Akustyka budowlana. Sale Świata. Carnegie Hall

Tym razem przeniesiemy się do „nowego świata”, a dokładniej na nowojorski Manhattan, gdzie na skrzyżowaniu dwóch arterii – 7 alei i 57 ulicy – znajduje się jedna z najlepiej ocenianych sal koncertowych świata. Co ciekawe, w swojej historii miała ona kilka dramatycznych chwil, które zachwiały jej sławą. Mówi się także, że jest to nie tylko jedna z najważniejszych sal koncertowych w Stanach Zjednoczonych, ale także jeden z najważniejszych obiektów związanych ogólnie z historią tego kraju. Tym samym przenieśmy się w przeszłość i sprawdźmy jak to wszystko wyglądało.

Historia Carnegie Hall

Wiosną 1887, podczas rejsu między Nowym Jorkiem a Szkocją, odbywający podróż poślubną bogaty amerykański przemysłowiec Andrew Carnegie poznał młodego dyrygenta Waltera Damroscha. Można powiedzieć, że był to początek przyjaźni, dzięki której w późniejszym etapie powstało Carnegie Hall. Andrew Carnegie, przebywając jeszcze w Szkocji, zainspirowany wizją stworzenia w Nowym Jorku sali koncertowej zaproponował przeznaczenie części swojego ogromnego majątku na realizację tych planów.

Po powrocie z podróży, Carnegie przystąpił do pracy i założył firmę The Music Hall Company Of New York. Kolejnym krokiem było kupienie działek zlokalizowanych w bliskim sąsiedztwie Central Parku na narożniku 7 alei i 57 ulicy oraz zatrudnienie architekta. Przemysłowiec do tego zadania wybrał Williama Burneta Tuthilla, amerykańskiego inżyniera, którego dużym atutem była czynna aktywność muzyczna jako wiolonczelisty oraz chórzysty.

W czasie gdy rozpoczęto prace projektowe oraz budowę obiektu, akustyka architektoniczna, jako dziedzina nauki, jeszcze nie istniała, jednak wiele pojęć mających istotny wpływ na obiekty związane z muzyką było znanych. Rozumiano, że w tego typu salach istotny jest kształt oraz kubatura pomieszczenia, a także wiedziano, że wpływ ma odpowiedni dobór materiałów. Mimo wszystko był to jedynie zarys w kompleksowej analizie akustycznej. Powszechnym zjawiskiem, szczególnie w Stanach Zjednoczonych, było opieranie się na lub wręcz kopiowanie rozwiązań z europejskich obiektów. Na szczęście Tuthill był osobą, która zainteresowała się tematem dokładniej. Pracując nad projektem zapoznał się z wieloma obiektami związanymi z muzyką, szczegółowo je analizując. Bardzo duży wkład w projekt miał też wspomniany wcześniej Damrosch oraz inni muzycy, jako osoby mające bezpośredni kontakt z dźwiękiem w wielu salach koncertowych. O rozwiązaniach przyjętych przez architekta w obiekcie można przeczytać w kolejnej części artykułu dotyczącej budowy oraz akustyki tegoż obiektu.

Dokładnie 13 maja 1890 roku Andrew Carnegie wmurował kamień węgielny pod przyszłą sale koncertową.

Co ciekawe, w projekcie zastosowano nowoczesne – jak na tamte czasy – instalacje elektryczne. Między innymi było to elektryczne oświetlenie, które wprowadziło nie tylko lepsze efekty wizualne, ale także większe bezpieczeństwo, wypierając instalacje gazowe. Ponadto, zainwestowano również w rozwiązania zapewniające ochronę przeciwpożarową, co nie było wtedy aż tak popularne, a pożary były dużym i częstym problemem.

