Acústica de salas de concerto



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Acústica de salas de concerto
Victor Mourthé Valadares

UFMG – EA/TAU/LABCON

R. Paraíba, 697, Funcionários

CEP 30.130-140 Belo Horizonte, MG - Brasil



victor m valadares@aol.com



Resumo - Nesta palestra faz-se uma síntese de termos descritores do ambiente sonoro percebido pelos ouvintes de música sinfônica em salas de concerto, dos quais surgiram atributos acústicos de caracterização do ambiente sonoro desses recintos. Tais termos descritores formam uma base de linguagem comum para que seja possível um diálogo entre acústicos, músicos e ouvintes, em busca de um aperfeiçoamento da arquitetura das salas de concerto e conseqüente melhoria do resultado sonoro obtidos nesses ambientes. Os atributos acústicos são úteis, nessa busca, para avaliação da qualidade acústica desses ambientes arquitetônicos mesmo ainda em fase de projeto de arquitetura. A relação dos atributos acústicos com o projeto de arquitetura das salas de concerto é apresentada. Através da compreensão do significado dos atributos apresentados, busca-se incentivar a verificação da resposta acústica da sala em relação aos atributos, ainda em fase de projeto de arquitetura através da avaliação de desempenho acústico dos ambientes, uma das fases do projeto acústico.
Abstract - This lecture presents a synthesis on sound environmental descriptors perceived by listeners of symphonic music in concert halls, from which acoustical attributes were borne to characterize the sound environment of the halls. These descriptors are a language basis to be possible a dialogue between acousticians, musicians and listeners, looking for an improvement of the architecture of the halls through the sound response of these rooms. The acoustical attributes are useful to evaluate the acoustical quality of the halls on the earlier phase of the architectural project. A relation between acoustical attributes and architecture of halls are shown. From the knowledge of the attribute meaning shown, it is possible to incentive the effort to verify the hall’s acoustical response in the earlier phase of the architectural project, giving an evaluation of acoustic performance of the rooms, one of the focus of acoustical project.
I. INTRODUÇÃO
Esta palestra se baseia em resultados de estudos e pesquisas sobre desempenho acústico de salas de concerto durante as últimas três décadas aproximadamente, marcadas entre duas importantes e decisivas publicações de Leo L. Beranek, [1] e [2].

O conteúdo desse artigo não vai além daquele de domínio público nos círculos científicos e acadêmicos sobre acústica de salas. Sua contribuição reside no fato de (re)apresentar meios de avaliar o desempenho acústico de salas através de recursos simplificados envolvendo equações, desenhos e gráficos elementares que estimulem sua aplicação em estágios iniciais de projetos de arquitetura procurando prever a resposta acústica das salas e verificando a adequação de soluções arquitetônicas propostas aos fins a que o ambiente se destina. Espera-se que, incorporando essa atitude na prática dos profissionais de arquitetura e consultores em acústica, haja uma melhora na qualidade e aperfeiçoamento da produção arquitetônica de auditórios, teatros e salas de concerto, evitando-se, assim, surpresas desagradáveis ou desconforto durante seu uso no futuro.

A estrutura do trabalho consiste em oito tópicos, sendo o primeiro deles essa breve introdução. O segundo tópico aborda algumas considerações conceituais sobre a questão do desempenho acústico de uma forma geral e focalizando a questão específica das salas de concerto. No terceiro tópico apresenta-se uma sinopse de vinte termos descritores da percepção em audições sinfônicas dos quais surgiram os atributos acústicos de maior consenso na comunidade científica, que são abordados no quarto tópico. No quinto tópico é feita uma revisão da teoria para predição da preferência subjetiva da qualidade acústica de salas de concerto. O sexto tópico faz uma revisão conceitual e de definições / procedimentos de cálculo dos seis atributos significativos evidenciados no tópico anterior. O sétimo tópico procura destacar aspectos influentes da arquitetura no desempenho dos atributos acústicos descritores do ambiente sonoro das salas de concerto. No oitavo e último tópico é feita uma breve conclusão deste artigo.
II. CONSIDERAÇÕES SOBRE DESEMPENHO ACÚSTICO
Ao abordar a questão de desempenho de ambientes, busca-se avaliar a adequação dos mesmos aos fins que se propõem, verificando as condições de atendimento a critérios de qualidade previamente estabelecidos. No caso específico de desempenho acústico de ambientes, necessidades humanas para comunicação com privacidade por meio da fala e da música devem ser atendidas para prover condições de comunicação inteligível e conseqüente conforto acústico.

