Из истории развития архитектурной акустики

Юбилею Москвы посвящается



История архитектурной акустики – науки, изучающей распространение звуковых волн в помещении и влияние отраженных волн на слышимость речи и музыки начинается с древнейших времен, когда решение акустических задач было связано со строительством гигантских сначала культовых, а позже и других общественных сооружений – залов для собраний и зрелищ.

В задачи ученых, занимающихся проблемами архитектурной акустики, входит исследование условий, определяющих слышимость речи и музыки в помещениях, создание методов управления структурой звукового поля для проектирования помещений с хорошими условиями слышимости.

Уоллес Сэбин, один из основателей современной архитектурной акустики, по результатам своих исследований пришел к выводу о том, что в замкнутом помещении постепенно ослабевающие отражения звука сливаются в гул и сопровождают любой появившийся там звук, а скорость затухания этого гула является наиболее существенным показателем слышимости.

Сэбин первый сформулировал закон зависимости поглощения звука от площади ограждающих поверхностей.

Проектирование и строительство в 1930–1940-х гг. в Москве Дворца Советов – одного из самых крупных неосуществленный проектов потребовало от ученых изучение теоретических и экспериментальных вопросов звукоусиления в больших аудиториях. Эту работу возглавила с 1938 г. Акустическая лаборатория Физического института имени П.Н. Лебедева[1], организованная в 1936 г.

Предлагаемая публикация документов Коллекции научно-исследовательской документации Акустической лаборатории Физического института имени П.Н. Лебедева за 1938–1940 гг. посвящена вопросам исследований архитектурной акустики, проводимых при проектировании – Дворца Советов.

Постановлением Совета Министров СССР от 31 октября 1953 г. на ее базе Акустической лаборатории был создан Акустический институт (АКИН), которому впоследствии было присвоено имя академика Н.Н. Андреева[2].

Коллекции научно-исследовательской документации Акустической лаборатории входит в состав фонда РГАНТД «Государственный научный центр Российской Федерации Государственное предприятие акустический институт (АКИН) имени академика Н.Н. Андреева» (ГНЦ РФ ГП «АКИН») Государственного комитета Российской Федерации по оборонным отраслям промышленности (фонд № 252).

На I Всесоюзном съезде Советов в 1922 г. было принято Решение о строительстве в Москве Дворца Советов – административного здания для проведения сессий Верховного Совета СССР, съездов, конференций, политических демонстраций, народных празднеств.

На объявленном всесоюзном конкурсе на проекте Дворца Советов рассматривались различные варианты зданий, выполненных в архитектурных стилях: традиционно-монументальном и функционально-конструктивном.

В постановлении Совета Строительства Дворца Советов при Президиуме ЦИК СССР, созданного в 1931 г., было определено, что проект сооружения должен соответствовать:

а) характеру эпохи, воплотившей волю трудящихся к строительству социализма;

б) специальному назначению сооружения;

в) значению его как художественно–архитектурного памятника столицы СССР.

По итогам четвертый тура конкурса на проект здания Дворца Советов в Москве, состоявшегося в 1931–1933 гг., постановлением Совета строительства Дворца Советов от 10 мая 1933 г. был принят проект архитектора Б.М. Иофана[3].

Верхнюю часть Дворца Советов решено было завершить скульптурой Ленина величиной 50–75 метров, чтобы Дворец Советов представлял вид пьедестала для фигуры Ленина.

Главным архитектором строительства Дворца Советов и первым заместителем начальника строительства был назначен Б.М. Иофан, на которого было возложено руководство архитектурно-художественной частью строительства.

К дальнейшему проектированию здания Дворца Советов были привлечены также архитекторы В.А. Щуко[4] и В.Г. Гельфрейх[5].

Бригадой в этом составе и был выполнен проект здания, утвержденный в феврале 1934 г.

Доработка и совершенствование проекта Дворца Советов, принятого за основу, продолжались до конца 1930-х годов.

Строительство Дворца Советов началось в 1937 г., и к 1939 г. были закончены фундаменты высотной части постройки.