Wraz ze wsparciem finansowym oraz projektowym, prace budowlane ruszyły pełną parą już w 1890 roku. Dokładnie 13 maja 1890 roku Andrew Carnegie wmurował kamień węgielny. W uroczystości uczestniczyły setki osób, w tym wiele znakomitości związanych ze światem muzycznym. Już rok później, 5 maja 1891, odbyło się oficjalne otwarcie, które trwało pięć dni. Oczywiście najważniejsza była pierwsza noc, podczas której można było posłuchać uwertury do „Leonore” Beethovena w wykonaniu orkiestry dyrygowanej przez Czajkowskiego. Sala wzbudziła zachwyt zarówno pod względem wizualnym, jak i akustycznym.

Mimo wielu sukcesów po pół wieku przyszły złe czasy dla sali. W roku 1925, sześć lat po śmierci Andrew Carnegie, wdowa po inwestorze sprzedała obiekt pośrednikowi handlu nieruchomości, który obiecał, że go nie zniszczy i nie będzie wykorzystywał w innych celach. W połowie lat 50 XX wieku, biznes muzyczny zaczął mocno się zmieniać. W związku z tym, niemożliwe było już wykorzystywanie Carnegie Hall zgodnie z poprzednim modelem. Kolejny właściciel, syn wspomnianego wcześniej pośrednika, zaproponował sprzedaż obiektu nowojorskiej filharmonii, która wynajmowała salę w prawie 1/3 wieczorów w ciągu roku. Niestety, pech trzymał się obiektu dalej i jak się okazało, orkiestra miała zostać przeniesiona do planowanego Lincoln Center (które pewnego dnia może zostanie opisane w ramach tej serii artykułów). W efekcie, w drugiej połowie 1950 roku, po tym jak filharmonicy na stałe przenieśli się do nowej siedziby budynek zaczął podupadać coraz bardziej. Doszło do tego, że jedna z firm deweloperskich chciała kupić obiekt w celu zburzenia i wybudowania w jego miejscu 44-piętrowego biurowca. Datę wyburzenia ustalono na 31 marca 1960 roku.

Na szczęście społeczności związane ze światem muzycznym broniły obiektu przed zrównaniem z ziemią. Co więcej, do ich akcji dołączyli się znani dyrygenci i muzycy tacy jak skrzypek Isaac Stern. Dzięki ich protestom i działaniom, 30 czerwca 1960 została podpisana specjalna ustawa, przy pomocy której miasto Nowy Jork wykupiło Carnegie Hall za 5 milionów dolarów. Założono także nową instytucję, która miała zajmować się obiektem, a ze wsparciem publicznymi pieniędzmi udało się lepiej wykorzystać salę.

Od tego momentu, wykonując w międzyczasie kilka remontów, które namieszały w akustyce wnętrz, sala działa po dzień dzisiejszy. W sali odbyło się wiele bardzo ważnych wydarzeń w historii muzyki. Przykładowo, już w 1891 roku swój debiutancki koncert na amerykańskim kontynencie zagrał polski pianista Ignacy Jan Paderewski. Historia tego obiektu nie jest jednak związana jedynie z muzyką poważną. W 1964 w Carnegie Hall odbył się koncert zespołu The Beatles podczas pierwszej wizyty w Stanach Zjednoczonych. Z uwagi na beatlemanie konieczne było zamknięcie okolicznych ulic.

Budowa Carnegie Hall

Zlokalizowany na Manhattanie obiekt wybudowany jest w stylu włoskiego renesansu, a jako główny materiał wykorzystano brązową cegłę. Co ciekawe, Carnegie Hall jest jednym z ostatnich budynków w Nowym Jorku całkowicie murowanych – bez wewnętrznej konstrukcji stalowej. Początkowo była to jedynie kilkupiętrowa „kostka”, którą z czasem się powiększyła a dokładniej została nadbudowana. W efekcie, w wielu miejscach dołożono zewnętrzną konstrukcję wsporczą. W bezpośrednim sąsiedztwie znajduje się Carnegie Hall Tower, który jest jednym z najwyższych wieżowców w Nowym Jorku, a swoim stylem nawiązuje do budynku z salą koncertową.

