AKOESTIEK
GRONDBEGINSELEN VAN DE ZAALAKOESTIEK Democratie, rentabiliteit en geluidskwaliteit De overgang van het voornamelijke privé muziekleven naar het openbare concertleven - een proces, dat in het negentiende eeuwse Europa eenparig versneld verliep - bracht ruimte-akoestische veranderingen, nieuwe uitvoeringspraktijken en een daarmee veranderende muziekwaarneming met zich mee. Het gevoel voor die veranderingen is tegen het eind van de vorige eeuw afgezwakt; in de daaraan voorafgaande eeuwen was het sterk ontwikkeld. Het nog tot het eind van de achttiende eeuw gangbare onderscheid tussen theater-, kerk- en kamerstijl wijst daarop. Dat verschil bestond niet louter uit een intellectueel en vormelijk concept (zoals nog steeds sommige handboeken willen doen geloven), maar sloeg op de relatie tussen muziekstijl en architectuur.Het bouwwerk bepaalt met zijn gegeven akoestische kenmerken hoe de erin ten gehore gebrachte muziek klinkt. Gegevens als zaalvolume en -vorm, reflecties en absorpties, nagalmtijd, galmstraal, frequentieverloop van de galm, vroege reflecties, de verhouding tussen direct en indirect geluid (nooit zo simpel en eenduidig 89/11% als de firma Bose het voorstelt) en dergelijke liggen daaraan ten grondslag. De pragmatische componist uit de achttiende eeuw wist hoe hij al componerend met die karakteristiek rekening moest houden. Hij moest daar wel rekening mee houden, want hij schreef niet zomaar muziek, doch opdrachtwerken voor een bepaalde groep luisteraars en een bepaalde luisterruimte. Dat had duidelijke consequenties voor de vorm.De "kamer" met zijn korte nagalmtijd maakte het mogelijk om dichtere harmonische modulatie toe te passen, een snellere opeenvolging van doorgaande tonen en chromatische uitwijkingen. De kerk met zijn als regel lange nagalm dwong tot een spaarzamer gebruik van die middelen. Wie de kamermuziek van Bach vergelijkt met zijn kerkmuziek, zal makkelijk dit verschil in "modulatiesnelheid" ontdekken. Bach biograaf Forkel deed dat al in 1804 onderzocht en beschreven en E.T.A. Hoffmann deed niet zolang daarna hetzelfde voor Mozart. In de leerboeken voor akoestiek worden sinds jaar en dag de gunstigste nagalmtijden vermeld: ongeveer 1,5s of minder in de middenfrequenties (en doorgaans wat meer in de lage frequenties om de klank meer warmte te verlenen) voor operagebouwen, 1,5-2,0s voor concertzalen en 3s of meer voor grote kerkgebouwen. De bekende preludium en fuga in e voor orgel van Bruhns is zo bezien slechts in schijn een stuk Emmentaler kaas met grote pauzegaten.De eerste belangrijke componist die de grenzen van de ruimte-akoestische mogelijkheden overschreed, was Beethoven. Wie ooit in de gelegenheid was om zijn Eroica in het Weense Palais Lobkowitz - waar het werk zijn première beleefde - te horen, weet, dat het werk in een dergelijke kleine zaal in de wurggreep wordt gehouden. Dat Beethoven met zijn klankvoorstellingen de toenmalige mogelijkheden overschreed, is natuurlijk niet verrassend, want tenslotte is ook het stabiele beroepsorkest, dat tegen de uitvoeringseisen van zijn symfonieën is opgewassen iets van na zijn tijd. In meer dan een Europese stad werd de oprichting van zo'n orkest gemotiveerd met het verlangen om Beethovens werd adequaat te kunnen weergeven. Daartoe behoren ook aangepaste concertzalen, waarvan de beste en bekendste in de tweede helft van de negentiende eeuw werden gebouwd.Met de overgang van de kleine uitvoeringsruimte naar de grote, eerst op het gebied van het muziektheater, daarna op concertgebied, kwam de muziek van vòòr Beethoven in het gedrang. In de vrij korte overgangsperiode was men zich daar al van bewust. Stendhal had het er over, toen hij berichtte over Rossini-opvoeringen in Rome en Parijs en Berlioz beklaagde het lot van Mozart, die volgens hem in grote zalen klonk "of men hem door de verkeerde kant van een verrekijker" hoorde. Berlioz zelf heeft trouwens de compositorische mogelijkheden van grote ruimtes dankbaar waargenomen. De recente "historische" uitvoering van zijn Symphonie fantastique door Gardiner in de naar huidige maatstaven kleine zaal van het oude Parijse Conservatorium - ook dat was de plek van de eerste uitvoering - liep dan ook uit op een fiasco.Dat laat erkennen, dat de reële concertzaal of tenminste de geanticipeerde grote zaal invloed heeft op het compositorische concept. Voor Brahms was die concertzaal al een absolute voorwaarde. Hij schreef slechts voor het Gewandhaus in Leipzig en de Musikverein in Wenen, berichtte hij zijn uitgever Simrock toen hij deze de orkestratie van zijn Hongaarse dansen stuurde, terwijl Simrock eerder dacht aan gebruik voor openlucht concerten. Mahler heeft zich zelfs in een brief uit 1893 duidelijk uitgesproken voor de grote zaal: "...De muziek werd steeds meer en meer gemeengoed, het aantal luisteraars en musici nam steeds verder toe. Uit de kamer werd de concertzaal. Wij modernen hebben zo'n groot apparaat nodig om onze gedachten uit te drukken, om het even of ze groot of klein zijn.... omdat we om in de overgrote ruimtes van onze concertzalen en operagebouwen door velen te worden beluisterd ook een veel groter lawaai moeten maken."De gedurende de burgerlijke muziekcultuur ingeslagen weg richting grote concertzaal moest ook de