56
Akustyka i nagłośnienie kościołów
System klimatyzacji uwzględnia rozmieszczenie, dystrybucję
i projekt duktów powietrznych. Duży strumień powietrza oraz
urządzenia regulujące mogą być powodem powstawania uciążli-
wego hałasu. Optymalny projekt duktu powietrznego gwarantuje
kilka możliwości eliminacji niepożądanych dźwięków genero-
wanych przez systemy klimatyzacji, m.in. zmniejszenie objętości
powietrza w obiegu i absorpcję akustyczną.
Są także inne, proste i efektywne metody rozwiązywania podob-
nych problemów. Pierwszy z nich polega na wykonaniu kilku
zakrętów duktu powietrznego w celu przeciwdziałania rozprze-
strzenianiu się dźwięku po linii prostej, co redukuje jego natęże-
nie. Innym sposobem jest instalacja pomiędzy ściankami duktu
swego rodzaju „pułapki dźwiękowej”, która w swym wnętrzu
znacznie osłabia dźwięki.
Dźwięk w konstrukcji
– wibroakustyczny, to taki, który przeni-
ka poprzez wibracje, uderzenia i wstrząsy bezpośrednio do szkie-
letu strukturalnego budynku. Może być generowany np. przez
urządzenia takie jak klimatyzacja lub przez człowieka, którego
odgłosy chodzenia przenoszą się z wyższej kondygnacji na niższą
poprzez strop, czy też przez wiszący na ścianie obrazek, wibrujący
pod wpływem dźwięków o niskiej częstotliwości.
Aby rozwiązać tego typu problemy, stosuje się tłumiki wstrząsu
oraz systemy mechanicznej izolacji podłoża. Co istotne, instalacje
hydrauliczne także mogą być przyczyną sporych wibracji,
dlatego nie powinny one przylegać do izolowanych pomieszczeń
kościelnych.
Dźwięk przenikający
to dźwięk absorbowany przez ściany,
podłogi i sufity, przenoszony przez powierzchnie ścian kościo-
ła i ponownie generowany w jego wnętrzu. Sposoby eliminacji
podobnych problemów opierają się na odpowiednim doborze
gęstości materiałów oddzielających pomieszczenia oraz precyzyj-
nej separacji konstrukcji. Przy czym, w celu pozbycia się efektu
przenoszenia wibracji i związanych z tym zjawiskiem dźwięków,
zaleca się wykonywanie ścian betonowych o dużej gęstości. Są one
barierą dla częstotliwości wysokich i średnio wysokich, jednak
dźwięki o niskiej częstotliwości wymagają stosowania bardziej
złożonych metod tłumienia, takich jak kompletne odseparowanie
od siebie poszczególnych części obiektu. W niektórych przypad-
kach można „odciąć” płytę podłogową od pozostałej części budyn-
ku, wówczas wraz z podwójnymi ścianami i sufitem stworzy ona
dobrze odizolowane pomieszczenie.
W celu poprawienia zakresu tłumienia dźwięku modyfikuje się
strukturę materiałów konstrukcyjnych, zwiększając ich gęstość
przez użycie wielu warstw płyt gipsowych lub form betonowych,
połączonych wraz z innymi materiałami o właściwościach tłu-
miących wibracje pochodzenia akustycznego. Zagadnienie to
wymaga wiedzy i doświadczenia inżyniera-akustyka. Bez jego
fachowego przygotowania nie da się osiągnąć satysfakcjonujących
wyników prac.
Separacja materiałowa
jest dość nietypową koncepcją stosowa-
ną często przez architektów i akustyków. Polega ona na tym, że
materiały budowlane, składające się na konstrukcję sąsiedniego
pomieszczenia lub zewnętrzną formę budynku, są fizycznie odse-
parowane od pomieszczenia izolowanego. W praktyce rozwiąza-
nie to dotyczy kościołów, które stanowią część zwartej zabudowy
lub przylegają ścianami do innych lokali użytkowych. Może ono
pociągać za sobą duże koszty, co związane jest z wymogiem
stosowania podwójnych ścian, podłóg i stropów. Zatem przed
podjęciem decyzji należy rozważyć, jak wysokiej jakości akustyki
wnętrza wymaga projektowany obiekt sakralny.
x x x
Założenia objętościowe i struktura powierzchni
Kształt wnętrza kościoła ma bezpośredni wpływ na akustykę
i charakterystykę dźwięku. Miejsca o kopulastym sklepieniu,
podobnie jak kopuła apsydy, w której stoi ołtarz, służyły niegdyś
do wzmacniania głosu mówcy. W czasach, gdy kapłan odprawiał
mszę tyłem do wiernych, jego głos ogniskowany był na środku.
Jednak w przypadku użycia nagłośnienia kopuły mogą ognisko-
wać na mikrofonach odbite od jej sfery fale dźwiękowe, co nie-
uchronnie prowadzi do powstawania sprzężeń.
Rysunek nr 1 przedstawia trzy rodzaje sklepień, z których
pierwsze – w kształcie kopuły – stwarza najwięcej problemów
z akustyką. Przykład trzeci prezentuje sklepienie o nieregularnej
formie, bardzo dobrze rozpraszającej energię dźwiękową i stwa-
rzającej najlepszy klimat akustyczny. Zaś środkowy obrazuje
sklepienie wklęsłe, zapewniajace najskuteczniejsze ograniczenie
pogłosu i powstawania echa, a także tworzy przestrzeń łatwą do
ogrzewania. Jednak taka forma sklepienia nie jest akceptowana
w naszej kulturze estetyczno-historycznej.
Kształty obiektów sakralnych nie powinny spełniać jedynie este-
tycznych wymogów architektury, lecz być swego rodzaju kon-
sensusem architektoniczno-akustycznym. Gdyby jednak powie-
rzyć wybór kształtu wnętrza świątyni wyłącznie akustykom, to
zapewne powstałyby budowle z wklęsłymi sklepieniami, przypo-
minające betonowy minimalistyczny bunkier.
Klasyczne kościoły katolickie, założone na planie nierównora-
miennego krzyża, o wysokim sklepieniu, mają zdecydowanie
lepsze własności akustyczne niż modernistyczne okrągłe formy,
których łukowate ściany jak soczewki skupiają dźwięki w poje-
dynczych miejscach. Z punktu widzenia akustyki problematyczne
są owalne, betonowe pomieszczenia o niskim suficie (przypadek
tzw. dolnego kościoła), które ograniczają dynamikę dźwięku i są
powodem zbyt dużej i niemożliwej do regulacji głośności.
Kościół założony na planie kwadratu z równoległymi ścianami
jest natomiast źródłem powstawania niebezpiecznych „fal stoją-
cych”, które mają wpływ na głośność poszczególnych częstotliwo-
ści dźwięku, gdyż jedne wzmacniają, inne zaś tłumią.
Doskonała akustyka wymaga odpowiedniej kubatury pomiesz-
czenia, z zachowaniem właściwej proporcji wysokości oraz wiel-
kości stropów i przestrzeni podłogowej. Wzorem może być staro-
żytna zasada „złotego podziału”, określająca najlepszy stosunek
rys. B. Leszko
Rys. 1. Rodzaje sklepień, spośród których kopulaste jest najbardziej problematyczne pod względem
akustyki