Zlokalizowany na Manhattanie obiekt wybudowany jest w stylu włoskiego renesansu, a jako główny materiał wykorzystano brązową cegłę. (fot. J. Goldberg/Elso)

W środku obiektu znajdziemy trzy sale koncertowe oraz pomieszczenia związane z edukacyjnym charakterem obiektu. Najmniejsza z sal, która pomieści „jedynie” 268 widzów, do użytku została oddana w 1891 roku razem z całym obiektem. Od tamtego czasu wielokrotnie zmieniała swą nazwę, zaczynając od prostej sali kameralnej, a kończąc na trwającej od 1986 roku do teraz Weill Recital Hall.

Kolejna pod względem wielkości to Zankel Hall, nazwana od nazwiska małżeństwa filantropów, którzy mieli znaczący wpływ na działalność Carnegie Hall. Jest w stanie pomieścić 599 widzów. W przypadku tej sali elementem zmiennym była jej główna funkcja: od teatralnej, przez kinową po audytoryjną. Co ciekawe, znajduje się ona pod poziomem ulic i przez ściany słyszalne jest przejeżdżające metro. 

Trzecia sala, największa, nazywana salą im. Isaaca Sterna, na której skupimy uwagę, mieści aż 2.804 widzów. Jej układ w pewnym zakresie nawiązuje do typowego shoeboxa – z jednej strony znajduje się widownia, a z drugiej scena w specjalnie przeznaczonej „wnęce”. Na widownie składa się płyta główna oraz cztery poziomy balkonów o podkowiastym kształcie.

Sala ma kubaturę około 24.270 m³, co przy wspomnianej wcześniej liczbie miejsc daje współczynnik kubaturowy rzędu 8,7 m/os. Tak jak wspomniałem wcześniej, Tuthill przy projektowaniu opierał się na istniejących europejskich obiektach, więc nie powinny dziwić wymiary sali. Średnia wysokość to około 23,8 m, a długość to 32,9 m. Co prawda długość sali nie jest specjalnie duża, tak odległość od frontu sceny do najdalej zlokalizowanego słuchacza wynosi prawie 45 m, co wyróżnia go na tle innych obiektów tego typu. Szczególne podobieństwo do innych sal widać w przypadku szerokości, która średnio wynosi około 25,9 m. 

Najmniejsza z sal, która pomieści 268 widzów, do użytku została oddana w 1891 roku razem z całym obiektem. (fot. J. Goldberg/Elso)

Zwracając uwagę na wykończenie sali nie sposób nie zauważyć, że w porównaniu do innych obiektów z tego okresu, nie jest ona przesadnie zdobiona. Wręcz przeciwnie, większość ścian, zgodnie z założeniami architekta, jest wykończona tynkiem na gładko – brak tu wielu nierównomierności występujących w innych tego typu obiektach. Wyjątkiem są ściany wokół sceny, zdobione płaskorzeźbami nawiązującymi stylem do klasycyzmu. Ciekawym tematem jest wykonanie podestu sceny, który w historii tego obiektu wpłynął znacząco na akustykę wnętrza, jednak o tym w kolejnej części artykułu. Aktualnie, jest to drewniany parkiet montowany na legarach. Zaokrąglony sufit, jak w całej sali, wykończony jest warstwą 2,5-centymetrowego tynku na metalowej podkonstrukcji.

Przechodząc na widownię, pierwsze co się rzuca w oczy, to morze czerwonych foteli, które obite są gęstym moherem. Na poziomie 0 zgrupowane zostały w trzy wyraźne rzędy. Kolejne siedziska zlokalizowane są na balkonach, których fronty wyróżniają się względem pozostałych powierzchni sali. Łącznie z sufitem są jednym z nielicznych elementów we wnętrzu, które zdobione są rzeźbieniami.

W sali znajdują się również elementy instalowane współcześnie jako wynik analiz akustycznych, o których więcej w dalszej części artykułu.

Akustyka w Carnegie Hall

Jak już wspomniałem wcześniej, projekt wnętrza sali w znaczącym stopniu oparty był na ówczesnych salach koncertowych, o których akustyce krążyły dobre opinie. Tuthill na szczęście nie skopiował innego obiektu, dzięki czemu stworzył zupełnie nowe wnętrze. Jego analiza innych obiektów pozwoliła mu zastosować, świadomie lub nie, pewne rozwiązania poprawne akustycznie. W ten sposób architekt dobrał optymalne wymiary sali, które bardzo pozytywnie wpływają na rozprowadzenie wczesnej energii wśród widowni. Proste wykończenie wnętrza pozwoliło uniknąć wielu problemów związanych na przykład z odpowiednim doborem warstw wykończeniowych, które w efekcie zbyt dużego pochłaniania mogłyby stworzyć problem w zakresie małych częstotliwości, jak to ma miejsce np. w Sydney Opera House.

Na widownie sali im. Isaaca Sterna składa się płyta główna oraz cztery poziomy balkonów o podkowiastym kształcie.

Zaczynając od podstaw i od tego, co nie zostało zmienione względem pierwotnej wersji, bardzo dobrym posunięciem było wymurowanie grubych ścian. Zapewne nie był to zabieg celowy, a wynikający ze sposobu konstrukcji (dla przypomnienia: brak elementów stalowych), który jednak zapewnił bardzo dobrą izolacyjność akustyczną. Dzięki temu poziom tła akustycznego w pomieszczeniu, mimo lokalizacji w centrum olbrzymiego miasta, pozwala realizować szeroką gamę wydarzeń muzycznych.

Ponadto, architekt nie zrobił sufitu sali w formie kopuły, która to ówcześnie była popularnym rozwiązaniem. Dzięki temu uniknął wielu problemów, które występowały na przykład w Royal Albert Hall. Co więcej, wiele przegród oraz powierzchni jest zakrzywionych lub zaokrąglonych, co pozwoliło uniknąć ewentualnie powstającego echa. Ponadto, sufit sceny również jest zaokrąglony, dzięki czemu kieruje więcej energii akustycznej w stronę widowni, jednak nie do końca dobrze dobrany kąt sprawia także kilka problemów. W kilku miejscach na scenie generowany dźwięk był skupiany oraz wielokrotnie odbijany, co sprawiało, że zagranie pojedynczego dźwięku było słyszalne jako podwójne. Na widowni są także miejsca, w których odczuwało się te problemy, ponieważ odbicia kierowane ze sceny nie były odpowiednio rozprowadzone. Objawiało się to tym, że na balkonach dużo głośniej było słychać sekcje instrumentalne lokalizowane na tyłach orkiestry (np. dęte, perkusyjne). Nierównomierne wykończenie ścian na scenie ma duże znaczenie w kilku kwestiach. W efekcie odbicia fali od takich powierzchni dźwięk zostaje rozproszony w przestrzeni sceny, poprawiając warunki odsłuchowe wśród muzyków. Co więcej, słuchacze dobrze oceniają sale koncertowe, w których dźwięk pochodzący ze sceny, a dokładniej od poszczególnych sekcji instrumentalnych, jest „wymieszany”, a takie nierównomierności to zapewniają. Będąc w temacie rozproszenia nie można pominąć roli balkonów, a dokładniej ich rzeźbionych frontów, które rozpraszają pochodzący ze sceny dźwięk, uniemożliwiając mu bezpośredni powrót na scenę.

Trzecia sala, największa, nazywana salą im. Isaaca Sterna, mieści aż 2.804 widzów. (fot. J. Goldberg/Elso)

W latach 1983 – 1986 przeprowadzono generalny remont wnętrz obiektu, w tym głównej sali koncertowej. Efekt prac przyniósł wiele kontrowersji, ponieważ pojawiło się wiele uwag odnośnie akustyki sali. Większość opinii po pierwszych koncertach była negatywna. Słuchacze i muzycy zwracali uwagę, że w brzmieniu brakuje niskich częstotliwości. Ponadto, dokuczliwe stało się słyszalne w kilku miejscach sali echo, szczególnie na scenie.

Prawię dekadę później, w 1995 firma Kirkegaard Associates zajęła się analizą oraz ewentualną naprawą usterek akustycznych powstałych w wyniku remontu. Zlokalizowali oni, że echo powstaje w wyniku odbić od tylnych ścian widowni. W celu zmniejszenia tego efektu zainstalowano na ścianach rozpraszające oraz pochłaniające ustroje akustyczne. Dodatkowo, nad sceną zaprojektowano odpowiednio dobrane ustroje akustyczne, których celem jest likwidacja wspomnianych wcześniej powstających tam niekorzystnych dla muzyków odbić. Od 1986, przez 9 lat zagadką pozostawał brak niskich częstotliwości, który pojawił się po remoncie. Na szczęście firma analizująca akustykę zlokalizowała problem – poprzedni wykonawca zalał przestrzeń pod sceną betonem. W efekcie, scena, która działa dla niskich częstotliwości jak pudło rezonansowe, straciła swoje właściwości. Po tym odkryciu betonowa płyta została zlikwidowana, a właściwości akustyczne sali wróciły do swoich najlepszych czasów.

Duża kubatura, specyficzna, wynikająca z układu balkonów geometria, a także odpowiedni dobór materiałów wykończeniowych w sali wypełnionej widownią kształtują czas pogłosu o średniej wartości T= 1,77 s (125 – 4.000 Hz). Jest to wartość niższa od tych charakteryzujących klasyczne europejskie sale koncertowe, jednak nadal odpowiednia do realizowania wielu orkiestrowych form muzycznych.

Analizując charakterystykę częstotliwościową czasu pogłosu można zauważyć, że demontaż betonowej płyty zapewnił odpowiednie wartości w zakresie małych częstotliwości. Parametr opisujący ciepło brzmienia, czyli stosunek basów, którego optymalne wartości dla sal koncertowych mieszą się w zakresie 1,00 do 1,35 s., wynosi BR = 1,17. Biorąc pod uwagę duże częstotliwości i opisujący je parametr jasności dźwięku, czyli stosunek sopranów, wynosi TR = 0,79, gdzie wartości optymalne mieszczą się w zakresie 0,75 – 1,00 s.

Kolejna pod względem wielkości to Zankel Hall, nazwana od nazwiska małżeństwa filantropów, którzy mieli znaczący wpływ na działalność Carnegie Hall. (fot. J. Goldberg/Elso)

Według wielu osób związanych z branża muzyczną Carnegie Hall jest jedną z najlepszych sal koncertowych na świecie i w czołówce tego typu obiektów w Stanach Zjednoczonych. Lista muzyków grających na scenie Carnegie Hall, związanych zarówno z muzyką poważną, jak i rozrywkową, jest ogromna i nie starczyłoby miejsca w artykule by ich wymienić. Co więcej, zachwyca nie tylko swoją akustyką, ale także historią i wydarzeniami związanymi z historią USA. W budynku odbywały się nie tylko wydarzenia z kręgu kultury, ale także polityki, jak przemowa Martina Luthera Kinga Jr. Wiedząc, że historia lubi zataczać koło i się powtarzać, miejmy nadzieję, że już więcej nikt nie zniszczy znakomitej akustyki sali koncertowej im. Isaaca Sterna w Carnegie Hall.

Na koniec żart związany z tematem artykułu. Zgubiony przechodzień spytał spacerującego po Manhattanie nowojorczyka: „Jak się dostać do Carnegie Hall?”. Ten odpowiedział: „ćwiczyć, ćwiczyć i jeszcze raz ćwiczyć!”.

Materiały graficzne pochodzą z Beranek L.; „Concert Halls and Opera Houses: Music, Acoustics, and Architecture” oraz Carnegie Hall Archives.