В 1940 г. – первой половине 1941 г. началась установка стального каркаса, для которого была разработана специальная высококачественная сталь с маркировкой «ДС». Но в связи с началом войны все строительные работы по возведению Дворца Советов были приостановлены.

Но работа над совершенствованием проекта не прекращалась ни в военные годы, начиная с декабря 1941 г., ни после войны.

Всю историю проектирования и строительства ДС можно разделить на несколько крупных этапов:

Этап 1. Конкурсное проектирование (1931–1933).

Этап 2. Доработка проекта, принятого в основу. Поиски композиции Дворца как памятника Ленину (1933–1934). Технический проект (1934–1940).

Этап 3. Работа над проектом ДС в военное и послевоенное время (1941–1956).

Этап 4. Поиски нового образа ДС в послевоенные годы. Конкурс 1957–1959 гг. с изменением программы проектирования и места строительства.

По принятому в 1930-е гг. проекту Дворец Советов, высота которого составляла 420 метров, представлял собой сооружение из двух залов: Большого, вмещающего 20 тысяч человек, и Малого, вмещающего около шести тысяч человек.

Большой зал предназначается для съездов, массовых собраний, массовых постановок, для проведения революционных празднеств и т.д. Он имел круглую форму, перекрытую куполом.

В связи с большими размерами Большого и Малого залов при проектировании и строительстве Дворца Советов возникали проблемы в решении акустических задач.

Научно – исследовательские работы в этом направлении осуществлялись под руководством Акустической комиссии Академии наук СССР, работавшей под председательством Η. Η. Андреева (1937–1941 гг.).

Научное руководство разработкой акустического проекта было возложено на бригаду, в которую входили Н.Н. Андреев, С.Н. Ржевкин[6], Л.Д. Розенберг[7] и Ю.М. Сухаревский[8].

Строительство Дворца Советов сыграло большую роль в дальнейшем развитии советской исследовательской и научно-технической работы в области звукоизоляции и снижения шума. Это являлось одной из важнейших акустических проблем в тот период.

Большие размеры и форма Большого зала Дворца Советов поставили вопрос разработки научных исследований в области техники звукоусиления – вопрос об искусственной реверберации[9] и о маскировке эхо.

В связи с задачами проектирования Дворца Советов проводились исследования, посвященные условиям работы в замкнутом помещении полного тракта звукоусиления. Любая система звукоусиления предусматривает наличие в зрительном зале одновременно звукоприемников и излучателей звука, связанных общей усилительной системой.

При звукоусилительной системе с сосредоточенными групповыми источниками, нормальная реверберация отсутствовала, что привело разработчиков к воссозданию реверберации искусственно.

Отдел акустики с акустической лабораторией, организованный при Строительстве Дворца Советов, используя свой научно-технический материал по звукоизоляции, провел собственную научно-исследовательскую работу в этой области, в результате чего была создана методика проектирования звукоизоляции Дворца Советов, имевшая большое значение в дальнейшем для развития звукоизоляции зданий в СССР.

Представленные в публикации научные документы Коллекции научно-исследовательской документации Акустической лаборатории Физического института имени П.Н. Лебедева свидетельствуют о разработках ученых по решению задач в области нового развивающегося в 1930-е – 1940-е гг. направления – архитектурной акустики.

Ранее проводимые в этой области исследования не решали таких сложных проблем и задач, перед которыми были поставлены сотрудники Акустической лаборатории при проектировании и строительстве Дворца Советов.

В представленном в публикации отчете «О возможности исследования на моделях акустических свойств Большого и Малого зала Дворца Советов СССР» рассматриваются проблемы акустического проектирования в больших помещениях, для решения которых проводились исследования. реверберации и дифракции звуковых волн.

Авторы делают вывод о том, что в решении таких вопросов недостаточно только численных подсчетов и графических построений, необходима экспериментальная работа и опыты на модели зала (Ф. 252. Оп. 3-1. Д. 1.).

Программа научной работы: «Исследование акустических свойств Большого зала методом светового пучка на модели» представляет последовательность и методику по исследованиям с объемной моделью Большого зала.

