства» .

Акустическое проектирование православных храмов. Составил архитектор Кеслер М.Ю.

  

Требования к объёмно­планировочным решениям храмов

Акустическая особенность православных храмов такова, что звук, исходящий от его источника (пения хора, который находится чаще всего на антресоли в западной части храма или на солее, и голосов священнослужителей из алтаря, с солеи и пространства храма, в зависимости от хода богослужения) должен быть очень хорошо слышен. Для этого важно выбрать объём храма и геометрическую форму его внутренних поверхностей. Тогда отражённый звук распределяется надлежащим образом и достигается достаточная диффузность (рассеяность) звукового поля.

Общий воздушный объём храма должен быть не более 5 м3 на одно место вместимости храма[1]. Если алтарь пристроен и отделён высоким иконостасом, то общий объём храма назначается без учёта объёма алтаря.

По акустическим соображениям можно рекомендовать следующие правила формирования габаритов храма:

а) отношение длины храма к его средней ширине следует принимать в диапазоне от 1 до 22;

б) отношение средней ширины храма к его средней высоте рекомендуется принимать в тех же пределах (от 1 до 2);

в) длину храмов со встроенным алтарём и низкой алтарной преградой рекомендуется брать не более 28 м (от западной стены до алтарной апсиды), а храмов с высоким иконостасом – не более 26 м (от западной стены до иконостаса).

Прямой звук дополняют звуковые отражения, которые, отталкиваясь от внутренних поверхностей храма на пути звука от источника к точке приёма, улучшают слышимость и разборчивость3.

Если расстояние от источника звука до точки приёма превышает 8 м, следует обеспечить, чтобы в эту точку, кроме прямого звука, приходило и отражение. Для хорошей разборчивости речи желательно, чтобы разность ходов отражённого и прямого звука не превышала 7–10 м.

Как улучшить отражаемый от внутренних поверхностей звук, если хор размещается на антресоли в западной части храма? Над этим местом подвешивается отражатель под потолком. Он направляет звук в основном в зоны храма, удалённые от хора. Отражателю целесообразно придать выпуклое очертание, которое обеспечивает хорошее распределение отражённого звука при разных положениях источников звука в хоре. Отражатель может быть выполнен из торкрет-бетона с малым коэффициентом звукопоглощения.

Если внутренние поверхности верхней зоны храма имеют вогнутые очертания (арки, своды, купола, конхи апсид), то необходимо следить за размещением центров кривизны - чтобы они не концентрировали отражаемый ими звук. Центры кривизны этих поверхностей должны находиться на расстоянии не менее 3 м от пола.

Если проект храма предусматривает круглую или другую форму с криволинейными вогнутыми стенами, то обязательно надо расчленить вогнутые поверхности колоннами, нишами и т.д., предотвращающими концентрацию отражённого звука.

Необходимо, чтобы значительная часть внутренних поверхностей храма создавала рассеянное, ненаправленное отражение звука. Для этого поверхности расчленяются пилястрами, нишами, элементами внутреннего убранства (иконостасы, киоты и др.) и тому подобными поверхностями. Вместе с тем требуется обеспечить и направленность ранних звуковых отражений. При акустическом проектировании следует сочетать эти несколько противоречащие друг другу требования при помощи разной степени расчленения отдельных внутренних поверхностей храма.

Особенно нежелательны гладкие параллельные друг другу плоскости (обычно это бывают боковые стены храма); они вызывают «порхающее эхо», которое получается в результате многократного отражения звука между ними. Расчленение таких стен пилястрами и нишами ослабляет этот эффект и увеличивает диффузность. Повышает диффузность и небольшое отклонение стен от параллельности, которое часто наблюдается в древнерусских храмах.

В храмах вместимостью более 600 человек целесообразно устраивать антресоли над западным, южным и северным притворами. Таким образом снижается объём храма, уменьшается его длина и расчленяются стены, что в совокупности создает хорошую акустику храма.

Звукоусиление в храмах

В храме люди слышат одновременно звук не только прямой, но и отраженный – от стен, сводов, пола. Отраженный звук приходит с некоторым запаздыванием. Получается, что человек одновременно слышит и последний слог и с запаздыванием многократно отраженный от стен звук предыдущего слога. Речь священника теряет разборчивость. И чем больше помещение и расстояние от стен, тем сильнее проявляется этот эффект.

В таких случаях только радиоаппаратура может существенно исправить положение. Есть и другие способы: например, записать проповедь, транслировать богослужение вокруг храма.

В общем случае, система звукоусиления в храме включает в себя микрофоны (один или несколько), преобразующие звуковые сигналы в электрические, которые усиливаются и обрабатываются в микшерном пульте и подаются на усилитель мощности, а затем на громкоговорители. При этом важно правильно установить и использовать звукотехнику. Желательно, чтобы аппаратура в храме не требовала непрерывной регулировки.  Слышимость же должна быть такой, чтобы она ощущалась как естественная.

