Modyfikacje przestrzenne sceny teatru operowego na potrzeby koncertu

2014

3(39)

DOI: 10.5277/arc140307

Anna Sygulska*

Modyfikacje przestrzenne sceny teatru operowego na potrzeby koncertu

Spatial modifications of the stage of the opera house for the needs of a concert

Wprowadzenie

Do adaptowania sceny operowej na potrzeby koncer-

tu stosuje się zabudowę sceny muszlą koncertową. W te-

atrach operowych wykorzystuje się ją, gdy prezento wana

jest wersja koncertowa spektaklu operowego albo podczas

recitalu czy gali operowej, gdy soliści i orkiestra występu-

ją na scenie. Na ilustracji 1 pokazano schema ty cz ny prze-

krój typowej sali operowej i typowej sali kon certo wej.

Scena operowa jest typem sceny pudełkowej, w kształcie

prostopadłościanu, przypomina pudło z wyciętym otwo-

rem, przez który widzowie obserwują akcję sceniczną.

Tworzy odrębną przestrzeń w stosunku do audy torium.

Natomiast estrada sali koncertowej wraz z audy torium

znajdują się w tej samej przestrzeni.

Scena sali operowej nie spełnia wymagań stawianych

salom koncertowym – potrzebne są modyﬁ kacje architek-

toniczne, aby ją przystosować. Wraz z nadsceniem stano-

wi ona bardzo dużą przestrzeń. Kubatura nadscenia w sto-

sunku do kubatury audytorium jest znacznie większa.

Pro por cje nadscenia do audytorium są różne np.: Grand

Theatre de Bordeaux – 2,9; Magyar Állami Operahaz

w Bu dapeszcie – 1,93; Festspielhaus w Bayreuth – 2,8;

Teatr Wielki w Poznaniu – 2,26. Umieszczenie orkies-

try na pus tej scenie dałoby efekt rozproszenia dźwięku

w nad sceniu, mogłoby również wywołać inne niekorzyst-

ne efekty akustyczne, np. echo

. Ponadto optymalne war-

tości parametrów akustycznych dla sal koncertowych są

* Wydział Architektury Politechniki Poznańskiej/Faculty of Ar chi-

tecture, Poznan University of Technology.

Introduction

In order to adapt the opera stage for the needs of

a concert, one applies the orchestra shell. In opera houses,

it is applied either when a concert version of an opera spe-

cta cle is staged or during a recital or an opera gala when

soloists perform on the stage to the accompaniment of the

orchestra. Figure 1 shows the schematic longitudinal sec-

tion of a typical opera house and of a typical concert hall.

The opera stage is the proscenium stage (also known as

the picture frame stage); therefore, it is a stage resembling

a box with a cut-out large opening (the pro sce nium arch),

through which spectators watch stage action. It creates

a space separated from the auditorium, whereas in the con-

cert hall the stage and the auditorium are in the same space.

The stage of the opera house is not suitable for the

needs of a concert; therefore, architectural modiﬁ cations

are required in order to adapt the stage to meet these needs.

The stage of the opera house alongside the ﬂ ytower form

a very huge space. The cubature of the ﬂ ytower is much

bigger by comparison with the cubature of the auditorium.

The ratios of the ﬂ ytower to the auditorium differ, e.g.

Grand Theatre de Bordeaux – 2.9; Magyar Állami Opera-

haz in Budapest – 1.93; Festspielhaus in Bayreuth – 2.8;

Teatr Wielki (Grand Theatre) in Poznań – 2.26. The pla-

ce ment of the or chestra on an empty stage would result

in sound diffusion in the ﬂ ytower. Moreover, the optimal

va lues of acoustic parameters for concert halls differ from

those for opera halls, e.g. the recommended reverberation

time RT for the opera is 1.3–1.6 s, whereas for the concert

it is 1.7–2.1 s. In order to adapt acoustic conditions of the

opera house for the needs of a concert, one encloses the

stage. The en closure joins the stage and the auditorium

76 Anna Sygulska

inne niż dla sal operowych, przykładowo zalecany czas

pogłosu RT dla opery wynosi 1,3–1,6 s, natomiast dla

koncertu 1,7–2,1 s. Aby dostosować warunki akustyczne

opery, wykorzystuje się zabudowę, która łączy przestrzeń

sceny z przestrzenią widowni i tworzy warunki podobne

do występujących w salach koncertowych [1]. Wieża sce-

niczna zostaje odcięta, aby scena wraz z audytorium sta-

nowiła jedną przestrzeń. Zostaje również przykryty kanał

orkiestrowy (il. 2b), dzięki czemu źródło dźwięku w po-

staci osoby śpiewaka lub instrumentów jest przesunięte

bliżej publiczności. Muszla koncertowa jest potrzebna do

zapewnienia dobrych warunków akustycznych dla muzy-

ków na scenie. Wpływa ona także na zmiany parametrów

akustycznych na widowni. Odbicie dźwięku wewnątrz

zabudowy oraz rozproszenie dźwięku od powierzchni jej

ścian sprawia, że dźwięk na widownię dociera wymiesza-

ny i jednolity. Odpowiednio zaprojektowana muszla kon-

certowa musi zatem spełniać wymogi architektoniczne

i akustyczne.