A comunicação requer o uso de uma linguagem cuja inteligibilidade é influenciada pela arquitetura. Por linguagem, entende-se todo o sistema de signos que serve de meio de comunicação entre as pessoas e que pode ser percebido pelos diversos órgãos dos sentidos. Isto, então, implica na distinção entre uma linguagem visual, uma linguagem auditiva, outra tátil e assim por diante; ou em linguagens mais complexas constituídas, simultaneamente, de elementos diversos [3]. Por inteligível, entende-se a compreensão do conteúdo da linguagem para se estabelecer a comunicação dentro de certa probabilidade desejada. No caso específico de salas de concerto a atenção deve estar focada na inteligibilidade da música no ambiente. O conforto acústico nesses ambientes está vinculado à inteligibilidade da música. A Figura 1 apresenta um diagrama sintetizando a interação entre música, acústica e arquitetura para dar condições adequadas de inteligibilidade e conforto acústico.


Figura 1 – Interação entre os campos disciplinares da música, acústica e arquitetura para comunicação de qualidade.
III. TERMOS DESCRITORES DA PERCEPÇÃO EM AUDIÇÕES SINFÔNICAS
As impressões e percepções sonoras ou mesmo as expressões quanto a inteligibilidade da música nos eventos sinfônicos tem estimulado descrições do ambiente sonoro vivenciado através de vários termos seja pela crítica musical, seja pelos próprios músicos ou mesmo pelos ouvintes mais experientes, acústicos ou não. Muito dos termos apresentavam caráter abstrato e subjetivo que dificultavam um diálogo entre críticos músicos e acústicos. Termos com definições mais claras, com enfoque mais objetivo e de compreensão uniforme, foram propostos no intuito de facilitar o diálogo e estimular uma reflexão mais profunda sobre os atributos do espaço influentes na produção transmissão e percepção da música1. Surgiu, então, uma linguagem comum entre críticos, músicos e acústicos, com termos descritores de qualidades acústicas que contribuem para a impressão geral da audição sinfônica. A partir desses termos surgiram os atributos acústicos que constituem em indicadores, critérios ou índices de qualidade em acústica de salas para adequação acústica dos ambientes e conseqüente conforto acústico nos mesmos. A seguir são apresentados vinte termos descritores básicos [2],[4],[5].


  1. C
    laridade -
    audição das notas musicais iniciais, observando o grau no que são distintas ou separadas [4]. O grau no qual sons discretos numa performance musical permanece um do outro. Depende criticamente de fatores musicais como da agilidade e intenção dos músicos, mas é também intimamente relacionado à acústica da sala [1].




  1. Reverberação - audição da persistência sonora nas freqüências médias som que persiste no recinto após sua interrupção repentina; tempo de reverberação, TR, é o número de segundos que um som leva para decair ao limiar de audibilidade após cessado; um recinto reverberante é denominado vivo, enquanto um recinto com tempo de reverberação curto é denominado morto ou seco [4].




  1. Vividez - relativo ao TR nas médias e altas freqüências (acima de 350 Hz). Uma sala com vividez pode ser deficiente nos graves. Uma sala suficientemente reverberante nas baixas freqüências é dita como soando “quente”, relacionado com o termo seguinte, Calidez [4].




  1. Brilhoum som tocado com brilho, clareza, rico em harmônicos é denominado brilhante. Neste tipo de som as médias freqüências são proeminentes e decaem vagarosamente. O som pode tornar-se muito brilhante se amplificação eletrônica for utilizada impropriamente [2].




  1. Calidez - audição da força e vigor dos tons baixos comparado com tons nas freqüências médias e agudas [4]. Evidência dos sons dos baixos, ou preenchimento de tons baixos, 75Hz - 350Hz, relativo aos tons de média freqüência, 350Hz-1.400Hz. Escuro é a sensação de recintos que possuem baixos muito fortes ou onde as altas freqüências são atenuadas excessivamente [2].