cultuur- en bouwplanologen na de tweede wereldoorlog aanlokkelijk lijken. De gedachte om de kunst te spreiden en voor de massa toegankelijk te maken bevleugelde cultuurpolitici. Dus kwamen er nog meer, nog grotere zalen. De gedachte van de democratisering van de muziekconsumptie stuitte op overwegingen van rentabiliteit. Bezien vanuit economisch aspect, behoort het muziekbedrijf tot het tertiaire bereik. Wat ligt dan meer voor de hand dan toepassing van het principe om de "kosten per bezoeker" te verlagen door het aantal bezoekers op te voeren? Een volgende overweging betekende, dat het niet verantwoord was om alleen voor muziek zalen te bouwen, maar dat "multi purpose" zalen een rationelere benutting mogelijk maken, door ook theater, circus, cabaret, operette, congressen en wat niet al naar binnen te halen. Met rampzalige gevolgen in akoestisch opzicht, zoals we intussen weten.Minstens zo erg was, dat de realisatie van dergelijke plannen als regel in handen werd gegeven van architecten, die geen flauw benul hadden van de te stellen akoestische eisen. Daarbij kwam, dat bij voorkeur nieuwe materialen - beton, staal, glas, aluminium, kunststof, meubelplaat - werden gebruikt, die op slechte voet konden staan met de gewenste ruimte-akoestische eigenschappen. Nadat de zaal klaar was, moesten niet zelden akoestici nog met kunst en vliegwerk proberen te redden wat er te redden viel.Hèt schoolvoorbeeld van zo'n mislukking was het New Yorkse Lincoln Center. Toen het New York filharmonisch orkest aan dirigent George Szell vroeg, wat er met de Philharmonic Hall moest gebeuren, was zijn antwoord kort maar duidelijk: "Slopen en opnieuw beginnen. Die zaal is een belediging voor de muziek." Een jaar of twintig later uitte Leonard Bernstein zich in ongeveer gelijke termen over de Gasteig Philharmonie in München. Pas jaren en vele miljoenen dollars later werd het intussen tot Avery Fisher Hall gemetamorfoseerde gebouw dankzij heel wat akoestische cosmetica redelijk voor het doel geschikt. Een jaar of twintig later dreigde ook Gasteig in München zo'n debâcle te worden. Het zijn voorbeelden waarbij uiterlijk architectonische pronk, een in dit geval misplaatste democratiseringsgedachte en een misrekening van al te gemakkelijk haalbare rentabiliteit een forse streep door de rekening haalden en de klankkwaliteit ernstig in gevaar brachten.Het is grappig, dat een deel van de kritiek op akoestisch ongelukkig uitgevallen zalen juist voorkomt uit een ander type democratisering: op de invloed van FM radio-uitzendingen, LP's en CD's, die in meerderheid laten horen, hoe het ook kan. En die blijkbaar toch een opvoedende, of tenminste conditionerende en normerende invloed uitoefenen. Eigen bouwplaatDroom over het ontwerp van de volmaakte concertzaal: hij moet makkelijke, ruime stoelen met verstelbare rugleuning en een logische duidelijke nummering hebben, veel beenruimte zodat men niet telkens voor passanten hoeft op te staan. De zichtlijnen naar het podium moeten ook met lange mensen - en dames, die hun hoed ophouden - gewaarborgd zijn. Men moet steeds het orkest voor zich hebben, zodat men niet aan het eind van de avond een stijve nek heeft vanwege het alsmaar één kant uitkijken. Er moet liefst het soort elektronische beveiliging zijn, dat bij binnenkomst acuut alle piepende horloges en draagbare telefoons buiten werking stelt. Er zouden ook bakjes met gratis echt effectieve hoestbonbons moeten zijn en voorbehoedmiddelen om luid gehoest te smoren, daar menig hardnekkig hoester (m/v) er een eer in schijnt te scheppen zo megafoonachtig mogelijk te keer te gaan en nooit heeft geleerd om de zakdoek voor de mond te houden.Omdat het een droom is, kunt u aardse kwesties als hoe maak ik de airconditioning onhoorbaar, hoe isoleer ik de zaal tegen verkeerslawaai en hoe kom ik aan de juiste stoelbekleding om de zaalakoestiek optimaal te maken vergeten. Daar zijn architecten en akoestici voor. Aan een zaalontwerp zit zoveel vast, dat het niet in een artikeltje van bescheiden omvang kan worden behandeld.Laten we ons daarom op het belangrijkste concentreren. Hoe groot moet de ideale concertzaal zijn? Welke vorm kan hij het beste hebben? Hoeveel mensen kan hij bevatten? Zijn concertzalen nog wel relevant of is hifi weergave thuis de dominerende huidige werkelijkheid? Waarom niet rustig thuis luisteren?Veelal ten onrechte zogeheten klassieke muziek is gecomponeerd om in een kerk, een kathedraal, een salon, een paleiszaal of een balzaal te klinken. Afhankelijk van de tijd waarin de muziek ontstond, het doel waarvoor hij was geschreven en de bezetting die hij vergde. Voor de meeste liefhebbers van klassieke muziek vormt stereo geluidsweergave de muzikale werkelijkheid. Maar net zoals elektronische piano's de echte piano's niet kunnen vervangen, kan ook de beste stereo-apparatuur de concertzaal niet vervangen. Gelukkig is er ruimte voor beide.In feite zijn concertzalen essentieel gebleken voor de verdere ontwikkeling van audio apparatuur, omdat levende muziek in een echte zaal voor critici, musici en consumenten de maat aller dingen blijft als het gaat om de uiteindelijke beoordeling van een weergaveketen. De ware audiofiel zou er daarom niet alleen goed aan doen om regelmatig concerten te