Omawiana problematyka by

ła analizowana przez

wie lu autorów. Przede wszystkim należy tu wymie-

nić pracę Bradleya [3], w której przedstawiono pomia-

ry pa ra metrów akustycznych dla różnych typów zabu-

dowy sceny. Analizowano trzy duże sale, w których

za stosowa no muszle koncertowe o różnej architekturze,

a tak że wyko nano pomiary na widowni dla sceny pustej

i za bu dowanej. Warto również wspomnieć o dwóch pra-

cach, których autorami są Farina, Fausti i Pompoli [1],

[4]. Poru szono w nich problematykę konstrukcji muszli

koncer towej w Teatro Comunale w Cagliari. Fausti i Pro-

di omówili projekt nowej muszli koncertowej w Operze

Romo Valli w Reggio Emilia [5]. Natomiast Orlow-

ski w pracy [6] opisał przystosowanie sali Milton Key-

nes Theatre. W projekcie poza wprowadzeniem muszli

koncertowej został zastosowany ruchomy suﬁ t nad wi-

downią. Z kolei w pracy [7], której autorami są Cocchi,

Garai i Tavernelli, przedstawiono proces projektowania

muszli koncertowej przy użyciu programu komputerowe-

go. Za gadnienia adaptacji sali opero wej na potrzeby kon-

certu prezentują również książki Beranka [8], Egana [9]

i Izenoura [10].

together so as to create conditions similar to those exis-

ting in concert halls [1]. The ﬂ ytower is cut off so that the

stage forms one space alongside the auditorium. Also, the

orchestra pit is covered (Fig. 2b), by means of which the

sound source (a singer or musical instruments) is shifted

towards the audience. The orchestra shell is also needed

to provide good acoustic conditions for musicians on the

stage. More over, it has an inﬂ uence on the change in acous-

tic parameters in the auditorium. The sound re ﬂ ec tion

within the enclosure as well as sound diffusion from the

surface of its walls enable the sound to reach the au dience

well-blended and uniform. A duly designed orchestra

shell has to meet architectural and acoustic requirements.

Il. 2. Przekrój podłużny: a) typowa aranżacja sceny operowej, b) scena zabudowana na potrzeby koncertu (na podstawie [2])

Fig. 2. The longitudinal section: a) a typical arrangement of the opera stage, b) stage enclosed for the needs of a concert (on the basis of [2])

Il. 1. Przykładowy teatr operowy i sala koncertowa

– schemat ukazujący różnice przestrzenne (oprac. autorki)

Fig. 1. An exemplary opera house and a concert hall

– the scheme shows spatial differences (drawn by the author)

Modyfikacje przestrzenne sceny teatru operowego /

Spatial modifications of the stage of the opera house

Wymogi architektoniczne

stawiane muszlom koncertowym

Muszla koncertowa swoją wielkością dostosowana

jest do liczebności muzyków biorących udział w koncer -

cie. Pełen skład osobowy przewiduje udział orkiestry, chó-

ru i solistów. Na ilustracji 3 pokazane są trzy możli we wa-

rianty położenia tylnej ściany muszli w zależnoś ci od typu

produkcji muzycznej (pełen skład osobowy, sama orkiestra

lub recital kilku muzyków). Na ilustracji 4 na przekroju po-

kazano elementy nadscenia i muszli koncertowej

. Nad-

scenie pełni różne funkcje. Znajdują się tam liczne gale-

rie, pomosty, windy, mostki oświetleniowe, a w większych

teatrach otwarte pomieszczenia do przechowywania de-

koracji. Jest to jednak przestrzeń, w której przede wszyst-

kim mieści się scenograﬁ a podwieszona linami do sztankiet

(sztankiety – belki nad sceną do podwieszenia dekoracji).

Sztankiety z podwieszoną dekoracją przemieszczają się od

powierzchni sceny do poziomu stropu technicznego [11].

Muszla koncertowa może być zaprojektowana jako

zwarta zabudowa (Salle Wilfrid Pelletier w Montrealu

i Eastman Theatre w Nowym Jorku) bądź z paneli do-

stawianych do siebie (Opera of the National Arts Centre

w Ottawie i Alberta Jubilee Auditorium w Albercie).

Mu szle koncertowe odcinają nadscenie lub włączają je

w przestrzeń audytorium (il. 5). W przypadku gdy szczeli-

ny w muszli koncertowej łączą wieżę sceniczną z audyto-

rium, usuwa się wiszące tam elementy scenograﬁ i, a prze-

strzeń tę traktuje się jak komorę pogłosową.

Projektując muszlę koncertową, należy wziąć również

pod uwagę styl wnętrza sali teatru operowego. Dob re

roz wiązania zapewniają jedność stylu. Jest to waż ne za -

gad nienie, gdyż wielokrotnie koncerty odbywają się przy

O tym, że w teatrze występuje nadscenie, zwane inaczej sznu rownią

lub wieżą sceniczną, można mówić, gdy sufit nad sceną znajduje się ponad

1,5 m nad sufitem proscenium (proscenium jest to obszar między kurtyną

a kanałem orkiestrowym, natomiast w przypadku przykrycia kanału orkies-

trowego – między kurtyną a widownią). Opty malna wysokość nadscenia to

2,5 do 3,5 wysokości okna sceny powięk szona o wysokość stropu technicz-

nego oraz o przestrzeń dachu z klapa mi dymowymi.