  1. Intimidade – audição induzindo à percepção de uma sala de concerto como um recinto pequeno, embora suas dimensões físicas reais sejam bem maiores [4]. Consiste numa extensão do conceito de intimidade na percepção do ambiente visual para o ambiente acústico, ou seja, a impressão de que a execução da peça se dá em um recinto pequeno embora , na realidade ela ocorra em um recinto mais amplo. Este termo sugere ao ouvinte o tamanho do espaço do recinto. Não é necessário que a sala tenha dimensões particulares, mas que ela soe como se tal fosse apropriada ao estilo musical [2].




  1. Audibilidade - audição do som direto e reverberante avaliando o conforto das passagens mais intensas e a capacidade de audição das passagens menos intensas [4]. É usualmente dividida em duas partes: audibilidade devido ao som inicial, ESL (early sound loudness) e ao som reverberante, 2.A primeira, ESL, é determinada pela soma da energia sonora direta e inicial (até 80 ms). A segunda, RSL (reverberant sound loudness), refere-se à energia sonora reverberante (após 80 ms) [2].




  1. Difusão - sensação de envolvência nos sons ou sentimento de imersão nos sons [4]. Deve-se abordá-la tanto em termos dos sons iniciais como em termo dos sons reverberantes [2].




  1. Ofuscamento Acústico - surgiu da analogia com o ofuscamento visual, em termos das condições de superfícies do ambiente que produzem reflexões sonoras com antecedência e dureza e rispidez [2].




  1. Balanço - audição do vigor e qualidade relativa de várias seções da orquestra e entre a orquestra e o solista ou coro [4]. O balanço diz respeito entre seções da orquestra, assim como entre os solistas e esta. Entre os ingredientes que dão um balanço adequado estão fatores acústicos e musicais. O fechamento do local da orquestra (stage desing) deve enfatizar certas seções da orquestra ou dar suporte ao solista. A partir daí o balanço está na mão dos músicos, de seus acertos e do controle do maestro [2].




  1. Ecos - percepção de sons refletidos discretos e atrasados em certa direção e com intensidade audíveis suficiente para causar desconforto na audição [4]. Refere-se às reflexões atrasadas suficientemente altas para perturbar os músicos no palco e os ouvintes da audiência [2].




  1. Espaciosidade - este termo envolve dois aspectos. O primeiro diz respeito à Largura aparente da fonte, ASW (apparent source width), onde o caráter de espaciosidade de uma sala reside no fato da fonte parecer ao ouvinte mais larga que a largura visual real [2]. O segundo aspecto refere-se à envolvimento do ouvinte, LEV (listener envelopment). Ela descreve a impressão da força e direções das quais o som reverberante parece chegar. O termo LEV é julgado elevado quando o som reverberante parece chegar aos ouvidos de forma eqüitativa de todas as direções (da frente, de cima, dos lados e de trás) [2].




  1. Coesão - é definido como uma mistura de sons de vários instrumentos da orquestra de forma que o ouvinte perceba-os como expressão de uma textura musical [2].




  1. Conjunto - refere-se à habilidade dos músicos em tocarem unidos, iniciando e conduzindo livremente as notas simultaneamente de forma que muitas linhas melódicas soem uma única. Depende da habilidade dos músicos em ouvir entre si. Pode ser dificultada pelo projeto do palco [2].

  2. Resposta Imediata - capacidade da sala em responder imediatamente às notas sonoras. Está relacionada na maneira como as primeiras reflexões atingem os ouvidos do músico. Se ela chega muito atrasada será percebida como um eco; se as reflexões são ouvidas apenas das envoltórias do palco à sua volta, o músico falhará em perceber a acústica do recinto completamente [2].




  1. Textura - Impressão subjetiva dos ouvintes derivada do padrão no qual a seqüência das primeiras reflexões chegando em seus ouvidos. Num ótimo recinto, aquelas reflexões que chegam logo após o som direto segue numa seqüência mais ou menos uniforme. Em recintos acusticamente mais pobres, pode ser considerável o intervalo entre a primeira e as reflexões seguintes. Uma boa textura requer um grande número de reflexões iniciais uniformes, mas não precisamente espaçadas e não com uma simples reflexão dominando as outras [2].




  1. Faixa Dinâmica - Intervalo de níveis no qual a música pode ser ouvida na sala. Vai desde o máximo pianíssimo possível de execução no recinto até o máximo fortíssimo produzido pelo elenco da orquestra. Audição de sons que não sejam música quando o solista toca notas com menor intensidade, ou quando o recinto está vazio. Todo ruído que chega à sala acima dos níveis de critério estabelecidos para conforto acústico causa distração e deve ser evitado [4].




