Asupra sălii de fandări şi coerciţii muzicale a Filarmonicii de Stat din Iaşi

"Without music, life would be a mistake."

Friedrich Nietzsche

Pentru că ne-am trezit şi ne-am învechit împreună cu ea, cel puţin cei din generaţia mea am fost convinşi că Sala de concerte a Filarmonicii a fost dedicată dintotdeauna evenimentelor simfonice şi corale. Abia acum aflu şi eu că nici pe departe nu a fost aşa. Clădirea a avut o cu totul altă destinaţie iniţială, iar soluţia constituirii ca sediu oficial al muzicienilor s-a suprapus - perfect oportun politic - cu planul comuniştilor de a desfiinţa instituţia religioasă. Astfel, patrimoniul local s-a “îmbogăţit” cu o sală de spectacole ce are o acustică pur şi simplu mordantă.

Mic istoric al clădirii Filarmonicii de Stat din Iaşi

Partea stângă a clădirii Filarmonicii din Iaşi (dinspre strada I.C. Bratianu) este casa vistiernicului Alecu Balş, construcţie ridicată în anul 1815 în stil neoclasic, caracteristic sfârşitului sec. al XVIII-lea şi începutului sec. al XIX-lea. În salonul Casei Balş a avut loc în anul 1817 prima reprezentaţie a unei piese de teatru în limba română, iar la 18 ianuarie 1847 a concertat pianistul şi compozitorul austriac Franz Liszt.

Din anul 1900 clădirea revine Institutului francez “Sacré Cœur” coordonat de surorile din Congregaţia "Notre Dame de Sion". În anul 1910, în prelungirea vechii Case Balş de pe strada Cuza Vodă nr. 29, se finalizează construcţia unei anexe cu paraclis (capelă) rezervată uzului călugariţelor şi elevelor catolice ale Institutului (partea dreaptă a Filarmonicii, actuala clădire cu sala principală de concerte). Arhitecţii noului corp au fost italienii Enrico Gambara (stabilit în Bucureşti) şi I. Vignali (stabilit în Iaşi).

În anul 1947 Institutul francez este desfiinţat de comunişti, construcţia revenind Liceului de Artă "Octav Bancilă" şi Conservatorului "George Enescu".

În anul 1860 a fost înființată Școala de Muzică și Declamațiune, transformată patru ani mai târziu în Conservatorul de Muzică și Artă Dramatică, iar în anul 1868 ia naştere Societatea Filarmonică Română din Iași considerată a fi primul pas către constituirea ansamblurilor muzicale profesioniste cu activitate permanentă. La 9 octombrie 1942, în sala Teatrului Național din Iași, sub bagheta maestrului George Enescu, are loc concertul inaugural al Filarmonicii Moldova din Iași, aceasta fiind recunoscută de stat şi înfiinţată oficial în anul 1943 prin Decret-Lege emis de către Mareşalul Ion Antonescu. Repetiţiile orchestrei Filarmonicii de Stat "Moldova" se țineau în Sala armeană (din curtea Bisericii Armene), iar concertele în Sala cinematografului Sidoli și la Teatrul Național. La data de 17 noiembrie 1957 are loc concertul inaugural în corpul de clădire cunoscut astăzi ca aparţinând Filarmonicii, spectacolele ulterioare desfăşurându-se în cele două săli special amenajate – sala "Ion Baciu" şi, respectiv, sala "Gavriil Musicescu".

Problema proprietarilor clădirii Filarmonicii a apărut înainte de începerea lucrărilor de renovare a imobilului, în anul 1989. În acel an, Episcopia Romano-Catolică de la Iaşi a cerut retrocedarea clădirii în care a funcţionat până în anul 1947 Institutul Francez al Ordinului Maicilor "Notre Dame de Sion". Deşi decizia de retrocedare nu fusese luată, în anul 1991 se demarează procesul de restaurare. Din anul 2000 clădirea Filarmonicii este inclusă pe lista monumentelor istorice, însă lucrările nu se pot realiza, Ministerul Culturii şi Cultelor neputând acţiona în lipsa unei decizii juridice clare asupra proprietăţii clădirii.

În anul 2007 imobilul din strada Cuza Voda nr. 24 este retrocedat Episcopiei Romano-Catolice, iar la începutul anului 2008, Episcopia încheie un contract de locaţiune pe o perioadă de 31 de ani, prin care Universitatea de Arte "George Enescu" are drept de folosinţă asupra imobilului.

Seismele din anii 1940, 1977, 1986 şi 1990, dar şi dinamica variabilă şi intensă a apelor subterane avariază grav structura de rezistenţă. În anul 1991 se efectuează unele lucrări de renovare şi până în anul 2002 se realizează şi unele lucrări de consolidări locale, fără o abordare unitară, în limitele fondurilor alocate, cu mari întreruperi, ce se derulează pe o perioadă de circa 17 ani. Lucrările ample de consolidare structurală şi reabilitare estetică şi funcţională sunt reluate în anul 2024, acestea fiind finanţate de către Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Tineretului. Adică şi cu banii mei, pentru că biserica catolică e săracă şi nu mai are de unde. Că nu s-au putut finanţa lucrările de reabilitare decât după retrocedarea acesteia. Mişto ţară!