In the literature concerning the issue, Bradley’s [3]

publication plays an important role. The author presents the

investigation of acoustic parameters for different types of

stage enclosures. Three big halls were analyzed, in which

orchestra shells of different architecture were applied. The

measurements in the auditorium were taken for empty and

enclosed stages. Papers [1] and [4] by Fa rina, Fausti and

Pompoli address the issue of the struc ture of the orchestra

shell in Teatro Comunale in Cagliari. The paper by Fausti

and Prodi [5] discusses the design of the new orchestra shell

in Romo Valli Opera House in Reggio Emilia. In pa per

[6], Orlowski presents the adaptation of the Milton Key-

nes Theatre Hall for the needs of a concert. Apart from the

introduction of the concert shell, a movable ceiling above

the auditorium was applied. The paper [7] by Cocchi,

Garai and Tavernelli shows the process of the design of the

concert shell by means of a computer pro gram. Adaptation

issues of the opera house for the needs of a concert are also

shown in books by Beranek [8], Egan [9] and Izenour [10].

Architectural solutions for orchestra shells

The size of the orchestra shell is determined by the nu -

mber of performing musicians. The full set consists of

the orchestra, the choir and soloists. Figure 3 shows three

possible options depending on the type of music production

– the full set, only the orchestra or a recital for a couple

of musicians. The stagehouse section in Figure 4 shows

elements of the ﬂ ytower and of the orchestra shell

. The

ﬂ ytower performs a multitude of functions. There are many

galleries, catwalks, lifts, and light ladders there. However,

ﬁ rst of all it is a space in which scenery, suspended on

It can be assumed that a theatre has a ﬂ ytower (in other words

a stagehouse, known also as a stage tower), when the ceiling above the

stage is more than 1.5 m above the proscenium ceiling (proscenium is

the area between the curtain and the orchestra pit; when the orchestra pit

is covered, it is the area between the curtain and the auditorium). The

optimal height of the ﬂ ytower is from 2.5 to 3.5 of the height of the

proscenium opening enlarged by the height of the ﬂ y loft and by the area

of the roof with smoke dampers.

Il. 4. Przekrój nadscenia ukazujący przykład aranżacji sceny

muszlą koncertową (na podstawie [9])

Fig. 4. The stagehouse section shows an exemplary arrangement

for a stage with an orchestra shell (on the basis of [9])

Il. 3. Rzut ukazujący przykład aranżacji sceny muszlą koncertową

(na podstawie [9])

Fig. 3. The view shows an exemplary arrangement for a stage

with an orchestra shell (on the basis of [9])

78 Anna Sygulska

częściowo zapalonym świetle. Przykładem teatru, gdzie

muszla koncertowa stanowi ścisłe połączenie z au dy torium,

jest Rose Theater at Jazz at Lincoln Cen ter w Nowym

Jorku (proj. Rafael Viñoly Architects, ARTEC acoustics)

(il. 6). Jedność stylu zabudowy kon certo wej z ar chitekturą

widow ni osiągnięto tu po przez konty nuacje balkonów

w zabudowie. Oprócz spek takli operowych w Rose

Theater odbywają się rów nież koncerty muzyki jazzo-

wej, klasycznej, a także przedstawienia baletu i tań ca

współ czesnego. Tak sze roki wachlarz możliwości osiąg-

nię to dzięki adaptacji sceny i audytorium. Na ilustracji 7

lift lines, is attached to battens (a batten is a beam above

the stage to suspend scenery). The battens move from the

surface of the stage to the level of the ﬂ y loft [11].

The orchestra shell may be designed as a solid en-

closure or as a set of panels brought together.

Orchestra shells cut the ﬂ ytower off or they include it

in the auditorium space (Fig. 5). If the slits in the orchestra

shell connect the stage house with the auditorium, pieces

of scenery usually hanging there are removed, and the

whole area is considered as a reverberation chamber.

While designing an orchestra shell, one should also

allow for the style of the interior of an opera house. Good

solutions retain the unity of style with the auditorium. It

is an important issue, as many a time concerts are held by

a partly-lit auditorium. An example of a hall in which the

orchestra shell constitutes an extension of the auditorium

is Rose Theater at Jazz at Lincoln Center, USA (by Rafael

Viñoly Architects, ARTEC acoustics) (Fig. 6). The unity of

style of the enclosure and architecture of auditorium was

achieved by means of the continuation of the balconies in

the enclosure. Beside opera performances, the theatre is not

only used for jazz and classical music concerts, but is also

adapted for the needs of ballet and modern dance. The vast

array of options can be achieved through adaptation of the

stage. Figure 7 describes elements of acoustic adaption. On

the side walls there are acoustic banners and curtains which

can be extended to absorb energy during an ampliﬁ ed music

performance. The ﬁ xed acoustic “eyebrow” (in front of

the proscenium arch) reﬂ ects sound energy to the audience

area (No. 2). The loudspeaker array cluster provides sound

Il. 5. Przekrój przez salę

z muszlą koncertową odcinającą

nadscenie i z muszlą koncertową,

która włącza nadscenie

w przes trzeń audytorium

(na podstawie [9])

Fig. 5. The longitudinal section

across the hall with an orchestra

shell cutting off the flytower

and with the orchestra shell

which includes the flytower

into the area of the auditorium

(on the basis of [9])

Il. 6. Rose Theater at Jazz at Lincoln Center w Nowym Jorku

(przedruk za zgodą Artec Consultants Inc, New York, USA)

Fig. 6. Rose Theater at Jazz at Lincoln Center in New York

(reprinted with permission of Artec Consultants Inc, New York, USA)

Modyfikacje przestrzenne sceny teatru operowego /

Spatial modifications of the stage of the opera house

opisane są elementy służące do adaptacji akustycznej.