Акустический расчёт при проектировании звонниц православных храмов

При проектировании колоколен (звонниц) необходимо обеспечить:

- нормальную слышимость колокольных звонов в зоне проживания прихожан храма. При этом уровень звука, создаваемый звоном колоколов, должен превышать звуковой фон, создаваемый движением транспортных потоков в населённом пункте. По опытным, справочным данным, на тихих улицах без транспортных потоков звуковой фон составляет 30 дБА, на улицах с активным транспортным движением – 70 дБА;

- нормативный уровень звукового фона, создаваемого колокольным звоном, в близлежащих зданиях, требующих специфического шумового режима (жилые дома, больницы, детские учреждения и т.д.).

Если рассматривать колокольный звон как колеблющийся во времени и прерывистый шум, то, согласно санитарно-гигиеническим нормам, максимальный уровень звука не должен превышать 110 дБА.

Если  между колокольней (звонницей) и жилым или общественным зданием проходит транспортная магистраль, в первую очередь необходимо оценить уровни звука перед фасадами зданий, создаваемые движением транспортных потоков. Если он более чем на 6 дБА превышает уровень звука, создаваемый звоном колоколов в той же точке, то шумозащитные мероприятия от колокольного звона может быть потребуется провести только после устранения или снижения уровней звука транспортной магистрали.  

Мощность звукового потока, излучаемого колокольней (звонницей), складывается из прямого звука, излучаемого колоколами, и звуковых потоков излучения, создаваемых звонницей за счёт отражений от её ограждений.  Тут учитывается размер, направленность открытых проёмов звонницы и звукоотражающая способность её ограждений.

Уровни звука считаются допустимыми, когда они не превышают максимально допустимых значений.

Шумозащитные мероприятия при проектировании звонниц православных храмов

Если при расчете уровня звука показатели окажутся выше максимально допустимых значений, то следует скорректировать проект колокольни (звонницы). Для этого надо снизить  уровень  звуковой  мощности колокольного набора, снизив вес и количество колоколов. Кроме того, стоит снизить уровень звука следующими способами:

– путём корректировки архитектурно­строительных решений колокольни (звонницы), в т.ч. по размерам и направлениям открытых проёмов, по звукоотражающей способности ограждений;

– установкой дополнительных экранирующих сооружений между колокольней (звонницей) и защищаемым зданием. Преграды могут быть в виде зелёных насаждений или специальных шумозащитных барьеров, роль которых могут играть возводимые в комплексе храма или вокруг него какие­либо здания, экранирующие прямое излучение звука колоколами;

– увеличением расстояния между колокольней (звонницей) и защищаемым зданием путём её перенесения на новое место.

Архитекторы рекомендуют особую последовательность проведения акустического проектирования колоколен (звонниц)  православных храмов.

 Во-первых, составить (получить) масштабную карту местности вокруг проектируемого храма с определением области требуемой слышимости колокольного звона в районе проживания прихожан храма. В масштабную карту должны быть внесены все здания, размещённые на этой территории, указана высота каждого здания и его назначение. Кроме того, на масштабную карту наносятся все улицы, трассы и свободные площади, а также территории, занятые зелёными насаждениями, с указанием их высоты.

  Во-вторых, определить расчётные точки на местности:

–  наиболее удалённая от колокольни (звонницы) точка, где должен быть слышен звук благовестника, извещающего о начале службы в храме;

–  наиболее близкое к колокольне (звоннице) здание, внутри которого необходимо обеспечить нормативный уровень шумового фона (например, здания больниц, детских учреждений, жилых домов и т.п.).

  В соответствии с этим устанавливаются два расчётных значения уровней звука:

– минимально допустимый уровень громкости звучания благовестника перед наиболее удалённым зданием исследуемого района, с тем чтобы он превышал измеренный (или ожидаемый по расчёту) уровень звукового фона в этом месте (30–70 дБА);

– максимально допустимый уровень звука колокольного звона перед ближайшим зданием с нормируемым звуковым фоном.

В-третьих, рассчитать звуковую мощность колокольного набора.

В-четвертых, рассчитать звуковые потоки излучения, создаваемые колокольней (звонницей), с учётом отражений от ограждений звонницы.

В-пятых, рассчитать снижение уровня звука, поступающего в расчётные точки, за счёт различных факторов.

И, наконец, в-шестых, рассчитать уровень звука благовестника в наиболее удалённой точке и колокольного звона перед ближайшим к звоннице зданием с нормируемым звуковым фоном.

Архитектор Кеслер М.Ю.