Câteva noţiuni fundamentale de acustică

În orice spațiu dedicat exclusiv ascultării muzicii sau impuse de cerinţele funcţionale, o cameră poate provoca uneori efecte care induc experiențe teribile. Pot fi accente de bas puternic dominante sau pot fi zone ale camerei în care basul se simte complet lipsit de energie. Deşi procesarea cu egalizatoare a semnalului audio şi tratamentele acustice ale camerei pot atenua oarecum problema, cel mai bine este ca, înainte de a face orice altceva, să fie căutate soluţii “la sursă”, în primul rând prin optimizarea dimensiunilor camerei. Dar nu întotdeauna este posibil, cum este şi cazul clădirii destinate concertelor Filarmonicii ieşene, nefiresc convertite într-un stabiliment cu ambiţie de altar cultural. Într-o astfel de situaţie tratamentul acustic este imperativ necesar.

Pentru a înțelege complexitatea problemei, trebuie să încep cu câteva chestiuni elementare astfel ca lectura materialului să fie suficient de inteligibilă tehnic şi celor mai puţin sau deloc familiarizaţi cu domeniul acusticii în construcţii, încât, în partea a doua, concluziile să nu pară ermetice şi/sau inapetente, chiar dacă acestea nu sunt deloc pe măsura aşteptării majorităţii. 

Undele sonore sunt o fluctuație a presiunii aerului detectată de urechea umană. Pe măsură ce un difuzor redă muzică, membrana acestuia se mișcă înainte și înapoi, creând un val de presiune ridicată a aerului care se îndepărtează de difuzor, în spatele lui rezultând un “val de presiune scăzută”. Distanța dintre vârfurile presiunii aerului se numește lungime de undă. Aceasta poate fi măsurată și ca distanța dintre “jgheaburi” – zonele cu presiune scăzută. Frecvența unui sunet reprezintă numărul de vârfuri pe secundă pe care le redă difuzorul.

Lungimea de undă (λ) reprezintă raportul dintre viteza sunetului în mediul respectiv (c = 343 m/s în aer) şi frecvenţa sunetului (f):

Sunetul de joasă frecvență (cum este cel al unui contrabas, de exemplu) are o lungime de undă mare, în timp ce sunetele de frecvență înaltă (ca ale vioarei, trompetei etc.) au o lungime de undă mai scurtă. De exemplu, nota muzicală A2 (frecvența 110 Hz) are o lungime de undă de 3.1 metri, în timp ce A4 (frecvența 440 Hz) are o lungime de undă de 0.78 metri. ‍Pe măsură ce undele sonore “sar” de pe pereți ele trec înapoi peste ele însele, creând interferențe constructive și distructive. Dacă ne imaginăm un pian cântând și ținând nota A2 (110 Hz), unda sonoră se va deplasa către un perete și apoi se va reflecta de acesta, trecând înapoi peste ea însăși și creând interferențe.

Când dimensiunile camerei sunt proporționale cu lungimea de undă (sau de fapt, o jumătate de lungime de undă), atunci unda sonoră reflectată va fi (în modul ideal) sincronizată cu unda sonoră inițială și aici obținem vârfuri și jgheaburi extreme în locații fixe. Aceste unde sunt cunoscute sub denumirea de unde staționare și acestea provoacă moduri de cameră – un termen mai larg care se referă la relația dintre cameră și undele staționare.

‍Vârfurile și jgheaburile rămân într-o singură locație și au aceeași amplitudine (intensitate) de fiecare dată. Dacă undele sonore nu ar fi proporționale cu dimensiunile încăperii, atunci unda sonoră reflectată ar fi nesincronizată cu unda sonoră originală, iar interferența ar varia în mod constant în amplitudine (putere). Când lungimea de undă a unei anumite frecvențe este proporțională cu lungimea camerei, se creează vârfuri și jgheaburi fixe. Într-o cameră am auzi acest lucru ca zone în care o anumită frecvență sună mai tare sau mai liniștit, iar acest lucru este considerat nedorit într-un spaţiu dedicat muzicii.

Frecvențele modale depind de dimensiunile încăperii. În secolul trecut, mulți cercetători au încercat să cuantifice proporțiile „ideale” ale camerei pentru a reduce efectele modale sau să găsească o „raport de aur”. Cercetările au condus la rapoarte substanțial diferite, dar nici unul dintre ele nici acum nu poate fi considerat a fi cel “ideal”.

În anul 1946 R.H. Bolt a definit o gamă de dimensiuni ale camerei care ar trebui să ofere un răspuns optim al camerei la frecvențe joase, adică, aceste dimensiuni ale camerei se consideră că au cele mai „plate” vârfuri și jgheaburi. Când sunt reprezentate grafic, aceste rapoarte se încadrează într-o zonă numită „Aria Bolt”, iar aceasta este o reprezentare euristică folosită în mod obișnuit pentru a găsi dimensiunile optime ale camerei. Această diagramă este prezentată mai jos, cu unele rapoarte considerate ca optime propuse şi de alți cercetători. Cu toate acestea, metoda lui Bolt nu este lipsită de deficiențe și au fost propuse recent metode mai robuste, dar acestea necesită un calcul mai complex, o regulă simplă, generală, nefiind suficientă.

În timp ce euristica și regulile de bază oferă un bun punct de plecare pentru investigarea dimensiunilor unui studiou muzical sau a unei săli de concerte, cel mai precis răspuns va veni din software-ul specializat folosit pentru modelarea 3D. În acest fel, proiectantul acustician poate produce hărți termice care arată variaţiile modale la anumite frecvențe și poate face recomandări pentru a reduce aceste efecte.

Toate camerele au moduri acustice proprii, dar acestea devin o problemă doar atunci când există prea puține moduri în jurul unei anumite frecvențe. Din perspectivă acusticăm fiecare cameră de audiţie reprezintă, în esență, două săli diferite. În zona de înaltă frecvență există o mulțime de moduri la multe frecvențe și direcții diferite. În jargonul acustic se poate spune că aceste moduri sunt difuze. Când se întâmplă acest lucru, undele staționare se combină pentru a produce un răspuns destul de „plat”, fără valori extreme.