Na bocznych ścianach znajdują się mobilne kurtyny

akustyczne, które po rozwinięciu służą do pochłania nia

dźwięku podczas koncertów z nagłośnieniem (na il. 7 oz-

na czone jako 1). Ekran akustyczny w obszarze pro sce nium

odbija dźwięk ze sceny i kieruje na widownię (2). Głośni-

ki dla produkcji muzycznych wymagających nagłośnie nia

znajdują się również w obszarze proscenium (3). Wieża

jest zapleczem technicznym na potrzeby przedstawień

scenicznych (4). Ruchome ekrany akus tyczne nad sceną

służą do odcięcia wieży scenicznej pod czas koncertu (5).

Ekrany akustyczne w pozycji zło żonej pokazano jako 6.

Zabudowa sceny tworząca ro dzaj muszli koncertowej

składa się z 11 paneli, które w sumie zapewniają miejsca

siedzące dla 124 osób (7). W obrębie audytorium znajdu-

ją się windy gwarantujące wielofunkcyjność sali (8 i 9).

Za budowa w postaci ru chomych paneli umożliwia róż-

ne rozwiązania. Można je obracać, żeby zapewnić doda -

t kowe miejsca siedzące na scenie lub dookoła niej, albo

odwrócić, aby zapewnić powierzchnię odbijającą dźwięk.

Jest to rodzaj zabudowy sceny, który różni się od ty po wej

muszli koncertowej ze względu na to, że w spo sób aktywny

wykorzystuje się przestrzeń sceny poza pa ne la mi. Dzięki

możliwoś ciom aranżacyjnym, jakie stwa rza ją panele, można

dostosować sposób dostarczania wcze snej i późnej energii

reinforcement during non-acoustic performances. Acoustic

ceilings shown in stored position are shown in No. 6. The

enclosure consists of 11 concert towers which provide seating

for 124 people (No. 7). The lifts in the auditorium enable

multifunctionality of the hall (No. 8 and 9). The enclosure

in the form of movable to wers promotes application of

different solutions. The to wers can be turned to provide

additional seating on or around the stage, or can be reversed

to provide a reﬂ ective surface. This is an enclosure rather

than a shell because the space over the towers is used as part

of the active acoustic volume. The towers can be arranged

and adjusted so that early energy and late e

nergy can be

reﬂ ected back to reach the musicians and the audience, the

result of which is a more balanced and homogeneous sound.

Thus, in com parison with an enclosed orchestra shell, the

movable ele ments of a concert enclosure offer considerable

ﬂ exibility as far as stage acoustics are concerned.

Acoustic requirements for orchestra shells

The purpose of orchestra shells is to enable the audito-

rium to achieve acoustic conditions required for a concert.

To meet acoustic requirements, it is vital to pay special

attention to the material used for the construction of the

orchestra shell as well as the structure of the material.

Il. 7. Przekrój Rose Theater

at Jazz at Lincoln Center wraz

z opisem przyjętych rozwiązań

(przedruk za zgodą Artec

Consultants Inc, New York, USA)

Fig. 7. The longitudinal section

of the Rose Theater at Jazz

at Lincoln Center

along with the description

of the adapted solutions

(reprinted with permission

of Artec Consultants Inc,

New York, USA)

1. mobilne kurtyny akustyczne/acoustic banners and curtains

2. ekran akustyczny w obszarze proscenium/fixed acoustic “eyebrow”

3. głośniki/loudspeaker array cluster

4. wieża sceniczna/stage tower and flyloft

5. ruchome ekrany akustyczne nad sceną/retractable acoustic ceiling

6. ekrany akustyczne w pozycji złożonej/acoustic ceilings shown in stored position

7. panele/concert towers

8. winda/forestage lift

9. winda/house sound mix lift

80 Anna Sygulska

tak, by dotarła do muzyków i do audytorium. W rezultacie

uzyskiwany jest bardziej wy rów nany i jed no lity dźwięk.

Przedstawiony system w po równaniu z ty pową muszlą

koncertową zapewnia więk szą elastyczność aranżacji sceny.

Wymogi akustyczne stawiane muszlom koncertowym

Zabudowa sceny muszlą koncertową ma doprowadzić

do osiągnięcia na widowni warunków akustycznych odpo-

wiednich dla koncertu. Aby spełnić wymogi akustyczne,

należy zwrócić uwagę na materiał używany do konstrukcji

zabudowy sceny, jak również na jego strukturę.