Основным результатом работы должно было явиться получение наглядных материалов, иллюстрирующих методы расчета Большого зала (Ф. 252. Оп. 3-1. Д. 4.).

Одним из исполнителей научных исследований в области акустики Дворца Советов был Ю.М. Сухаревский, который исследовав звуковое поле рупоров на открытом воздухе, определил зависимость характеристик направленности рупора от его конструктивных параметров. Эта работа дала основы для расчета озвучения больших площадей посредство громкоговорителей.

Метод расчета звукового поля рупорного громкоговорителя, в разработке которого в 1939 г. участвовал Ю.М. Сухаревский, давал достаточно точные результаты при создании мощной системы, состоящей из нескольких громкоговорителей, что создавало качественный звуковой эффект для аудитории (РГАНТД. Ф. 252. Оп. 3-1. Д. 9.).

Другой работой, в которой в 1939 г. участвовал Ю.М. Сухаревский, является исследование «Направленное действие экспоненциального рупора[10]». Выдержки из технического отчета по этой работе включены в публикацию.

В отчете приводятся результаты экспериментального исследования направленного действия экспоненциального рупора, на основании которых устанавливается оптимальное с точки зрения постоянство направленности, соотношение между критической длиной волны и диаметром устья рупора.

Предлагается конструкция рупора, передающего при хорошей и практически постоянной направленности весь спектр звуковых частот (РГАНТД. Ф. 252. Оп. 3-1. Д. 12.).

В исследовании по теме: «Об использовании запаздывающей обратной связи для получения искусственной гулкости», выполненной в 1940 г. под руководством Ю.М. Сухаревского, на основании результатов выполненного ранее теоретического и экспериментального исследования акустической обратной связи дается анализ возможности использования запаздывающей обратной связи для получения искусственной реверберации.

В состав материалов публикации включен также отчет 1939 г. по разработке «О методике работы с моделями по исследованию прохождения звука методом светового пучка», в результате которого была разработана методика экспериментов с моделью. Этот метод создавал все условия для имитации реальной картины распространения звуковой энергии.

В публикацию вошел материал по экспериментам с трехмерной (объемной) моделью (РГАНТД. Ф. 252. Оп. 3-1. Д. 13.).

Работы по акустике Дворца Советов были прерваны началом Отечественной войны 1941 г.

Но несмотря на то, что проект так и остался в дальнейшем неосуществленным, научные разработки, проводившиеся в процессе его создания, сыграли большую роль в развитии советской науки, и позволили заложить научные основы для развития архитектурной акустики.

Были найдены решения акустических проблем и созданы высокоэффективные акустические материалы.

Разработка проекта Дворца Советов оказала большое влияние на уровень всей строительной техники и на развитие архитектуры в СССР в 1930–1940-е гг.

За период проектирования и строительства Дворца Советов были созданы новые сверхпрочные марки стали и бетона, открыты новые месторождения мрамора и гранита, разработаны методы стандартизации строительства, что позволило в конце 1950-х гг. перейти к индустриальному строительству жилья.

Сталь марки ДС использовалась во время войны для танковой брони, из разобранного каркаса начатого Дворца ремонтировали и строили железнодорожные мосты, из них же делали противотанковые «ежи», которые защищали подступы к столице и стали эмблемой военной Москвы. Мрамором и гранитом из новых месторождений были отделаны залы московского метро.

В публикации использован иллюстративный материал фонда РГАНТД «Академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова[11]» (фонд № 120) и личного фонда специалиста в области электроакустики, архитектурной акустики, гидроакустики М.Ю. Сухаревского (фонд № 232), а также рисунки, являющиеся приложением к представленным научным документам.

Текст документов, вошедших в публикацию, приведен в соответствие с современными правилами орфографии и пунктуации.

При подготовке статьи использована информация из публикуемых документов; энциклопедических изданий и словарей; интернет – ресурсов.

С полным текстом документов, выдержки из которых представлены в публикации, можно ознакомиться в читальном зале РГАНТД.

Информация о работе читального зала: http://rgantd.ru/chitalnyi-zal.shtml

Публикацию подготовила Н. Новикова. Набор текста И. Макаревич.

Поделиться: