Akustyka budowlana. Sale świata. Teatr w Epidauros

Nie będzie to nic współczesnego i typowo związanego ze znanymi nam formami koncertów. Zaglądając do historii, dokładniej do czasów antycznych, możemy znaleźć obiekt dorównujący współczesnym, zachwycający i o nadzwyczajnej akustyce – teatr w Epidauros.

Teatr w Epidauros jest najlepiej zachowanym do naszych czasów greckim teatrem. Pauzaniasz, grecki geograf żyjący w II wieku naszej ery, autor ówczesnego „przewodnika” po Helladzie, napisał na temat tego obiektu takie słowa: „W okręgu świątynnym w Epidaurze znajduje się teatr, najbardziej, moim zdaniem, godzien oglądania. Wprawdzie wielkością przenosi go teatr arkadyjskiego miasta Megalopolis, a rzymskie teatry ozdobnością przewyższają o wiele wszystkie teatry świata. Ale ze względu na harmonię lub piękno jakiż budowniczy mógłby wytrzymać współzawodnictwo z Polikletem?”. Słowa te podkreślają, jak ważnym miejscem jest ten obiekt nie tylko pod względem akustycznym, ale także historycznym oraz estetycznym. Jest to również jeden z obiektów turystycznych, który kojarzony jest głównie ze względu na swoją akustykę, co jest zjawiskiem bardzo dobrym, bo sprawia, że turystyka nie ogranicza się tylko do wzrokowej, ale przypomina, jak ważne są bodźce słuchowe i brzmienia różnych zakątków świata.

W związku z powyższym, zgodnie z chronologią, cykl artykułów zaczniemy od teatru antycznego.

HISTORIA

Do XIX wieku jedną z nielicznych informacji na temat tego teatru był opis wspomnianego wcześniej Pauzaniasza. Wystarczyło to jednak dziewiętnastowiecznemu greckiemu archeologowi Panagiasowi Kavadiasowi do zbadania dokładniej opisanych terenów. Zaintrygowany opisem geografa wierzył on, że gdzieś w okolicach miejscowości Epidauros, miedzy wzgórzami, pod polami uprawnymi i gajami oliwkowymi może mieścić się ten niezwykły teatr. Poszukiwania go nie zawiodły i po sześciu latach prac wykopaliskowych, wiosną 1881 roku, odkrył to, czego szukał. Pod sześciometrową warstwą ziemi znalazł wielki antyczny teatr w prawie nienaruszonym przez czas stanie.

Teatr wybudowany jest we wspomnianym wcześniej Epidauros, zlokalizowanym w północno-wschodniej części półwyspu peloponeskiego. Postawiony jest na jednym ze zboczy, z którego rozpościera się niesamowita panorama okolicznych gór, na terenie kręgu świątynnego poświęconego kultowi Asklepiosa, mitologicznego boga sztuki lekarskiej. Jego powstanie datowane jest na około 300 rok przed naszą erą, czyli czasy, w których żył Arystoteles. Jakbyśmy współcześnie powiedzieli, za projekt odpowiada Poliklet Młodszy – wybitny rzeźbiarz oraz architekt mieszkający w okolicznym mieście Argos.

Co ciekawe, przy okazji przechodząc już w bardziej branżowe tematy, akustyka w czasach budowania tego obiektu miała już się dobrze. Były to czasy, w których znana była już opracowana przez Pitagorasa wiedza z zakresu matematyki, w tym również równanie opisywane jego imieniem. Ponadto on i jego uczniowie pracowali nie tylko nad teoriami liczb, ale zaczęli także pracować nad wczesnymi teoriami muzyki i harmonii. Między innymi odkryli zależność między ciężarem młotka a jego brzmieniem i częstotliwością rezonansową. Badali również zależność częstotliwości dźwięku powstającego poprzez skracanie napiętej struny, zmiany długości rur, a także wypełnianie w różnym stopniu naczyń. Te wszystkie eksperymenty i badania poczynione przez tak zwaną szkołę pitagorejską pozwoliły zrozumieć im podstawowe mechanizmy generacji, propagacji oraz percepcji dźwięku. Co ważne i ciekawe, generację dźwięku postrzegali oni podobnie jak fale tworzone przez kamień wrzucony do wody. Oznacza to, że najprawdopodobniej mieli świadomość falowej natury dźwięku.

Kolejną ważną postacią antycznej akustyki był wspomniany już wcześniej Arystoteles, który miał szczęście żyć w czasach powstawania teatru w Epidauros, a nawet może miał szansę w nim być. Zwrócił on w swoich badaniach uwagę na naturę fizyczną dźwięku oraz ośrodek, w którym się rozchodzi, i wpływ jego właściwości na generację oraz propagację. Przypuszczał on, że propagacja dźwięku w powietrzu polega na naprzemiennym zagęszczaniu i rozrzedzaniu tego ośrodka. Co więcej, Arystotelesowi przypisuje się napisanie pierwszej publikacji na temat akustyki, w której opisano, że materiały, którą wibrują, generują dźwięk. Jak widać, Poliklet projektując teatr mógł mieć podstawy teoretyczne niezbędne do prawidłowego wykonania zadania.

BUDOWA

Teatr w Epidauros w swoich czasach był jednym z największych obiektów tego typu w Grecji. Widownia w układzie amfiteatralnym ma w sumie 55 rzędów wykonanych z białego wapienia. Początkowo znajdowały się tam jedynie pierwsze 34 rzędy, w tym 3 najniższe dla gości honorowych, których siedziska wyposażone były w oparcia. W czasach rzymskich teatr rozbudowano o kolejne 21 rzędów. „Starą” i „nową” część widowni rozdziela szeroki korytarz zwany diazomą. Średnia różnica wysokości między kolejnymi rzędami wynosi około 37 centymetrów, a szerokość rzędów około 75 centymetrów. Zaznaczę tu, że te suche fakty liczbowe są bardzo ważne i znacząco wpływają na znakomitą akustykę obiektu, co zostanie przedstawione w dalszej części artykułu. Ostatecznie widownia mogła pomieścić ponad 14.000 widzów, co robi duże wrażenie. Początkowo główną sceną teatru był okrągły plac przed widownią (z greckiego orchestra), o średnicy około 20 metrów. Z czasem aktorzy zostali przeniesieni o niewielką odległość dalej od widowni – na proskeniom. Do dnia dzisiejszego niestety nie zachował się kamienny budynek za proskenionem, czyli skene. Było to miejsce, w którym zlokalizowane były szatnie i magazyny. Dodatkowo na budynku wywieszano scenografię.

 

AKUSTYKA

Tak jak wspomniałem wcześniej, na znakomitą akustykę teatru głównie wpływ ma geometria obiektu, a dokładniej układ widowni. Po pierwsze, dzięki amfiteatralnemu układowi każdy widz, niezależnie od swojego miejsca, nie tylko dobrze widzi akcję na scenie, ale także dobrze słyszy wypowiadane przez aktorów kwestie. Układ taki pozwala dotrzeć fali bezpośredniej wprost do każdego słuchacza. W związku z tym ostatnie rzędy nie muszą opierać się na dźwiękach odbitych, co zresztą byłoby trudne z powodu braku ścian i sufitu. Ponadto nie ma zjawiska ekranowania dźwięku przez przednie rzędy. Rozkład poziomu ciśnienia akustycznego na widowni nie odbiega od obiektów projektowanych współcześnie. Maksymalna różnica tego parametru na powierzchni widowni wynosi około 6 dB. Jest to zasługa między innymi rozproszonych odbić od wyższych rzędów siedzisk, dzięki czemu spadek poziomu z podwojeniem odległości wynosi około 3 dB. W efekcie uzyskuje się, mimo braku ścian i sufitu, pole akustyczne zbliżone do pogłosowego.

Nie bez powodu zaznaczałem wcześniej, jak ważne jest wskazanie dokładnych wymiarów różnic wysokości między rzędami oraz ich szerokości. Związany z tym jest bardzo istotny wpływ na widmo powstającego na scenie dźwięku. Fala akustyczna dochodząca do słuchaczy nie jest jedynie falą bezpośrednią pochodzącą ze źródła. Wraz z nią słuchacz odbiera fale odbite od podłoża orchestry oraz rozproszone od otaczających go rzędów siedzisk. Dotarcie w krótkim czasie (do kilkudziesięciu milisekund) po fali bezpośredniej fal odbitych skutkuje subiektywnym odczuciem zwiększenia głośności, co związane jest z efektem Haasa. Co więcej, w wyniku interferencji tych fal zaobserwować można wzmocnienia oraz osłabienia w zakresie pewnych częstotliwości. W efekcie wspomnianych wcześniej wymiarów i zjawisk akustycznych Teatr w Epidauros może pochwalić się bardzo ciekawą charakterystyką wzmocnienia w funkcji częstotliwości.