bezoeken, maar hij zou zich ook eens vertrouwd moeten maken met de uitgangspunten en standaards van concertzaal ontwerpen.Laten we om te beginnen eens kijken naar wat veel muziekliefhebbers beschouwen als het alpha en omega van een concertzaal: de galm. Concertzalen worden niet alleen gebouwd om regen en wind buiten te houden. In de concertzaal komen geluiden voor, die we normaal in de huiskamer niet tegen komen en dan gaat het niet om gehoest, geschuifel en geritsel met programma's. Concertzalen horen wat goeds te doen met het geluid. Een gesloten ruimte sluit het geluid op en dwingt het om herhaald naar het publiek terug te keren in een snelle, afnemende opeenvolging van reflecties, die bekend staat als nagalm.In het ideale geval zorgt die galm voor een aantal opmerkelijke effecten. Hij geeft de luisteraar het gevoel, dat de muziekuitvoering in een besloten ruimte plaatsvindt en maakt, dat hij zich door geluid omgeven voelt. Hij verleent warmte en volheid aan de klankkwaliteit van de instrumenten en vergroot de luidheid van de muziek. Tijdens een openlucht concert ontbreken de meeste van deze kwaliteiten. Maar het aanbrengen van een stel wanden en een dak is niet voldoende, want tenzij de zaal goed wordt ontworpen zal de galm niet voor al deze gewenste effecten zorgen.Het kernprobleem van de zaalakoestiek is de beschrijving van de zaal als overdrachtskanaal tussen een geluidsbron en een ontvanger (die niet alleen luisteraar, maar ook microfoon kan zijn). Uiteraard zijn er talloze bron- en ontvangstposities, maar gelukkig geeft dat in de praktijk weinig moeilijkheden. Met vier tot twaalf combinaties is een zaal doorgaans redelijk te beschrijven. Zo'n combinatie van een bron- en een ontvangstpositie heeft in het vakjargon een pad. Zo'n pad is in principe een fysisch volkomen gedetermineerd systeem, maar dat is pure theorie met golfvergelijking. In de praktijk zijn de randvoorwaarden veel te ingewikkeld en metingen brengen geen uitkomst. Vandaar dat akoestici uitgaan van globale rekenmodellen.De "nagalmtijd" wordt traditioneel beschouwd als het enige en dus belangrijkste criterium van de galm. Sabine, met Eyring de grondlegger van de zaalakoestiek, voerde het begrip aan het begin van de 20e eeuw in. Het gaat hier ruwweg om de tijd, die verloopt tussen het moment waarop een geluidsbron ophoudt met geluid produceren en het moment, waarop dat geluid niet meer hoorbaar is.Formeel gesproken gaat het om de tijd, waarin het geluidsdrukniveau 60dB is gedaald (één miljoenste van de oorspronkelijke amplitude). Daarbij wordt uitgegaan van de stationaire toestand. Het geluidsveld wordt gesplitst in het directe veld (geluid dat rechtstreeks van de bron naar de ontvanger loopt) en het galmveld (geluid dat één of meer keren weerkaatst de ontvanger bereikt. Het gaat vooral om het uitsterven van het galmveld, waarbij wordt verondersteld, dat dit galmveld diffuus is en blijft, wat in de meeste zalen niet klopt helaas, omdat het veld noch homogeen, noch isotroop is.De nagalmtijd hangt in de eerste plaats af van de grootte (het volume) van de zaal en de hoeveelheid geluidsabsorberend materiaal dat zich erin bevindt (inclusief het publiek). Hoe meer absorberend materiaal, des te korter de nagalmtijd en hoe groter het volume, des te langer de nagalmtijd.Wanneer we de situatie nader bezien, blijkt er een vuistregel te bestaan, die de nagalmtijd nog directer met de zaalgeometrie verbindt. In de meeste concertzalen zijn de wanden en het plafond behoorlijk weerkaatsend; de meeste absorptie wordt veroorzaakt door de stoelen en de mensen die daarop zitten, plus door de eventuele vloerbedekking. De totale geluidsabsorptie van een zaal is dus globaal recht evenredig met het vloeroppervlak. Dit betekent, dat een toename van het zaalvolume door het vloeroppervlak te vergroten een recht evenredige toename van de absorptie betekent, zodat er nauwelijks een netto verschil van de nagalmtijd ontstaat. Alleen door de hoogte van de zaal te wijzigen kan het volume worden veranderd zonder dat de absorptie mee verandert. Zoals dat bijvoorbeeld bij een kathedraal het geval is. De vuistregel luidt daarom dat de nagalmtijd recht evenredig is met de hoogte van de zaal. Datzelfde geldt natuurlijk ook voor de constructiekosten.Zaalakoestici gebruiken vaak heel ingewikkelde formules om de nagalmtijd te voorspellen, maar onnauwkeurigheden in de meetmethodes en formules leiden niet zelden tot uitkomsten, die 10 tot 20% te hoog zijn. Om dat te compenseren ontwerpt menig akoesticus de zaal met een wat langere nagalm dan nodig is. Daarna kan hij de gewenste nagalmtijd realiseren door nog wat absorptiemateriaal aan te brengen. Het is namelijk makkelijker om de nagalmtijd te verkorten dan om hem te verlengen, hoewel ook daar dankzij de elektro-akoestiek mogelijkheden voor bestaan. Dergelijke aanpassingsmogelijkheden maken het ook mogelijk om de akoestiek bij de gespeelde muziek aan te passen. Bij een symfonie van Bruckner past meer galm dan bij een ritmisch pregnant neoklassiek orkestwerk van Stravinsky.Het probleem met nagalmformules is, dat de nagalm niet alleen afhankelijk is van het volume en de absorptie van de zaal, maar ook van de vorm. Alleen met behulp van een computer kan ook die nog worden verdisconteerd.In een ideale concertzaal verandert de nagalmtijd met de frequentie. Een nagalmtijd, die in de lage tonen wat langer is dan in de midden- en hoge frequenties verleent het geluid een mooie gloed. Om te zorgen, dat de lage tonen langzaam wegsterven, helpen starre weerkaatsende oppervlakken, die verhinderen dat het geluid ontsnapt. De grote plavuizen in een kathedraal zijn daarvan een goed voorbeeld.Houten wanden kunnen zowel een ramp als een zegen zijn voor de akoestiek. Dat hangt helemaal van de soort, de dikte en de manier van aanbrengen af en uiteraard van de nagestreefde nagalmtijd. De Cedernsaal van het Fuggerkasteel in Kirchheim verleende kamermuziekuitvoeringen een aangename warmte en ook de in de "Snape" in het Engelse Maltings gemaakte opnamen krijgen een van nature aangename volte.Zaalakoestici zijn tegenwoordig op basis van veel kennis en ervaring, goede meetmethodes en de beschikbaarheid van allerlei materialen aardig in staat om de nagalmtijd van hun ontwerpen aardig in orde te krijgen, dat wil zeggen binnen redelijke toleranties te brengen. De juiste verhouding hangt steeds af van de muziek die er dominerend wordt uitgevoerd. De nagalmtijd van een operatheater moet liefst korter zijn dan die van een concertzaal. Toch zijn er nog heel wat zalen, die niet zo best zijn. Er moet dus meer in het geding zijn dan de nagalmtijd. Vroege reflectiesWanneer geluid wordt uitgestraald in een ruimte reist dat langs vele paden van de geluidsbron naar onze oren. Die oren worden het eerst bereikt door het directe geluid. Direct volgend op dat directe geluid zijn de geluiden, die de oren na een of twee reflecties van de zaaloppervlakken bereiken. De eerste van die reflecties liggen tamelijk ver uit elkaar in de tijd (tot ongeveer 20 milliseconden) - ver genoeg, dat onze oren ze afzonderlijk kunnen horen, maar niet ver genoeg, dat ze als echte echo kunnen worden gehoord.Maar naarmate het patroon van de reflecties wordt versneld, verliezen de individuele reflecties hun identiteit, zodat we alleen nog reageren op hun gemiddelde karakteristieken. Op deze manier kunnen we de reflecties onderverdelen in twee fasen, elk met hun eigen subjectieve effect. De eerste fase is het "vroege reflectie patroon"; de tweede reeks dicht opeengedrongen reflecties is de "continue galm" (en dat is wat de nagalmtijd inhoudt).Moeilijk als het reeds is om te zorgen voor een bijzondere continue galm: daarmee is pas de halve strijd gewonnen. En wel hierom: het is de minst belangrijke helft.Beschouw het nader: We horen een overdadige geleidelijke uitdoving van de continue galm primair wanneer de geluidsbron stilvalt. Op andere ogenblikken overstemmen de vroegste, luidste geluiden - het directe geluid en de vroege reflecties - de galm. Natuurlijk kunnen we een hoorbare glimp opvangen van de afzonderlijke noten en accoorden, maar de vroege reflecties hebben voortdurend een krachtige invloed terwijl de muziek klinkt; zij domineren onze perceptie (waarneming). Wil een concertzaal goed klinken, dan moet hij niet alleen voor alle frequenties een geschikte nagalmtijd hebben, maar ook een aangenaam patroon van de vroege reflecties bezitten. Fig. 1. Het geluid van een reële geluidsbron, dat tegen een oppervlak wordt weerkaatst, volgt dezelfde weg naar de luisteraar als geluid, dat wordt voortgebracht door een imaginaire spiegelbron, waarvan de plaats kan worden bepaald aan de hand van de reflectiehoek. De spiegelwerkingHoe bepaal je of een zaalontwerp een aangenaam reflectiepatroon zal hebben? Om die vraag te beantwoorden kan het spiegelmodel dienen. Geluid weerkaatst van harde oppervlakken op ongeveer dezelfde manier als licht door spiegels wordt weerkaatst. Dit betekent, dat we het geluidspad, die de oren onder een hoek bereikt tengevolge van een reflectie kunnen beschouwen als het equivalent van het rechte pad van een virtuele geluidsbron, waarbij het visuele beeld van de bron zich zou bevinden, als het geluidweerkaatsende oppervlak een spiegel zou zijn. (zie fig. 1). In dat opzicht lijkt de concertzaal op een kapperszaak, maar dan eentje met niet alleen spiegels langs de wanden, maar ook op de vloer en aan het plafond. Elk van de weerspiegelde beelden van de musici die zo zichtbaar zijn, komt overeen met een geluidspad van de speler naar de oren (fig. 2).Eén van de manieren om deze spiegelbeelden te verwerken is door aan te nemen, dat ze geen reflecties zijn, maar echte, of virtuele bronnen, die in de ruimte rond de luisteraar hangen op afstanden, die recht evenredig zijn met hun schijnbare visuele afmetingen en in richtingen, die equivalent zijn met hun schijnbare richting. De kleine, ver weg lijkende reflecties zijn van verre virtuele bronnen. Al deze virtuele bronnen produceren tegelijkertijd hetzelfde geluid, maar het geluid van de verst verwijderde doet er langer over voordat het de luisteraar bereikt.Wanneer het geluid het beeld van een grensvlak bereikt, wordt een klein gedeelte geabsorbeerd Fig. 2. Akoestisch gezien is een concertzaal een grote kamer met akoestische spiegels aan de wanden, op de vloer en het plafond. Elk spiegelbeeld vertegenwoordigt een principiële klankreflectie. als het passeert, alsof dat grensvlak een gordijn is. Bijgevolg hoort iemand, die een reeks virtuele bronnen hoort hetzelfde patroon vroege reflecties, dat de luisteraar in de zaal hoort.Het subjectieve effect van de vroege reflecties hangt van hun vertraging (die recht evenredig is met hun schijnbare afstanden in het beeldmodel), hun amplitude en de richting waaruit ze komen. Deze parameters kunnen worden bepaald met een computerprogramma, dat de positie van elke virtuele bron berekent. De informatie die uit een virtuele beeld plot wordt verkregen, kan op twee manieren worden gebruikt. De ene manier is om langs elektronische weg een concertzaal te simuleren en het resultaat subjectief te evalueren. Dan wordt de elektronica in plaats van de afstand gebruikt om het geluid te vertragen. Wanneer we hetgeen we horen mooi vinden, weten we, dat het om een goed ontwerp van de concertzaal gaat. Een andere manier is om het beeldmodel te gebruiken voor wat algemene conclusies over goedklinkende geometrische verhoudingen. Zaalvormen Psycho-akoestici - wetenschappers, die bestuderen hoe we geluid waarnemen en daarop reageren - hebben gevonden, dat licht vertraagde geluiden die ons van opzij bereiken een aangenaam subjectief effect teweeg brengen. Dat effect staat bekend als "ruimtelijke impressie". De ruimtelijke impressie is aansprakelijk voor het gevoel, dat men in een concertzaal door geluid is omgeven. Terwijl galm het gevoel veroorzaakt, dat er een uitvoering plaatsvindt in een besloten ruimte, creëert de ruimtelijke impressie het gevoel dat men zich daadwerkelijk in die ruimte bevindt. Zo lijkt de geluidsbron breder, groter te worden. We kunnen dit beeld gebruiken om de mate te analyseren, waarin diverse geometrische vormen van de concertzaal er in slagen om de vertraagde geluiden ons van de zijkanten te bereiken.Veronderstel, dat U zich hoog boven een concertzaal bevindt en erop neerkijkt en dat iemand voor het gemak grote + tekens heeft geplaatst op de plaatsen om de positie van de denkbeeldige bronnen aan te geven.Er treden significante verschillen op, wanneer we door de diverse geïdealiseerde concertzaalvormen van de traditionele "schoenendoos" via de "waaiervorm" tot de "omgekeerde waaiervorm", de "gesegmenteerde omgekeerde waaiervorm" en de "surround vorm" gaan. Let op, hoe in de rechthoekige zaal de virtuele geluidsbron beelden langs de zijwanden als een rechte lijn zijn gerangschikt. Plattegrond van de Davies Hall, San Francisco. Plattegrond van een andere waaiervorm: Gasteig Philharmonie, München (1984). Aantal plaatsen: 2.350-2.500. Nagalmtijd: 2,2s. Podium: 21,5x20,3x15m (bxdxh). Bij de waaier veroorzaken de naar buiten gerichte wanden de het meest aan de zijkant gelegen beelden tot een gebogen, van de luisteraar afgekeerde vorm. Omdat we echter juist wensen, dat het geluid ons van de zijkanten bereikt terwille van een betere ruimtelijke indruk, is dat een slechte zaak. De krachtigste reflecties komen van een smaller richtingbereik aan de smalle voorkant. De ruimtelijke indruk is geringer in een waaiervormige zaal. Dat is de reden, waarom rechthoekige zalen bijna altijd beter klinken dan waaiervormige.Bij de omgekeerde waaiervorm daarentegen omgeven de beeldcurven aan de zijkanten naar achteren de luisteraar met lateraal geluid. Bijgevolg geeft de omgekeerde waaiervorm een nog betere ruimtelijke indruk dan de klassieke schoenendoos. Stoelenplan van de Philharmonie, Berlijn. Schoolvoorbeeld van een "surround" zaal met a.h.w. drie opeengestapelde vijfhoeken. In visueel opzicht is de "surround" zaal vrijwel ideaal omdat het publiek rondom het orkest is gesitueerd en ideale zichtlijnen van alle kanten heeft. Maar in akoestisch opzicht zijn er beperkingen, omdat de afstand van de kleinere wanden tot het podium krachtige vroege laterale reflecties bijna onmogelijk maken. De schoenendoos als ideaalWat een akoestisch superieure geometrie is, blijkt bezien vanuit een praktisch standpunt vaak een lastig te verkopen concept. Vrijwel iedereen is het erover eens, dat het Concertgebouw in Amsterdam, Symphony Hall in Boston en de Musikverein in Wenen de drie akoestisch beste concertzalen ter wereld zijn, zeker waar het om de reproduktie van laat-romantische orkestwerken gaat. Als dat dan al zo is, waarom kopieert men ze dan niet vaker? Vooral wanneer het om zeker goede uitkomsten gaat en er investeringen van miljoenen op het spel staan?Vooral omdat dus economische overwegingen van doorslaggevende betekenis zijn. Een groot aantal zitplaatsen maximeert de revenuen op wat langere termijn om de investering wat sneller terug te verdienen. De Grosse Musikvereinsaal in Wenen herbergt "slechts" 1.680 plaatsen, het Amsterdamse Concertgebouw 2.087 en Symphony Hall in Boston 2.631, terwijl moderne exploitanten er liever 3.000 binnenhalen.Een voor de hand liggende oplossing zou kunnen zijn om de dimensies van de Musikverein te vergroten om zo meer plaats te bieden. Ongelukkig genoeg werkt zo'n schaalvergroting gehoormatig niet. Wanneer de dimensies groter worden, veranderen onder andere ook de vertragingstijden van de vroege reflecties en reageren we subjectief anders. Zo'n vergrote zaal voor meer dan 2.600 à 2.800 mensen kan ooit echt goed klinken.Daar komt wat bij. Het moderne publiek is op meer luxe en comfort gesteld en verder zijn er nog door de overheid gestelde veiligheidsregels, die bredere gang- en zijpaden en een grotere ruimte tussen de stoelenrijen eisen. Dat en meer elleboog/beenruimte vergt ook plaats. En last but not least is men als publiek gesteld op goede zichtlijnen, wat nog weer andere voorwaarden oplevert. Stoelenplan van het Amsterdamse Muziektheater (1985): ook waaiervormig. Architecten: Holzbauer en Dam; Akoestiek: De Lange. Zaalvolume: 10.000m3 Nagalmtijd: 1,5s. Aantal zitplaatsen: max. 1605. Podiumbreedte max. 21m, diepte 16,5m en hoogte 10m. Het Victorian Arts Center in Melbourne is een waaiervormige zaal met 2.700 plaatsen. De afstand van het podium tot de achterste plaats op het balkon bedraagt echter slechts 37,5m tegenover 45m in Boston. De zaal in Melbourne staat goed aangeschreven, andere waaiervormige uitvoeringen (Gasteig München, Davies Hall San Francisco) minder. Wat dat betreft lijken "surround" zalen in het voordeel, maar ook daar kunnen de afstanden groot worden voor diegenen - indachtig het vroegere Amsterdamse Carré effect, waar je ook liever geen last van hoogtevrees moest hebben - die achteraan in de nok zitten: goede zichtlijnen, maar zonder toneelkijker heb je daar weinig aan. Dat geldt bijna ook voor Scharouns Berlijnse Philharmonie - die vernuftige drie in afzonderlijke lagen aangebrachte vijfhoeken - en de achthoek van Hertzbergers Utrechts Vredenburg. En voor muzikale wereldreizigers voor de Boettcher Hall in Denver. Grote aantallenEen van de dwingende economische overwegingen bij het ontwerpen van een nieuwe concertzaal vormt dus het aantal zitplaatsen. Omdat de breedte van de voorkant wordt bepaald door de breedte van het podium waarop een koor van 100 leden en een orkest van 125 musici met hun (soms omvangrijke) instrumentarium een plaatsje moeten kunnen vinden, worden er bij de omgekeerde waaiervorm veel plaatsen van luisteraars opgeofferd. Maar uit bouweconomische redenen is de waaiervorm wel erg aantrekkelijk. Bij het Amsterdamse muziektheater werd voor deze vorm gekozen. Daar kunnen meer luisteraars en kijkers binnen een gegeven afstand tot het toneel worden ondergebracht. Fig. 3. In een waaiervormige zaal Fig. 4. In een rechthoekige schoenendoos buigen de virtuele beelden (de + strekken de virtuele beelden zich recht tekens) van de luisteraar af, wat langs de wanden uit, wat gunstig is. ongunstig is. Fig. 5. In een omgekeerde waaier- Fig. 6. Een gesegmenteerde waaiervorm kan vorm buigen de virtuele beeldcurven dezelfde omhullende virtuele beelden hebben rond het auditorium, dat wordt voor- als een gewone omgekeerde waaiervorm zien met nuttig lateraal geluid met behoud van de stoelencapaciteit en zelfs beter kan zijn dan de waaier en de zichtlijnen van de standaard waaier traditionele schoenendoos. Een ruwe berekening leert, dat als de zijwanden van het Amsterdamse Concertgebouw slechts 5° in waaiervorm zouden wijken, het aantal zitplaatsen met ruim driehonderd zou kunnen worden opgevoerd. En dan te weten, dat exploitanten van internationale concertzalen in 's werelds belangrijkste muziekcentra 3.000 plaatsen als streefgetal hebben.Alleen: overeenkomstig alle mathematische modellen zou de algemeen erkende uitstekende akoestiek van het Concertgebouw dan tot het verleden behoren. En dan te weten, dat bij de meeste waaiervormige zalen de wanden niet 5° maar vaak meer dan 30° uiteenwijken.Menig akoesticus probeert de beperkingen van ongunstige geometrische verhoudingen te overwinnen door klankkaatsers boven het orkest op te hangen. De Rotterdamse Doelen had ze, Vredenburg heeft ze. Volgens de opzet zorgen die van hard materiaal vervaardigde panelen voor wat meer vroege reflecties, maar die reflecties bereiken het publiek van boven en niet van opzij, in wat akoestici het "middenvlak" noemen en verslechteren de ruimtelijke indruk. Hoewel het natuurlijk beter is om mediale reflecties te hebben dan helemaal geen reflecties, kunnen klankkaatsers nooit goed geplaatste, echte zijwanden vervangen.Een manier om de akoestische voordelen van de omgekeerde waaiervorm met de praktische voordelen van de waaiervorm te combineren zou de segmentatie van de wanden kunnen zijn. De segmenten moeten dan een dusdanige positie hebben, dat ze een algemene waaiervorm hebben, maar dat ze zodanig zijn georiënteerd, dat ze corresponderen met de omgekeerde waaiervorm. Zoals uit fig. 6 blijkt, vertonen de virtuele beelden dezelfde tendens als bij de curve van de omgekeerde waaier in de curve rond de zijkanten, waardoor de waaier en de gesegmenteerde waaier vergelijkbare ruimtelijke impressies zou moeten geven.Ironisch genoeg wordt segmentatie van de wanden vaak gebruikt in concertzaal ontwerpen, maar gewoonlijk wordt die oriëntatie gekozen om een waaier met nog groter openingshoek te maken, zodat het middel erger is dan de kwaal.Het is intrigerend om eens na te gaan, hoe de zaalakoestiek zou kunnen worden aangepast wanneer die panelen konden draaien. Door de mate aan ruimtelijke indruk te veranderen zou deze aanpassing een zinvoller bepaling van de zaalakoestiek kunnen opleveren dan aanpassingen van de nagalmtijd. Mathematische modellen hebben aangetoond, dat een wijziging in de oriëntatie van de panelen uit fig. 6 met slechts 6° een subjectief aanzienlijke verandering van de geluidskwaliteit teweeg kan brengen. De verlangens der uitvoerendenEr bevindt zich een tweede, als het goed ik geringer aantal andere luisteraars in de zaal: de uitvoerenden. Veel van de ontwerp criteria voor het auditorium worden voor de uitvoerenden binnenste buiten gekeerd. Ze hebben minder te maken met galm dan met hoorbaarheid op het podium. Wanneer een instrumentalist in een ensemble alleen zichzelf kan horen, is er een probleem. Alleen al het ensemblespel en de ritmische accuratesse komen dan in het gedrang. De musicus gaat zich onzeker voelen. Vroege reflecties zijn goed om het geluid van de andere musici te "versterken" om zo een betere balans te bereiken. Maar - in tegenstelling tot wat in de zaal nodig is - vormt die versterking het enige nodige effect. Het is ongewenst, dat op het podium vroege reflecties een ruimtelijke indruk geven.Eén manier om ervoor te zorgen, dat de reflecties geen ruimtelijke indruk wekken, is door ervoor te zorgen, dat deze de vertolkers in het mediale vlak bereiken. Precies het tegendeel van wat voor het publiek geldt. Een wand of een schelp achter het orkest, klankkaatsers boven het orkest en een niet te hoog plafond helpen om de gewenste reflecties te krijgen. Wanden zijn aanvaardbaar (en onvermijdelijk) zolang ze niet te ver weg zijn. Ongelukkig genoeg zijn dergelijke constructies en met name schelpen, hoe nuttig ook voor de uitvoerenden, schadelijk voor het geluid in de zaal. Het vinden van een optimaal evenwicht tussen de terechte verlangens van de uitvoerenden en de wensen van het publiek vormt het klassieke dilemma, maar ook de grote uitdaging voor de akoestici. De toekomstDe toekomst voor de concertzaal ontwerpers ziet er niet zo somber uit. Gelukkig is men goeddeels teruggekomen van "all purpose" zalen, die geschikt moesten zijn voor concert, toneel en congres en die tenslotte nergens voor deugden, met het Haagse Congresgebouw als meest afschrikwekkende voorbeeld en menig gebouw in de provincie - De Flint in Amersfoort bijvoorbeeld - als kleinschaliger ramp. De economische druk om alsmaar de stoelcapaciteit op te voeren, lijkt wat kleiner te worden, zodat architecten niet langer zalen hoeven te bedenken, die feitelijk te groot zijn om akoestisch nog te deugen. En gelukkig worden tegenwoordig de akoestici al in een voorstadium van het ontwerp ingeschakeld om hun invloed bij constructie en bouw te laten gelden. Bovendien is de kennis en ervaring van die akoestici de afgelopen vijfentwintig jaar enorm gegroeid en staan hen veel betere reken- en meetmethodes ter beschikking.Mocht het nodig zijn, dan staan tenslotte allerlei elektro-akoestische correctiemethodes ter beschikking. Elektronische concertzaal verbetering is al vaker met succes toegepast en niet zo nieuw als menigeen denkt. Een van de oudste voorbeelden is de van nature veel te "droge" (galmloze) Londense Royal Festival Hall, waar het Assisted Resonance System op werd losgelaten. De Silva Hall in Eugene, Oregon kreeg het ERES systeem (Electronic Reflected Energy System) om voor wat vroege reflecties te zorgen.Dichter bij huis werd door mensen van de Subgroep Akoestiek van de TH Delft onder leiding van Ir. D. de Vries een elektro-akoestisch hulpsysteem voor zalen ontwikkeld en werkt Philips al jaren met ELA (Elektro-Akoestische) technieken.Elektro-akoestische technieken kunnen ook worden gebruikt om de zaalakoestiek aan te passen aan verschillende muziekstijlen of zelfs diverse culturele evenementen: opera, musical, toneel, symfonie orkest, kamermuziek, pianorecital. Daarbij gaat het dan om ingewikkelde en dure technieken, maar in vergelijking met de constructiekosten van een concertzaal zijn ze gering. Ondanks de potentiële voordelen van elektronische hulpmiddelen blijven er genoeg technische problemen over. Bijvoorbeeld: elke vorm van elektronische zaalbehandeling vergt microfoons. Maar hoeveel van welke soort en waar geplaatst zijn daarvoor nodig. Liefst moeten ze uit het zicht blijven. De door akoestische muziekinstrumenten afgestraalde energie verandert met de richting, dus een enkele microfoon is nooit genoeg om een volledig beeld van het geluid te krijgen. Een volle wapenrusting microfoons kan ook niet vanwege de ontsierende effecten en het benodigde complexe mengpaneel. Ook de plaatsing van veel luidsprekers is een probleem. Om laterale geluiden te reproduceren, moeten ze tegen de zijwanden worden gemonteerd, maar hun geluid mag dichtbij zittende luisteraars niet storen. En dan is daar het risico op akoestische terugkoppeling wanneer het door de luidsprekers voortgebrachte geluid weer door de microfoons wordt opgevangen en er een rondzingend, gillend "Mexicaanse hond" effect optreedt. In het hoofdstuk zaalversterking moet nog heel wat onderzoek plaatsvinden.Maar afgezien van de technische bezwaren zijn er ook esthetische. Heel wat muziekliefhebbers maken bezwaar, dat ze in plaats van alleen naar "levende" muziek ook deels "luidsprekergeluid" moeten ondergaan: dan kun je net zo goed thuisblijven. Zelfs met de beste en meest verfijnde middelen is het vrijwel uitgesloten, dat een concertzaal met zaalversterking ooit even goed zal klinken als een volmaakt ontworpen akoestische ruimte. Maar beter een middelmatige zaal met zaalversterking dan een zaal met slechte