Materiał użyty do konstrukcji

Muszla koncertowa powinna być zbudowana z ma -

syw nych paneli. Z danych zamieszczonych w lite ra -

turze przedmiotu wynika, że pozytywny efekt akus tyczny

zostanie osiągnięty, kiedy masa jednostkowa sto sowanych

elementów wyniesie od 5 do 10 kg/m

. W ba daniach opi -

sanych w pracy [3] muszle koncertowe peł niły fun kcję

wzmacniającą dźwięk przy masie około 8 kg/m

. Z prze-

prowadzonych przez autorkę badań w Teatrze Wiel kim

w Poznaniu wynika, że lekka zabudowa sceny nie powoduje

wzmocnienia dźwięku na widowni [12]. Pro wadzone

pomiary miały na celu określenie parametrów akustycznych,

takich jak czas pogłosu i poziom ciśnienia akustycznego na

widowni. W celu poznania wpływu mu szli koncertowej na

akus tykę widowni ocenie poddano dwa przypadki: scenę

pustą i scenę z muszlą koncertową

. Dla sceny z muszlą

koncertową średni poziom dźwięku na widowni zmalał

o mniej więcej 2,2 dB. Powodem tego są materiały użyte do

konstrukcji zabudowy w po staci cienkiej sklejki o grubości

3 mm. Również duża ilość wiszących tkanin za zabudową

powoduje sil ne po chłanianie dźwięku. Przy użyciu pro-

gramu kom pu te rowego RAY MODEL przeanalizowano

także zabudowę sceny muszlą kon certową w projekcie

Opery Kameralnej w Kaliszu [13]. Z badań tych wynika,

że po zastosowaniu muszli kon certowej nastąpiła znaczna

poprawa warunków akus tycznych na widowni. W analizach

numerycznych przy jęta zabudowa była masywna i szczelna,

tak więc na stąpił wzrost poziomu dźwięku na widowni, który

wy niósł od 4 do 6 dB w zależności od punktu pomiarowego

[12]. Czasami, aby uzyskać dobre wymieszanie dźwię ku

pomiędzy różnymi sekcjami orkiestry, stosuje się ma teriały

lekko pochłaniające dźwięk przy sekcji in stru mentów

blaszanych i perkusji. Takie rozwiązanie za sto sowano np.

w Academy of Music w Filadelﬁ i, gdzie za sekcją in stru-

mentów dętych blaszanych umieszczono płótno zamiast

masywnej przegrody [8].

Struktura materiału

Równowaga akustyczna (balance), wymieszanie dźwię -

(blend) i zespołowość (ensamble) są istotnymi pa -

Badania wykonano metodą szumu przerywanego w sześciu pas-

mach oktawowych. Do pomiarów wykorzystano analizator dźwięku

Svan 912 AE.

Material used for construction

An orchestra shell should be built of massive panels.

The literature analyses show that a positive acoustic effect

will be attained when unit mass of the used elements

will be within the scope of 5 to 10 kg/m

. In the research

presented in paper [3], orchestra shells performed the

function of reinforcing sound with mass of about 8 kg/m

The research conducted by the author in the Teatr Wielki

in Poznań shows that a lightweight stage en closure does

not reinforce sound in the auditorium [12]. The aim of

the investigation was to determine acoustic parameters

such as reverberation time and sound pressure level in

the auditorium. To examine the inﬂ uence of the con -

cert shell on the acoustics in the auditorium, two ca ses

were analyzed: an empty stage and a stage with a con-

cert shell

. The average sound pressure level in the au-

di torium diminished by about 2.2 dB. The reason for

this is the materials used to put up the enclosure, which

is 3 mm-thick plywood. Also, a huge number of hanging

fabrics behind the enclosure causes considerable sound

absorption. Additionally, the enclosure of the stage with an

orchestra shell in the design of Chamber Opera in Kalisz

was analyzed with the RAY MODEL computer program

[13]. The computer analyses show that after applying the

orchestra shell there was a huge improvement in acoustic

conditions in the auditorium. In numerical analyses, the

adopted enclosure was massive and tight. This resulted in

the increase of sound level in the auditorium, which was

from about 4 to 6 dB depending on the measuring point

in the auditorium [12]. Occasionally, to attain good sound

blend of different orchestra sections, materials slightly

absorbing sound are applied; the materials are placed by

the sections of brass and percussion instruments. Such

solution has been applied in the Academy of Music in

Philadelphia, where canvas has been applied in lieu of

a massive partition behind the section of brass wind in-

struments [8].

Structure of the material

The acoustic balance, sound blend, and ensemble are

substantial parameters for the stage design. Good acoustic

balance means that none of the groups of instruments

is dominant. Proper sound blend means that particular

instrument sections sound consistent, whereas ensemble

means good mutual hearing between all the sections of

the orchestra. Many factors have a crucial impact on the

parameters, e.g. location of the orchestra, proportions

of the stage, solutions for the walls and the ceiling as

well as structure of the material. Orchestra shells often

are designed so that the surface of the enclosure diffuses

sound. The effect of sound diffusion is attained by sur-

face texture, just like in the Eastmann Theater in New

York (architectural elements such as pilasters, cornices,

The investigations were carried out by means of interrupted noise

method in six octave bands. Sound Level Meter Svan 912 AE was used

for measurements.