Exemple de moduri acustice ale unei camere: axial, tangenţial şi oblică

În domeniul sunetului de joasă frecvență modurile sunt puține și îndepărtate. Aceasta înseamnă că experimentăm vârfurile și minimele fără prea multe interferențe de la alte unde staționare la frecvențe similare, astfel încât obținem vârfurile și nulurile complete atunci când ascultăm sunete de bas. Acesta este ceea ce creează zone de bas „boomy” sau „mort” în diferite părți ale unei încăperi.

Pentru frecvențele medii și înalte camera seamănă cu o masă de biliard. Ca și bilele de biliard, sunetele de frecvență medie și înaltă au tendința de a “sări” în jurul camerei până când îşi epuizează energia. Din cauza acestor reflexii frenetice, undele se răspândesc destul de uniform în întreaga cameră, adică sunetul este difuz.

Pentru frecvențele joase, camera este ca o sticlă de bere atunci când sufli peste gura ei, adică este un rezonator. Sunetele ale căror lungimi de undă se potrivesc cu dimensiunile camerei vor fi în rezonanţă - cu alte cuvinte, vor fi amplificate. Sunetele ale căror lungimi de undă nu se potrivesc cu dimensiunile camerei, nu sunt amplificate. În funcție de locul în care este plasat difuzorul sau sursa de sunet în cameră și de locul în care receptorul este plasat în cameră, unele dintre undele sonore de bas se vor întări reciproc, în timp ce altele se anulează reciproc. Dacă vă veţi muta dintr-un loc în altul prin cameră veţi observa că frecvențele diferite pot fi mai intense sau practic anulate.

Cel care a observat pentru prima dată “personalitatea acustică” divizată a unei camere a fost un fizician german, Dr. Manfred Schroeder. (Să nu-l confundaţi cu Schrodinger, cel cu pisica pe jumătate vie şi pe jumătate moartă.) În anul 1954, Schroeder a definit o aşa-numită frecvență de tranziţie (“crossover frequency”) de la care camerele nu mai pot fi considerate ca rezonatoare, ci reflectante sau difuzive. Această frecvență de tranziţie, de la care modurile încetează să fie problematice, poate fi estimată cu ecuația lui Schroeder. Frecvența de tranziţie scade pe măsură ce volumul camerei crește. Asta înseamnă că, în încăperile mari, modurile de joasă frecvență sunt difuze și, prin urmare, nu sunt problematice aşa cum se întâmplă la camerele mici, unde pragul ajunge la frecvențe de până la 300 Hz. În general, în încăperile de peste 1.000 mc, este puțin probabil ca modurile de joasă frecvență să fie problematice. Pentru sistemul metric, frecvenţa lui Schroeder este dată de relaţia:

unde durata de reverberaţie T60 este definită ca o măsură a timpului necesar nivelului presiunii sonore să se reducă cu 60 dB după încetarea sursei de sunet, iar V este volumul încăperii.

În cazul clădirilor nou construite şi destinate audiţiilor sau studiourilor muzicale conceptul volumetric şi structural se subordonează principiilor şi rapoartelor geometrice fundamentale pentru exigenţele acustice şi nu invers – cel puţin aşa ar trebui să se întâmple oriunde. Dar ce facem cu sălile de muzică existente care se confruntă cu probleme serioase din punct de vedere acustic? Răspunsul la întrebarea dacă se pot reduce efectele modurilor de cameră prin plasarea unor panouri de absorbție la frecvențele afectate este afirmativ. Modurile problematice sunt cele la frecvențe joase, absorbantele cel mai frecvent utilizate fiind aşa numitele “capcane de bas” (“bass traps”). Acestea sunt elemente special dimensionate, cu eficienţă proiectată pentru spectre de frecvențe joase.

Absorbția are ca efect atenuarea răspunsului modal, adică se vor reduce vârfurile și jgheaburile undelor staţionare, oferind astfel o acustică mai difuză (uniformă) a camerei. Reamintesc că undele staţionare şi modurile acustice de cameră apar la frecvenţe ale căror lungimi de undă sunt proporţionale cu dimensiunile camerei.

Durata de reverberație (RT) este intervalul de timp în care sunetul mai este perceptibil de urechea umană într-un spațiu. Reverberația este un câmp sonor difuz, având aproximativ aceeaşi valoare pentru orice poziție a receptorului în cameră.

Nu toată energia sonoră reflectată este reverberație. Un câmp reverberant necesită timp pentru a se dezvolta. Sunetul trebuie să se reflecte în jurul camerei suficient pentru a produce un câmp difuz uniform. Acest lucru este cel mai probabil să se întâmple în spații mari cu absorbție a sunetului redusă sau deloc. Pe măsură ce dimensiunea camerei se micșorează și/sau absorbția sunetului crește, probabilitatea prezenței unui câmp reverberant semnificativ scade. Va fi încă prezentă energie reflectată, dar este posibil să nu îndeplinească definiția clasică a reverberației și predicția cu formulele clasice de calcul să nu corespundă.

Sunetul într-un spațiu mare, “dur”, va tinde să fie „dominat de mod” la frecvențe joase (lungimi de undă lungi) și „dominat de câmp difuz” la frecvențe înalte (lungimi de undă scurte). În consecinţă, RT poate să nu aibă o semnificație reală în majoritatea camerelor la frecvențe joase, cum este chiar cazul sălii Filarmonicii, după cum se va vedea. Modurile acustice proprii ale camerei pot produce diferențe uriașe de presiune într-un spațiu şi, așa cum s-a precizat, există o regiune de tranziție între cele două comportări acustice ce presupun utilizarea de instrumente diferite pentru a lucra cu fiecare dintre ele, așa că această distincție este foarte importantă.