akoestiek.Wel zijn er nog allerlei artistieke factoren, die roet in het eten kunnen gooien. Architecten zijn kunstenaars. Ze willen hun genialiteit graag bewijzen met innovatieve ontwerpen. Helaas hebben gedurfde artistieke sprongen vaak een slechte akoestiek tot gevolg. Voorzichtigheid dicteert slechts geringe afwijkingen van de bewonderde prototypes. Als een ontwerp er identiek uitziet als zijn prototype, klinkt het misschien goed, maar ook dat is niet zeker. Hoe dan ook, het is van groot belang dat de akoesticus al in het begin van het ontwerpstadium bij een nieuw concept wordt betrokken en niet pas bij de eerste steenlegging. Wordt hij overal buiten gehouden tot de opening, dan kan hij alleen nog proberen de ergste tekortkomingen op te heffen. Of de luisteraars die thuisblijven een rooskleurige toekomst wacht? Zaalsimulatie is de laatste jaren kwalitatief stukken beter geworden en heel wat goedkoper. Zeker voor mensen, die ver moeten reizen om een echte goede zaal te vinden, is het een lokkend perspectief. Maar een goede concertzaal blijft onontbeerlijk. Niet alleen vanwege de aangename goede akoestiek, maar ook omdat de emotionele impact, het visuele aspect, de camaraderie van een gemeenschappelijk ondergane gebeurtenis, het feestelijke idee even uit te zijn ook zwaar meewegen. IRCAM in Parijs: Zaal zonder eigenschappenSinds eind 1977 is in Parijs als onderdeel van het Centre Pompidou het door Pierre Boulez geleide vrijwel geheel onderaards gebouwde IRCAM (Institut de recherche et de Coordination Acoustique/Musique) operationeel. Geluidsisolatie was een grote prioriteit. vandaar. Bovendien zijn de studio's dubbelwandig uitgevoerd en "zwemmend", dus los van de dragende gebouwstructuur aangebracht. Als hoogstandje geldt vooral de Espace de projection, een zaal die maximaal aanpasbaar is wat de inrichting en de podia betreft, uitneembare stoelen, aanpasbare akoestiek. De ruimte van 25x17x15m (lxbxh) heeft maximaal 400 plaatsen, beweeglijke plafond elementen van 14m lengte en 8m breedte (ongeveer 1/3 van de hele zaalbreedte, die tot 5m hoogte kunnen zakken. Dwarsdoorsnede door het Parijse IRCAM complex De wanden zijn voorzien van een bekleding, die bestaat uit Périactes (uit het Grieks: ronddraaien). Een périacte bestaat uit een 2,3x2,3m vierkante drager, waarop naast elkaar drie draaibare prisma's met parallelle assen zijn gemonteerd. De beweging van deze driezijdig prismatische lichamen om hun lengteas schept diverse vlakken, waarmee de akoestiek kan worden aangepast. De groepjes van drie prisma's op de in totaal 172 périactes worden met behulp van elektromotoren geruisloos en met de grootste precisie bediend. De 516 prisma's hebben drie verschillende oppervlakken. Het ene is vlak en hard en dus volkomen reflecterend, het tweede is concaaf en reflecteert diffuus, het derde kan van absorptiemateriaal worden voorzien, waarbij onderscheid gemaakt kan worden tot dominerende absorptie van de hoge of de lage tonen. Het geheel kan in zes standen worden gedraaid en om de mogelijkheden zo goed mogelijk te benutten is de ene helft van de périactes voorzien van horizontale- en de andere helft van verticale prisma-assen. De nagalmtijd van deze "zaal zonder eigenschappen" is variabel tussen 0,8 en 2,5s. Voor het uitkienen van de akoestiek werd gebruik gemaakt van het bureau Peutz in Nijmegen.Datzelfde bureau had de hand in de akoestische controle en eventuele aanpassingen tijdens de renovatie van het Amsterdamse Concertgebouw en bij de ontwerpen van de Yakult zaal in de Beurs van Berlage, de Haagse Anton Philips zaal, de Forumzaal in Enschede en de Frits Philips zaal in Eindhoven. Andere min of meer - vaak na aanpassingen - geslaagde Nederlandse concertzalen zijn behalve de Rotterdamse Doelen Musis Sacrum in Arnhem en De Harmonie in Leeuwarden. LiteratuurL.L. Beranek: Acoustics. McGraw-Hill (1954)R.D. Ford: Introduction to acoustics. Elsevier (1970)L.E. Kinsler & A.R. Frey: Fundamentals of acoustics. Chapman & Hall (1950)H. Kuttruff: Room acoustics. Applied Science Publishers (1973)E. Skudrzyk: "Die Grundlagen der Akustik". Springer Verlag, Wien (1954). Een paar voorbeelden van concertzalen Een traditioneel 19e eeuws opera-interieur à la Scala, Milaan, Staatsopera Wenen, Theater an der Wien, Wenen, Kirov theater St. Petersburg, Residenz Theater München en Stadsschouwburg Amsterdam. De kleine zaal van het Amsterdamse Concertgebouw Twee eigentijdse "schoenendozen": De Haagse Anton Philips zaal (l) en de Amsterdamse Yakult zaal (r). Vredenburg in Utrecht (1979), een "surround" zaal. Architect: Hertzberger. akoestiek: De Lange. Nagalmtijd: 2s. Aantal zitplaatsen: 1.700. Het podium kan in (3) worden uitgebreid; (6) zijn eventuele koorplaatsen. In vak (1) en (2) bevinden zich de favoriete plaatsen. De vakken (7) en (8) zijn aardig om de dirigent in het gezicht te kijken, maar fataal bij concerten met een vocaal aandeel: de zang komt vrijwel onverstaanbaar over en zelfs liplezen helpt niet achter de zangers. Ook vak (5) is in dit opzicht al wat dubieus. Grote zaal Concertgebouw, Amsterdam (1888). Architect: Van Gendt; Akoestiek (bij renovatie): Peutz. Aantal plaatsen: 2.087. Nagalmtijd 2,3-2,7s. Podium: 15,5x6m (tot eerste ring). Zaalinhoud: 21.000m3; Zaalhoogte: 17,5m.