  1. Ruído de Fundo - Audição de sons que não sejam música quando o solista toca notas com menor intensidade, ou quando o recinto está vazio. Qualquer ruído externo é capaz de causar distração e interferir na execução das peças e sua audição, devendo, portanto, ser evitado [4].




  1. Qualidade Tonal - A qualidade tonal é a beleza do tom. Como um fino instrumento, a sala de concerto deve ter uma qualidade tonal fina. A qualidade tonal pode ser prejudicada por vários meios, tais como ressonância, distorções. Outro efeito consiste na sensação de fontes deslocadas devido a reflexões que focalizam grande parte da energia sonora em direção a uma parte específica da audiência, de modo que os ouvintes percebam o som como emanando de uma determinada superfície ao invés de vir direto da orquestra [2].




  1. Uniformidade Sonora - a qualidade da sala é debilitada se parte da audiência está sujeita a sons de natureza inferior, como em locais abaixo de balcões, nas laterais na frente da sala, ou em certos locais sujeitos a ecos, confusões ou falta de clareza. Consistem nos pontos mortos da sala segundo os músicos. Os acústicos usualmente usam este termo apenas em referência aos locais onde a música é especialmente fraca.

IV. ATRIBUTOS ACÚSTICOS PARA SALAS DE CONCERTO


Para comunicação através da música, um conjunto de atributos acústicos foram propostos, a partir dos termos descritores apresentados no item anterior, para verificação da qualidade ambiental acústica em salas de concerto e casas de ópera. Consistem nesses principais atributos, aqueles listados a seguir. A Tabela 1 agrupa os parâmetros de mensuração dos atributos.


  1. Reverberação, mensurada pelo parâmetro Tempo de Reverberação, RT, em [seg.], ou Tempo de decremento Inicial, EDT, em [seg.], ambos utilizados para descrever as condições de decremento da energia sonora no tempo (para 60 dB e 10 dB, respectivamente) e no espaço.



  1. Calidez, mensurada pelo parâmetro Razão de Baixo, BR, [ad.], para verificar as condições de persistência dos sons nas baixas freqüências em relação às médias, que, se verificado, evidencia a sensação satisfatória de calidez acústica no recinto;




  1. Claridade, mensurada pelo parâmetro Fator de Claridade, C80, dB, para verificar a relação entre a energia inicial e reverberante no ambiente e suas implicações sobre a nitidez auditiva na percepção das notas e frases musicais.




  1. Audibilidade, mensurada pelo parâmetro Fator de Força nas Médias Freqüências, Gmid, em [dB], utilizado para verificação das condições de audibilidade no ambiente.




  1. Espaciosidade, em seu primeiro aspecto, utilizada na avaliação das condições de impressão espacial nos ouvintes através da noção de Largura Aparente da Fonte (ASW), que pode ser avaliada pelo parâmetro Coeficiente de Correlação Cruzada Inter-aural de Sons Iniciais, em IACCE(arly) , [ad.], ou, através da Fração Lateral , LFE 4, [ad.], ou ainda, de forma simplificada, pela comparação o Fator de Força nas Baixas Freqüências, Glow, em [dB], e o Fator de Força nas Médias Freqüências, Gmid, em [dB].




  1. Envolvimento, segundo aspecto da espaciosidade, que pode ser mensurada pelo parâmetro Coeficiente de Correlação Cruzada Inter-aural de Sons Tardios, em IACCL(ate) ou, de forma simplificada, pode ser avaliada por uma inspeção visual das irregularidades superficiais internas no recinto e mensurada pelo Índice de Difusão Sonora na sala, SDI, [ad.];




  1. Intimidade, mensurada pelo parâmetro Intervalo de Tempo de Atraso Inicial, ITDG ou t1, em [seg.], que calcula a diferença temporal entre o som direto e outro refletido pela primeira reflexão sonora no centro da audiência principal, buscando verificar a condição dimensional do recinto percebida pelo ouvinte, que julga a apropriação da sala, quanto ao seu tamanho para execução de determinadas obras ou peças.




  1. Suporte de Palco, mensurado pelo parâmetro Fator de Suporte, ST1, para verificar as condições de conjunto e balanço entre setores da orquestra.
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