Odată cunoscută, frecvența de tranziţie a lui Schroeder - FS – aceasta valoare este utilizată la “împărțirea” camerei în regiuni sau în zone de frecvență aproximative, fiecare având o comportare acustică distinctă.

Toate camerele au moduri acustice proprii la frecvențe joase.

Densitatea modală crește cu  frecvența.

Modurile pot fi considerate independente sub valoarea frecvenţei

de tranziţie Fs și colective peste această limită.

Măsurile acustice precum durata de reverberaţie (RT), durata de reducere timpurie (Early-Decay Time - EDT), claritatea sai inteligibilitatea vocală (C50) sau muzicală (C80), indicele de transmitere vocală (Speech Transmission Index - STI) se determină, în principal, la frecvenţe peste valoarea de tranziţie FS. Modurile camerei sunt dominante sub FS și sunt relativ ușor de măsurat și oarecum previzibile. Cea mai precisă metodă de a defini durata de reverberație (T60) într-o cameră este măsurarea la fața locului cu instrumente tehnice. Este posibil să se estimeze valoarea T60 folosind metoda empirică bazată pe formula lui Sabine. Pentru spații simple, cu forme regulate, relaţia permite o evaluare destul de precisă, cu rezultate fiabile:

În această formulă, valoarea lui T60 este exprimată în secunde, V este volumul încăperii analizate [mc], iar A [mp] este suprafața de absorbție echivalentă determinată astfel:

unde Si reprezintă ariile suprafeţelor absorbante, iar sunt coeficienții de absorbție ai sunetului corespunzător suprafețelor la frecvențele de 500 Hz sau de 1000 Hz. Coeficientul de absorbție fonică este o caracteristică a oricărei suprafețe și în general este specificat în fișele tehnice sau certificările materialelor de construcție de către laboratoare specializate.

După cum se observă, există o relaţie directă între durata de reverberaţie a unui spaţiu şi ariile echivalente de absorbţie. În funcţie de destinaţia sălii respective (conferinţe, teatru, concerte instrumentale, concerte corale etc.), în baza valorii duratei de reverberaţie specifice, se evaluează necesarul sau valoarea maximă admisă a suprafeţei echivalente de absorbţie pentru o configurare optimă a spaţiului. Atenţie! Tratamentul acustic al unui spaţiu nu înseamnă numai fonoabsorbţie!

Perspectiva interpretativă muzicală pe scena sălii de concerte a Filarmonicii va fi neîndoielnic de o semnificativă varietate stilistică şi de gen pentru că municipiul nu dispune de nici un spaţiu adecvat unui spectacol cu exigenţe acustice nici măcar la un nivel de minimă decenţă. În aceste condiţii, durata de reverberaţie recomandată în acest caz ar trebui să fie în jurul valorii de 1.8…1.9 secunde. Pentru această valoare, considerând o frecvenţă de 1000 Hz şi un volum al sălii de circa 4180 mc, rezultă un necesar al suprafaţei echivalente de absorbţie de aproximativ 353 mp.

Ariile de absorbţie ale suprafeţelor interioare ale sălii de concerte au, în prezent, aproximativ următoarele valori:

• pereţi: 720 mp
• tavan: 630 mp
• pardoseală: 510 mp
• pereţi spate parter şi balcon: 80 mp
• scaune public: 215 mp
• membri orchestră+cor: 85 mp

Coeficienţii de absorbţie medii specifici aferenţi suprafeţelor, în lipsa rezultatelor de laborator, au fost adoptaţi cu valori medii din literatura de specialitate, luând în considerare materialele existente:

• pereţi, tavan (var lavabil) = 0.05
• pardoseală = 0.07 (parchet)… 0.15 (mochetă)
• scaune = 0.75
• pereţi spate parter şi balcon = 0.75
• instrumentişti, spectatori = 0.45

În ipoteza adoptării unei soluţii cu aplicarea unei mochete pe pardoseală din lemn, a unei săli cu un grad de ocupare în public şi pe scenă de 100%, deci pentru o arie echivalentă de circa 400 mp rezultă o durată de reverberaţie de circa 1.65 s. În cazul ocupării sălii într-o proporţie de circa 2/3 şi cu circa 50 de instrumentişti rezultă o durată de reverberaţie de circa 1.9 s. Condiţia globală din punct de vedere tehnic este îndeplinită şi dacă se consideră că în cazul unei săli destinate concertelor simfonice pentru fiecare spectator trebuie asigurat un volum de 10-12 mc, sala având un număr de circa 400 locuri pe scaune. Frecvenţa lui Schroeder, de tranziţie, rezultă astfel că se situează în jurul valorii de 43 Hz, deci la o limită foarte joasă.

În principiu, din punct de vedere geometric, condiţiile minimale sunt satisfăcute, dar acest lucru este valabil doar în cazul în care sala de concerte ar avea o formă regulată proporţională, de regulă paralelipipedică. În cazul sălii de concerte a Filarmonicii ieşene, lungimea ei este de 43.50 m, lăţimea de 11.90 m şi înălţimea maximă la coamă de 10.35 m. Se observă imediat că, deşi forma generală ar putea fi asimilată unui paralelipiped, rapoartele extrem de mari dintre laturi exclud complet clădirea din spaţiul valorilor optime cuprinse în diagrama lui Bolt (L/H = 4.25, l/H=1.15). Dar asta nu înseamnă neapărat că o astfel de excepţie de la regulă nu ar putea fi adusă funcţional la un nivel de minimă viabilitate. Provocarea cea mai mare o reprezintă tavanul sălii de concerte, realizat dintr-o serie de şase bolţi parabolice cu dublă curbură (în plan longitudinal şi în plan transversal – similare unor segmente de tor), cu lucarne laterale parabolice, cu volumetrii accentuate şi dispuse ortogonal axelor arcelor principale. Această configurare geometrică este total nefavorabilă acustic. Concentrările undelor sonore induse de formele bolţilor nu vor permite realizarea unui câmp difuz reverberant, proiectarea unui tratament acustic fiind nu numai extrem de dificilă, ci chiar imposibilă în condiţiile restrictive ale reabilitării arhitecturale ce nu permit nici un fel de intervenţii cu impact vizual, altele decât cele considerate originale. Aserţiunea de mai sus poate fi exemplificată foarte simplu. Dacă într-un spaţiu eliptic se lansează o rază, aceasta se va propaga prin reflexii multiple astfel încât nici una dintre razele incidente sau reflectate nu va trece prin nici unul dintre cele două focare. Dacă sursa de emisie se află într-un focar, atunci toate razele incidente şi reflectate se vor concentra în focarul opus. Exact acest lucru este de aşteptat să se întâmple la toate spaţiile care au astfel de bolţi parabolice cu duble curburi, fiind posibile concentrări de energii sonore punctuale sau pe zone extrem de înguste, franjurate, înregistrându-se presiuni acustice semnificativ mai reduse în spaţiile imediat adiacente.

Wave in an ellipse starting from a focus

Relaţia de evaluare a duratei de reverberaţie T60 stabilită de Sabine acum peste un secol continuă să fie una de referinţă, deşi au mai fost propuse şi alte formule de calcul, cu diverse grade de eroare de aproximare. Având în vedere că majoritatea sălilor de spectacole nu au o formă regulată, o valoare estimativă este suficient relevantă pentru o conformare iniţială de principiu în căutarea soluţiilor arhitecturale potrivite. Oricum valorile finale vor fi corectate în urma simulărilor numerice, a măsurătorilor precise “in situ” şi a alegerii soluţiilor finale pentru tratamentele acustice. A proiecta o sală de conferinţe sau de spectacole fără o dimensionare acustică pe modele numerice şi fără a efectua verificările şi a proceda la corecţiile finale după măsurători efective este astăzi de neconceput. România, ca de obicei, face o mare excepţie şi la acest capitol, din păcate.

Revenind la noţiunile fundamentale de acustică, trebuie precizat că, după stabilirea şi/sau verificarea condiţiilor generale de concepţie a volumetriei şi materialelor ce urmează a fi utilizate, specifice destinaţiei sălii, se va trece la analiza efectivă a răspunsurilor acustice în cele două faze – zona frecvenţelor joase şi, respectiv, zona frecvenţelor înalte, peste limita frecvenţei de tranziţie a lui Schroeder. Modurile proprii acustice principale la o cameră regulată se pot determina şi printr-un calcul analitic relativ simplu, presupunând camera fără mobilier:

Indicele de mod (nx, ny, nz) este un triplu întreg pozitiv. Fiecare combinație unică a indicelui de mod determină o anumită frecvență proprie a încăperii. De exemplu, primele cinci frecvențe proprii ale modelului camerei goale corespund următorilor indici de mod:

Prin convenție, prima frecvență proprie diferită de zero este denumită modul 1 și se numește frecvența fundamentală sau prima armonică a camerei. Pentru primele cinci moduri, frecvențele proprii ale unei camere mobilate sunt foarte apropiate de camera goală. Adică, într-un interval de frecvență joasă, mobilierul are un impact redus asupra frecvențelor proprii ale camerei.

Pentru spaţii cu volumetrii complexe relaţia analitică de mai sus este total improprie, soluţiile numerice fiind rezultate dintr-o analiză în domeniul frecvenței în care câmpul de presiune sonoră al unui sistem acustic este descris de ecuația diferențială parțială Helmholtz, studiu acustic pe care l-am efectuat pe un model numeric 3D cu elemente finite.

Rezultatele analizelor numerice

Analiza modelului a constat în realizarea următoarelor studii:

• studiul modurilor acustice proprii pentru frecvenţe de la 40 Hz la 250 Hz;
• studiul la răspuns de tip impuls a unei surse omnidirecţionale amplasate pe scenă.

Modelul numeric cu elemente finite

Parametrii acustici specifici ai suprafeţelor existente au fost consideraţi ca valori medii. Având în vedere caracterul restaurării, probabilitatea aplicării unor materiale cu caracteristici diferite este redusă, iar o variaţie chiar şi de 20…40% a coeficienţilor nu influenţează semnificativ răspunsul acustic al sălii, ale căror proporţii geometrice sunt evident hotărâtoare.

Coeficienţii de absorbţie pentru aer (stg) şi materiale (dr)

În cele câteva imagini - pe care le consider suficient de relevante ca argumente concluziilor rezultate - se observă concentrări ale undelor în anumite zone ale sălii datorită configurării geometrice total nepotrivite unei astfel de destinaţii. Cauza principală este a bolţilor care focalizează undele pe arii extrem de restrânse la nivelul publicului spectator, chiar cu amplificări locale uneori. Similaritatea comportării sunetului ca într-un spaţiu eliptic este evidentă.

Moduri acustice proprii la 43-45 Hz - suprafeţe izobare

Se înregistrează diferenţe foarte mari ale valorilor presiunilor acustice, de la maxim extrem la minim extrem, pe distanţe foarte mici între locurile destinate publicului. În zona frecvenţelor joase – 40…150 Hz – aceste “franjurări” acustice şi prezenţa a numeroase zone de nul care traversează sala în ambele sensuri în plan - nu sunt doar nişte rezultate numerice “parazite”, ci se constată că valorile se menţin pe paliere lungi ale frecvenţelor – de la 40 la 65 Hz, sau de la 90 la 125 Hz, de exemplu -, acestea fiind caracteristici proprii dominante ale spaţiului.

Moduri acustice proprii la 45-48 Hz - suprafeţe izobare

Se constată că sunt, de asemenea, frecvente situaţiile în care muzicienii nu se aud între ei – condiţie absolut esenţială! -, iar zona destinată dirijorului este deseori fie într-o umbră acustică, fie într-o zonă de presiune extremă la unele frecvenţe, în timp ce în sală presiunile acustice par a fi în unele spaţii mai intense decât pe scenă, iar, în altele, spre nivelul minim extrem.

Moduri acustice proprii la 125 Hz şi 250 Hz

Au fost extrase informaţii din 3 puncte din sală pentru care se prezintă transformările Fourier aferente (FFT). Din punct de vedere acustic, balconul este un spaţiu mort. Deşi uneori pare a fi un captor de bas, realitatea este că în acest spaţiu basul este imperceptibil (cădere de peste 40 dB în condiţiile în care basul în mod normal ar trebui amplificat!), iar sunetul de frecvenţă înaltă este puternic aplatizat, cu frecvenţe nediferenţiate. De altfel, şi în celelalte două poziţii din sală se observă acele căderi ale basului, la frecvenţe diferite din cauza poziţiilor.

Impulsul sonor şi transformarea Fourier aferentă 

Poziţiile receptorilor şi răspunsurile în transformate Fourier

Eliminarea vârfurilor în zona frecvenţelor înalte probabil că este de dorit pentru concerte simfonice şi difuziile cvasi-uniforme par să fie ceea ce se doreşte de la un astfel de spaţiu, dar, cu ce ştiu până acum, nu sunt aşa sigur de asta. Eu aş opta pentru o reflexie fidelă a sursei şi nu pentru tăierea acestor vârfuri. În jazz, de exemplu, sunetul pe care îl face aerul în saxofon este deseori fundamental în expresivitatea muzicală. Sau sunetul aerului suflat în flaut de către Ian Anderson (de la Jethro Tull) - şi nu doar nota muzicală rezultată - este poate timbrul cel mai plăcut al instrumentului. (Dragă cetitoriule, care tocmai te pregăteai să faci mişto de ultima referinţă, îţi reamintesc, dacă nu ştiai, că Ian Anderson a concertat şi la Iaşi, dar am avut noroc că Filarmonica era închisă şi atunci cu şapte lanţuri şi şapte lacăte.)

Dacă aceste imagini nu conving, atunci cred că diagramele următoare sunt de necontestat.

Claritatea este produsă atunci când o cameră are un raport ridicat între energia sonoră timpurie și energia reverberantă ulterioară. Energia sonoră timpurie este cea care ajunge la ascultător în 80 de milisecunde de la sursă la ascultător. O măsură obiectivă populară pentru claritate este indexul de claritate, C80. Acesta este definit ca raportul logaritmic dintre energia sonoră timpurie, care sosește în primii 80 ms, și energia sonoră târzie, care ajunge după 80 ms. Valoarea recomandată C80 pentru un spațiu concertistic este în intervalul -5 dB şi +5 dB (după alte surse între -2 dB şi +5 dB), în timp ce pentru C50 (săli de clasă, de conferinţă etc) valoarea este între -4 dB şi +4 dB (de asemenea, după alte surse între -2 dB şi +4 dB). Diagrama rezultată din studiul acustic relevă valori absolut dezastruoase ale indicilor de claritate de la -12 dB la -40 dB! Se şi observă, de altfel, că după 80 ms de la iniţierea sunetului balconul este încă într-o "umbră" acustică totală, sunetul ajungând la limită în capătul parterului sălii principale. Un concert cu prezenţa corului aflat cu circa 8 m mai în spatele sursei din actualul studiu are inteligibilitatea muzicală substanţial afectată.

Răspunsul sălii la undă de tip impuls

la diferite momente de timp – 10 ms, 50 ms, 80 ms

Presiuni sonore – răspuns la nivelul publicului după 300 ms

Timpul de degradare timpurie (EDT – Early Decay Time) este un parametru acustic al camerei care măsoară rata inițială de degradare a sunetului într-o cameră. EDT este definit ca timpul necesar pentru ca nivelul presiunii sonore să scadă cu 10 dB, înmulțit cu un factor de 6, pentru a se extrapola la o scădere de 60 dB. EDT este strâns legat de reverberanța percepută a unei camere și este considerat un indicator mai bun al reverberanței subiective decât timpul general de reverberație. În timp ce timpul de reverberație (RT) măsoară degradarea generală a sunetului într-o cameră, timpul de dezintegrare timpurie (EDT) se concentrează pe porțiunea inițială a curbei de dezintegrare. EDT este mai sensibil la reflexiile timpurii și la sunetul direct, care au un impact semnificativ asupra reverberanței percepute. În unele cazuri, cum este şi cel al sălii Filarmonicii, EDT poate diferi de RT, în special în camerele cu absorbție neuniformă a sunetului sau cu reflexii timpurii puternice date de concavităţile tavanelor din zona sursei de sunet. Aceasta este explicaţia diferenţei foarte mari dintre EDT şi duratele de reverberaţie estimate. Măsurătorile acustice ale unor camere regulate efectuate de către unii cercetători în domeniu au relevat o scădere a raportului EDT/RT în funcție de raportul înălțime/lățime. Pentru rapoarte înălțime/lățime mai mari de 1, raportul EDT/RT este perfect eficient. Dacă raportul înălțime/lățime este mai mic de 1 se constată o reducere a timpului de dezintegrare timpurie. Într-o sală de concert cu tavan jos (o cameră “plată”) ne putem aștepta ca EDT să fie mult mai scurt decât RT – într-un interval de 70 până la 80%, dar în cazul sălii Filarmonicii situaţia este inversă. În concluzie, raportul EDT/RT este proporțional cu raportul înălțime/lățime şi invers proporțional cu absorbția medie a încăperii. În cazul de faţă diferenţele atât de mari dintre valorile T60 şi EDT sunt evident determinante de configuraţia geometrică neobişnuită a spaţiului, dar se constată că valoarea duratei de reverberaţie rezultată din calcul este în palierul estimat iniţial, cu excepţia frecvenţelor înalte care reduc durata la 1.2 secunde, probabil din cauza absorbţiei mari în zona de stal.