Modyfikacje przestrzenne sceny teatru operowego /

Spatial modifications of the stage of the opera house

ra me trami dla projektowanej sceny. Dobra równowaga

aku styczna oznacza, że żadna z grup instrumentów nie

dominuje nad pozostałymi. Odpowiednie wymieszanie

dźwięku oznacza, że poszczególne sekcje instrumentów

brzmią spójnie. Natomiast zespołowość to dobra wzajemna

słyszalność pomiędzy poszczególnymi sekcjami or kie s-

try. Na parametry te decydujący wpływ ma wiele czyn-

ni ków, np. rozmieszczenie orkiestry, proporcje sceny,

roz wiązanie suﬁ tu i ścian, a także struktura materiału

uży tego do konstrukcji zabudowy. Muszle koncertowe

częs to projektowane są tak, aby powierzchnia zabudowy

roz praszała dźwięk. Efekt rozproszenia dźwięku uzy skuje

się poprzez rozrzeźbienie ścian i suﬁ tu muszli. Tego typu

rozwiązanie zastosowano w Eastmann Theater w No -

wym Jorku, gdzie zaprojektowano takie elementy ar-

chi tektoniczne, jak pilastry, gzymsy, boniowanie. Wy-

korzystuje się też inne zabiegi architektoniczne, między

innymi naprzemienne ułożenie materiałów o różnych włas -

nościach akustycznych (np. Teatro Comunale w Ca gliari),

panele z elementami w kształcie piramidek (Re cital Hall,

Wilfrid Laurier University w Ontario), ruszt z drewnianych

listewek (Opera Romo Valli w Reggio Emi lia) i inne. Ze

względu na akustykę ważne jest również rozwiązanie

obszaru proscenium. Jako przedłużenie sufitu muszli

koncertowej często montuje się tam ekrany. Mają one za

zadanie wzmacnianie dźwięku instrumentów smycz ko-

wych i tym samym niedopuszczenie do za głu szania ich

przez instrumenty znajdujące się w głębi sce ny, których

dźwięk jest wzmacniany przez tylną ścianę muszli [8].

Czas pogłosu

Pogłosowość pomieszczenia jest określana ilościowo

przez czas pogłosu. Jest to podstawowy parametr służą-

cy do opisania własności akustycznych pomieszczenia.

Czas pogłosu RT (reverberation time) jest to czas, po któ-

rym poziom natężenia dźwięku zmaleje o 60 dB po wyłą-

czeniu ciągłego źródła dźwięku. Oznacza się go na pod-

stawie krzywej zaniku dźwięku. Czas pogłosu można też

obliczyć teoretycznie w sposób przybliżony na podstawie

znajomości współczynników pochłaniania dźwięku mate-

riałów, z których wykonane jest wnętrze pomieszczenia.

Ma tutaj zastosowanie wzór Sabine’a (1):

(1)

gdzie:

RT – czas pogłosu [s],

V – objętość pomieszczenia [m

A = Sα

– całkowita chłonność akustyczna [m

]

S –

pole powierzchni wewnętrznej pomieszczenia [m

]

– średni współczynnik pochłaniania dźwięku

Z powyższego wzoru wynika, że na czas pogłosu ma

wpływ kubatura i użyte materiały wykończeniowe. Czas po-

głosu jest wprost proporcjonalny do kubatury, czyli im więk-

sza objętość, tym dłuższy czas pogłosu. Natomiast wpływ

materiałów związany jest ze współczynnikiem α. Współ-

czynnik pochłaniania dźwięku α jest używany do oceny

stopnia pochłaniania dźwięku przez materiał. Całkowite po-

chłonięcie dźwięku oznaczone jest przez α = 1, natomiast

rustication). Also, other architectural solutions are applied,

such as the alternate use of materials of different acoustic

features, like in Teatro Comunale in Cagliari; panels with

pyramid-shaped elements in Recital Hall, Wilfrid Laurier

University in Ontario, a grid of wooden slats in the Romo

Valli Opera House in Regio Emilia and others. For the

sake of good acoustics, a solution to the issue of the pro-

sce nium area is also important. Thus, acoustic screens

are often placed there as the extension of the ceiling of

the orchestra shell. The acoustic screens are to reinforce

sound of string instruments and to prevent them from

being drowned out by instruments located more deeply

into the stage, whose sound is reinforced by the back wall

of the orchestra shell [8].

Reverberation time

Reverberation is described quantitatively by reverber-

ation time. This is a basic parameter used to determine

acoustic properties of the interior. Reverberation time

(RT) is a measure of the rate of decay of sound. It is de-

ﬁ ned as the time in seconds required for sound intensity in

a room to drop 60 dB from its original level [6].

Sabine’s equation is applied here (1):

(1)

where:

RT – reverberation time [s]

V – volume of room [m³]

A = Sα – total absorption of room [m

]

S – surface area [m²]

α – mean absorption coefﬁ cient

The above equation indicates that cubature and applied

ﬁ nishing materials inﬂ uence reverberation time. Rever-

beration time is proportional to cubature, i.e. the bigger

cubature, the longer reverberation time. The inﬂ uence of

applied materials is connected with α coefﬁ cient. Absorp-

tion coefﬁ cients are used to rate material’s effectiveness

in absorbing sound. A perfect sound absorber will absorb

100% of incident sound; thus, α is 1.0. A perfectly reﬂ ect-

ing surface would have α of 0.0. The absorption coefﬁ -

cient of a material varies with frequency. Coefﬁ cients are

typically published at the six standard frequencies of 125;

250; 500; 1000; 2000; and 4000 Hz [14].

The required reverberation time of a particular interior

depends on its function. The greater participation of

speech, the lower reverberation time the room should

have. As it was mentioned before, required reverberation

time for a concert is longer than for an opera. After

enclosing the stage with the orchestra shell, it often

happens that reverberation time is too short. In order to

lengthen reverberation time, different solutions are

applied. One of these is connecting the orchestra shell to

the stage house. What is attained in such a case is a kind

of reverberation chamber. The condition that must be met

in order to use the ﬂ ytower as the reverberation chamber

is to remove sound absorbing materials situated there,

such as pieces of scenery. In opera halls or multi-pur-

pose halls used intensely for a variety of functions, there

RT =

0,161V

RT =

0.161V

82 Anna Sygulska

całkowite odbicie przez α = 0. Wartość współczynnika po-

chłaniania zależy od częstotliwości dźwięku i jest typowo

podawana dla sześciu pasm oktawowych, które wynoszą od-

powiednio: 125; 250; 500; 1000; 2000 i 4000 Hz [14].

Wymagany czas pogłosu pomieszczenia zależy od jego

funkcji. Im większy udział mowy, tym mniejszy pogłos

powinno mieć pomieszczenie. Jak wcześniej wspomnia-

no, wymagany czas pogłosu dla koncertu jest większy niż

dla opery. Po zabudowaniu sceny muszlą koncertową zda-

rza się, że czas pogłosu jest za krótki. W celu zwiększe-

nia czasu pogłosu stosuje się różne rozwiązania. Jedną

z możliwości jest połączenie muszli koncertowej z wieżą

sceniczną – tworzy się wtedy rodzaj komory pogłosowej.

Warunkiem wykorzystania nadscenia jako komory pogło-

sowej jest usunięcie znajdujących się tam materiałów po-

chłaniających dźwięk, takich jak elementy scenograﬁ i.

W salach operowych lub wielofunkcyjnych wykorzys -

tywanych intensywnie dla różnych funkcji może się jed-

nak zdarzyć sytuacja, gdy ze względów organizacyjnych

niemo

żliwe będzie usunięcie scenograﬁ i z nad scenia.

Wtedy przestrzeń wieży scenicznej zamiast zwięk-

szać czas pogło su będzie dźwięk po chła niać. Rozwiąza-

niem tego proble mu może być tzw. shaper wraz z ekra-

nami akustyczny mi [15]. Jest to jakby drugi suﬁ t, któ ry

zo staje opuszczo ny, aby odciąć część wieży scenicz nej

(il. 8). Również scenograﬁ a wisząca w nadsce niu znajdu-

je się ponad shaperem. Do konstrukcji użyto masywnych

materiałów, w któ rych umieszczono również oświetlenie.

Zamontowanie shapera zajmuje około go dziny. Shaper

zastosowano między innymi w Bass Hall w Fort Worth

w Teksasie.

Farina, Fausti i Pompoli w swojej pracy [1] zalecają

usunięcie znajdujących się na widowni materiałów po-

chłaniających dźwięk, aby uzyskać wartości czasu po-

głosu od powiednie dla koncertu. W salach wielofunkcyj-

nych o regulowanej akustyce sytuacja jest prostsza, gdyż

audytorium ma przewidzianą możliwość regulacji czasu

pogłosu widowni. Widoczne jest zatem, że nie można roz-

patrywać akustyki muszli koncertowej w oderwaniu od

audytorium.

Wnioski

Adaptacja sceny na potrzeby koncertu jest niezbędna,

ponieważ koncert ma inne wymagania przestrzenne

i akustyczne niż przedstawienie operowe. Dobra adapta -

cja wymaga wielu zabiegów mających na celu odpo-

wiednie zaprojektowanie muszli koncertowej. Istotne jest

zarówno dostosowanie jej do architektury audytorium,

jak i wykonanie projektu zgodnego z wymaganiami

akustycznymi. Przede wszystkim muszla koncertowa

powinna mieć masywną konstrukcję, ponieważ zapewnia

to wzmocnienie dźwięku. Równie istotne jest, aby struktura

materiału, z którego zbudowana jest muszla, zapewniała

rozproszenie dźwięku. Kolejny wymóg stanowi za pew -

nienie odpowiedniego czasu pogłosu. W teatrach ope -

rowych czas pogłosu jest za krótki, należy zatem zwięk-

szyć pogłosowość wnętrza. Analizy wykazały, że możliwe

są różnorakie rozwiązania muszli koncertowych, które

spełniają akustyczne i architektoniczne wymagania.

may be a situation when, due to organizational issues, it

will be impossible to remove scenery from the ﬂ ytower.

In such a case, the space of the stage house will absorb

sound instead of lengthening reverberation time. In order

to apply single acoustic screens above each instrument

section as well as to eliminate the absorbing area, one

applies the so-called “shaper” [15]. This is as a kind of

se cond ceiling, which is moved down so as to cut off

a part of the stage house (Fig. 8). Also, scenery hanging

in the ﬂ ytower is situated above the “shaper”. For its

con struction massive materials were used in which also

lighting was placed. Installing the “shaper” takes one

hour or so. The “shaper” was installed inter alia in Bass

Hall in Fort Worth in Texas.

In paper [1], Farina, Fausti and Pompoli advise on

how to attain reverberation time values recommended

for the concert by removing sound absorbing materials

in the auditorium. This is much simpler in multi-purpose

houses with adjustable acoustics, as the auditorium is

architecturally adapted to regulate reverberation time

of the auditorium area. Therefore, acoustics of the or-

chestra shell cannot be considered in isolation from the

auditorium.

Conclusions

Adaptation of the stage for the needs of a concert is nec-

essary as spatial and acoustic requirements for a concert dif-

fer from those for an opera performance. An expert adapta-

tion involves a series of steps in order to properly design

a concert shell whose congruence with the architecture of

the auditorium is as important as the acoustic requirements.

In the ﬁ rst place, the concert shell should have a solid con-

struction since this quality ensures sound reinforcement.

Next, the structure of the material should ensure sound

dif

fusion, and appropriate reverberation time should be

con sidered, too, because it is, as a rule, too short in opera

houses. Therefore, the reverberation time of the interior

must be increased. Analyses show that actually various con -

cert shells can meet acoustic and architectural conditions.

Translated by

Kamila Korus

Il. 8. Ilustracja idei shapera (oprac. autorki)

Fig. 8. The illustration of the idea of the shaper (drawn by the author)

Modyfikacje przestrzenne sceny teatru operowego /

Spatial modifications of the stage of the opera house

Bibliografia /References

[1] Farina A., Fausti P., Pompoli R., The acoustical shell of the “Nuovo

Teatro Comunale” in Cagliari, [w:] Proceedings of the 15

Inter-

national Congress on Acoustics, Trondheim, Norway, 26–30 June,

1995, Vol. 2, 449–452.

[2] Design guide: music and drama centers, Department of Defense

USA, UFC 4-740-08AN, 1 March 2005.

[3] Bradley J.S., Some effects of orchestra shell, „Journal of the

Acoustical Society of America” 1996, 100(2), 889–898.

[4] Pompoli R., Farina A., Fausti P., The acoustics of the „Nuovo

Teatro Comunale” in Cagliari, [w:] Proceeding of the 1995 In-

ter national Auditoria Conference „Opera and Concert Hall

Acoustics”, London Gatwick 10–12 Feb. 1995, http://pcfarina.eng.

unipr.it/Public/Papers/062-IOA95 [accessed: 29.08.2014].

[5] Fausti P., Prodi N., On the testing of renovations inside histori-

cal ope ra houses, „Journal of Sound and Vibration” 2002, 258(3),

563–575.

[6] Orlowski R., Multi-purpose halls and variable acoustics, „Inter-

national Congress Forum Acusticum Sevilla 2002, Sevilla, Spain,

September 16–20, 2002”, http://webistem.com/acoustics2008/

acoustics2008/cd1/data/fa2002-sevilla/forumacusticum/archivos/

rba02010.pdf [accessed: 29.08.2014].

[7] Cocchi A., Garai M., Tavernelli C., Boxes and sound quality in

an Italian opera house, „Journal of Sound and Vibration” 2000,

232(1), 171–191.

[8] Beranek L.L., Music, acoustics and architecture, John Wiley and

Sons, New York–London 1962.

[9] Egan M.D., Architectural acoustics, McGraw-Hill, New York 1988.

[10] Izenour G.C., Theater design, Yale University Press, New Heaven

1996.

[11] Wojciechowski M., Projektowanie w zakresie techniki i technologii

teatralnej, wykład 21 maja 2002 w siedzibie Opery Krakowskiej.

[12] Sygulska A., The adaptation of the stage in opera house for

concert, [w:] 58

Open Seminar on Acoustics, 13–16 September

2011, Gdańsk–Jurata, Polskie Towarzystwo Akustyczne Oddział

Gdański, German Acoustical Society DEGA, Gdańsk–Jurata, 2011,

T. 2, 297–308.

[13] Kulowski A., Algorithmic representation of the ray tracing tech-

nique, „Applied Acoustics” 1985, 18, 449–469.

[14] Everest F.A., Pohlmann K.C., Master handbook of acoustics,

ed., McGraw Hill, USA 2009.

[15] Jaffe J.C., Innovative approaches to the design of symphony halls,

„Acoustical Science and Technology” 2005, 26, 2, 240–243.

Streszczenie

Teatr operowy jako przestrzeń kulturalna i muzyczna jest wpisany w strukturę przestrzenną miasta. W obrębie swojej struktury architektonicznej

podlega modyﬁ kacjom. W pracy podjęto problematykę przystosowania sceny operowej na potrzeby koncertu. Adaptacja sceny jest niezbędna, gdyż

przedstawienie operowe stawia inne wymagania przestrzenne i akustyczne niż koncert. Wraz ze zmianami przestrzennymi w obrębie sceny następu-

ją zmiany własności akustycznych na widowni. Na podstawie konkretnych realizacji przedstawiono różne typy muszli koncertowych oraz wskaza-

no powiązania pomiędzy architekturą muszli koncertowej a akustyką. Dodatkowo przedstawiono wnioski z symulacji komputerowych dla obiektu

projektowanego i z badań doświadczalnych w obiekcie rzeczywistym. Analizy wskazują, że jest to istotne zagadnienie architektoniczne, albowiem

brak wiedzy o wymaganiach architektoniczno-akustycznych dla projektowanych muszli koncertowych skutkuje tym, że konstrukcja ta nie spełnia

swojej funkcji.

Słowa kluczowe: muszle koncertowe, teatr operowy, scena operowa, koncert

Abstract

The opera house as a cultural and musical area writes itself well into the spatial structure of the city. Within its own architectural structure, it is subject

to modiﬁ cations. The following paper addresses the issue of adapting the opera stage for the needs of a concert. Adaptation of the stage is necessary as

the opera performance has different spatial and acoustic requirements from those of the concert. Alongside spatial changes within the stage, acoustic

properties in the auditorium change. On the basis of concrete realizations, different types of orchestra shells have been shown and connections

between orchestra shell architecture and acoustics have been pointed out. In addition, conclusions of computer simulations for an object whose design

is under way, and conclusions of investigation in an actual object have been presented here. The analyses point out that it is a crucial architectural

issue. Lack of knowledge of architectural-acoustic requirements for orchestra shells results in constructions not performing their function.

Key words: orchestra shells, opera house, opera stage, concert

Katedra we Fromborku,

dekoracja ściany kruchty zachodniej

(fot. E. Łużyniecka)

The cathedral in Frombork,

wall decoration of the west vestibule

(photo by E. Łużyniecka)

Modyfikacje przestrzenne sceny teatru operowego na potrzeby koncertu

Anna Sygulska

doi:10.5277/arc140307

Streszczenie