Na podstawie badań zaobserwowano bardzo dobre przenoszenie dźwięku w zakresie 80-150 Hz, co odpowiada tonom podstawowym mowy męskiej. Ponadto wzmocnienie widać także w zakresie 500-1.000 Hz dla odbiorników znajdujących się blisko źródła (w pierwszej połowie widowni) oraz dodatkowe lokalne wzmocnienia w zakresie 300-1.500 Hz dla źródeł oddalonych (w drugiej połowie widowni). Pasmo to ma bardzo istotny wpływ na zrozumiałość mowy. Rysunek 3 przedstawia charakterystykę wzmocnienia dla źródła dźwięku umieszczonego na środku orchestry. Co ważne, charakterystyka ta nie zmienia się znacząco w przypadku różnego kąta jego umiejscowienia względem środka widowni.

Dla obiektów tego typu, czyli teatrów dramatycznych, najważniejszą funkcją jest jak najlepsze przenoszenie mowy. W efekcie powinna ona być bardzo dobrze słyszalna oraz zrozumiała na całej powierzchni widowni. Z akustycznego punktu widzenia oznacza to, że przestrzeń powinna charakteryzować się wysokimi wartościami parametrów wyrazistości D50 (stosunek energii pierwszych 50 ms odpowiedzi impulsowej do energii całkowitej odpowiedzi) oraz zrozumiałości mowy STI, lub RASTI, czyli uproszczeniem parametru STI. Wyniki pomiarów wskazują, że analizując obiekt pod kątem parametru D50 jest on bardzo dobry. Średnia wartość wynosi około 90%. Odpowiadający zrozumiałości mowy parametr STI również potwierdza znakomitą akustykę teatru. W zależności od lokalizacji punktów pomiarowych na widowni wartości mieszczą się w zakresie 0,8 – 0,95, zarówno dla pustej, jak i pełnej widowni.

Najgorsze wartości dotyczą miejsc skrajnych oraz najbardziej oddalonych od sceny. Pomimo faktu, że nie jest to pomieszczenie, zmierzono również czas pogłosu charakteryzujący omawianą przestrzeń. Dla częstotliwości 1.000 Hz w przypadku pustej widowni wynosi on około 1,2 sekundy. W przypadku wypełnienia widowni w 25% (3.000 osób) wartość ta zmniejsza się do około 1 sekundy. Rysunek 4 przedstawia charakterystykę czasu pogłosu w funkcji częstotliwości. Podsumowując powyższe można stwierdzić, że aktorzy nie musieli nadwyrężać swoich narządów mowy, aby być słyszanymi i przede wszystkim zrozumianymi przez obecną na spektaklu widownię.

TEATR WSPÓŁCZEŚNIE

Od ukończenia prac restauracyjnych obiektu, czyli od 1954 r., każdego lata w teatrze odbywa się festiwal teatralny Epidauria. Na scenie głównie można zobaczyć spektakle oparte na antycznych dramatach wykonywane przez zespoły nie tylko z Grecji, ale również z całego świata. Fakt, że teatr wciąż może z powodzeniem służyć sztuce jest najlepszym dowodem potwierdzającym opinie na temat wspaniałej akustyki. Jak wspominałem wcześniej, miejsce to jest bardzo popularnym obiektem turystycznym. Przewodnicy bardzo chętnie prezentują możliwości akustyczne tego obiektu poprzez upuszczanie na scenie monet lub pudełka zapałek. Turyści znajdujący się nawet na najwyższym 55 rzędzie widowni, często ku swojemu zaskoczeniu, doskonale słyszą generowane na scenie ciche dźwięki.

Spędzając urlop w Grecji koniecznie powinno się zaplanować wizytę w Teatrze w Epidauros, a najlepiej skorzystać z proponowanego programu artystycznego i przekonać się o niesamowitej akustyce tego miejsca osobiście.

Rafał Zaremba

---

Źródła materiałów graficznych: Long M.; Architectural Acoustics. Psarras S., Hatziantoniou P., Kountouras M., Tatlas N., Mourjopoulos J. N., Skarlatos D.; Measurements and Analysis of the Epidaurus Ancient Theatre Acoustics Materiały prywatne.