Raportul de bas (BR) este un parametru acustic al camerei care cuantifică echilibrul dintre energia sonoră de frecvență joasă și frecvență medie într-o cameră. BR este definit ca raportul dintre timpii de reverberație la frecvențe joase (de obicei 125 Hz și 250 Hz) și timpii de reverberație la frecvențe medii (de obicei 500 Hz și 1000 Hz). Valorile BR între 1.1 și 1.45 sunt, în general, considerate optime pentru spațiile de performanță muzicală, oferind o senzație de căldură, fără a copleși claritatea frecvențelor medii și înalte. Deci, nici acest parametru nu este îndeplinit, raportul fiind chiar subunitar, de circa 0.9(!) – calculat după EDT.

Şi nu în ultimul rând, indicele de transmitere/inteligibilitate a vorbirii (STI - Speech Transmission Index sau Speech Inteligibility), conform standardului IEC 60268-16/2011, ar trebui să fie peste 0.6, condiţie îndeplinită doar la frecvenţe de peste 2000 Hz, ceea ce este inacceptabil.

Speech Transmission Index cf. IEC 60268-16/2011

Concluzii şi sudalme

Indiferent dacă imobilul îşi va păstra sau nu destinaţia după expirarea contractului de închiriere, tâmplăria exterioară trebuie proiectată în mod special cu un indice de atenuare acustică de minimum 50 dB, având în vedere adiacenţa cu o arteră rutieră aglomerată care are şi două linii de tramvai. Sala de concerte de la Casa Balş - clădirea alăturată – este exemplul cel mai relevant de rezultatul dezastruos obţinut datorită ignorării crase a acestui detaliu esenţial. Că vibraţiile sunt extrem de greu de atenuat pot înţelege, dar izolarea la zgomotul aerian este practic nulă, tramvaiele părând să îţi treacă printre picioare.

De asemenea, culoarele laterale şi uşile de acces în sală ar trebui proiectate cu izolare acustică foarte atent calculată. În mod normal, ori clădirea, ori liniile de tramvai ar trebui complet decuplate dinamic şi izolate antivibratoriu la nivelul fundaţiilor, dar având în vedere faptul că sala de concerte, în actuala configurare, este total improprie unei astfel de funcţiuni, cred că o astfel de lucrare este inutilă.

Politica şi opţiunile de restaurare nu par să permită aplicarea unor soluţii de tratare acustică a sălii care să se înscrie în restricţiile arhitecturale impuse. Probabil că ar putea fi posibile unele rezolvări acustice cu nişte panouri speciale montate în planul tavanului şi pe suprafeţele verticale laterale care să aducă sala la un minim confort acustic, dar numai dacă se vor face anumite concesii de imagine. Menţinerea balconului pentru publicul spectator este total inadecvată din punct de vedere acustic şi trebuie închis definitiv. Spaţiul poate fi utilizat ca sală de repetiţie sau pentru studiu individual.

Având în vedere decizia de menţinere a funcţiunii ca sală de concerte, crearea unui culoar central de acces la fotolii ar fi foarte utilă şi pentru evacuarea rapidă în caz de necesitate, pentru că zona este practic “moartă” acustic.

Scena trebuie reconfigurată şi tratată în mod special, inclusiv cu ridicarea cotei cel puţin pentru secţiunile ritmice. Din analizele efectuate rezultă că, în actuala configuraţie, spaţiul dedicat corului nu este deloc unul optim.

Cu excepţia Casei de Cultură a Studenţilor (care se înscrie în nişte parametri acustici la un nivel mediocru), în Iaşi nu avem nici o sală de concerte minim decentă acustic. Incultura de tip palasmallist găseşte întotdeauna numai soluţii de avarie, de o indecenţă abjectă. Noi încă avem zeci de latrine de război în curţile şcolilor din judeţ: cum să mai pretindem să vrem şi cultura liniştii şi cultura audiţiei muzicale la un nivel de minimă decenţă? Am fost din nou la un concert susţinut de orchestra Filarmonicii în atriumul de la Palas cu ocazia Noului An. Cu sistem de amplificare şi tot degeaba: abia se auzea orchestra chiar şi la 5..8 metri de ea! Dincolo de spaţiul absolut mizerabil din punct de vedere acustic, gestul gazdelor de a nu întrerupe muzica de fundal a fost de o nesimţire incalificabilă. E ca şi cum ţi-ai invita prietenii acasă, la o masă festivă, şi tu stai în chiloţi şi şlapi, cu ombilicul răscăcărat, că aşa îţi este ţie drag şi comod. Atitudinea asta neo-comsomolistă de genul “să ziceţi merçi că v-am mai băgat în seamă şi de data asta” este specifică.

Hermann Wilhelm Göring, cel de-al doilea om după Adolf Hitler, în ierarhia Partidului naţional-socialist şi al celui de-al Treilea Reich, a rămas în istorie cu o vorbă celebră: „Când aud cuvântul cultură, pun mâna pe armă". Ai noştri au rafinat-o şi au ridicat-o acum la un alt nivel: “Când aud cuvântul cultură, pun manele.” Vorba aia: “Killing me softly…” Dovadă este şi propunerea edililor - cu o susţinere a soluţiei în mod absolut imbecil de către o largă majoritate decizională - de construire a sediului Operei Române între două puşcării. Nu numai că amplasamentul necesită o defrişare a unei zone verzi deosebite ce ar trebui, în mod firesc, transformată în parc public, dar ideea este indecentă urbanistic şi cultural pentru o clădire care trebuie să aibă o expunere publică de valoare emblematică. Într-un interviu, dl. ing. Gheorghe Băean, Directorul tehnic al “Iasicon” S.A. Iaşi, propusese ca spaţiu de edificare al acestei săli de spectacole actualul stadion, o idee excelentă care ar răspunde tuturor exigenţelor. În orice ţară cât de cât normală la cap, stadioanele şi puşcăriile se fac întotdeauna în afara urbei şi nu în centrul ei. Bine c-am intrat în Schengen. De-acum nu ne mai doare capul de nimic pentru că nu mai suntem obligaţi să mai rezolvăm ce ne tot bate UE la cap.

În concluzie, sala de concerte “Ion Baciu” a Filarmonicii de Stat din Iaşi este repugnantă acustic atât pentru concerte simfonice, de jazz, rock, folk, cât şi pentru teatru, balet, operă sau operetă. A continua să fie asociat numele renumitului dirijor cu actualul spaţiu dedicat concertelor îl consider, în aceste condiţii, o blasfemie. După ce sala va fi dată cu var, singura soluţie corectă ar fi să i schimbe numele în “Sala de paranghelii - Ionuţ Ciobanu”.

PeSe-uri

• O singura rulare a unui studiu durează circa 4 ore pe un sistem cu Intel i7 şi 32 GB RAM. Prelucrările rezultatelor pentru fiecare răspuns specific durează între 30 şi 80 de minute. Cum se întâmplă de obicei, la fiecare rulare a unui studiu se constată câte o eroare sau trebuie ajustaţi anumiţi parametri. În cele circa 40 de zile de analiză a modelului numeric au fost efectuate circa 20..24 de rulări complete ale studiilor. Au fost efectuate şi alte 6-8 studii cu sursă de sunet direcţională (cu difuzor orientat înclinat şi pe direcţie diagonală în sens longitudinal), dar au fost eliminate nu numai ca nerelevante în raport cu sursa omnidirecţională, dar în special din cauza duratelor foarte mari de calcul. Da, efort de studiu şi de analize surprinzător de mari. În mod normal, studiul acesta ar trebui să reprezinte circa 50..60% dintr-o analiză completă şi el ar trebui urmat de alte studii, cu analize ale unor soluţii de tratament acustic şi încheiat cu o etapă de verificare a rezultatelor numerice cu măsurători in situ, dar consider că un efort suplimentar nu se mai justifică. Iar măsurătorile nu sunt simple deloc pentru că presupun cunoştinţe vaste şi de electronică şi de analize de date.

• Niciodată nu m-am simţit confortabil în acea sală de concerte. Tot timpul am perceput-o ca fiind sinistră şi dezolantă acustic, chiar funebră. Acum ştiu şi de ce. După peste 5 ani de osteneală de studiu al acusticii în construcţii în regim exclusiv autodidact, a venit şi momentul în care trebuia să încerc să aplic cunoştinţele dobândite pe un caz practic, altfel, fără respectarea unor exigenţe reale, efortul ar fi fost inutil şi efemer. A fost şi o provocare pentru că trebuia neapărat să-mi justific matematic aserţiunile făcute în faţa unor muzicieni care susţineau contrariul. Acum realizez cât de puţin ştiu din acustică şi ce enorm de mult mai am de învăţat.

• Pentru că există posibilitatea să mai fi fost şi alţii care să fi studiat clădirea cu pricina, dar pentru că nu am pasiuni pentru astfel de investigaţii necrofile, titlul articolului consider că acoperă şi o posibilă acuzaţie de copiere dintr-o sursă de care cu siguranţă nu am cunoştinţă. Titlul a fost inspirat de modul în care colegii din mediul academic, se află tradiţional periodic în situaţii în care îndeplinirea planului patriotic de cercetare este strâns legată de clipa de inspiraţie divină. În lipsa acestei scântei mobilizatoare mulţi dintre ei optează pentru a recicla aceeaşi ciorbă cu care s-au iniţiat în tainele introspecţiilor ştiinţifice, introducând în titlurile lucrărilor sintagma “Asupra…” (“On the…” - pour le connaisseurs) ca să-şi exprime continua şi adânca preocupare. Cu alte cuvinte, acest studiu acustic este rezultatul exclusiv al unei strădanii civice maniacale a subsemnatului, opiniile şi deciziile aparţinându-mi în totalitate. Şi cui nu-i place, n-are decât să urmeze povaţa unuia dintre liderii spirituali ai Senatului României, maestrul Gigi Becali, care obişnuieşte să procedeze astfel: “Pasajele care îmi plac le citesc, iar cele care nu îmi plac le subliniez şi nu le citesc.”