TECHNIKOS MOKSLAI

Akustika balsui ir muzikai

Tęsiame pokalbį su Vilniaus Gedimino technikos universiteto, Architektūros fakulteto, Pastatų konstrukcijų katedros habil. dr. Vytautu Jonu Stauskiu.
Pabaiga. Pradžia Nr. 5

Kalbėjosi Gediminas Zemlickas

ML. Būtų įdomu išgirsti Jūsų, kaip mokslininko, vieną kitą kūrybinės biografijos faktą.

V. J. Stauskis. 1973 m. Maskvoje baigiau aspirantūrą ir po metų apsigyniau tuometinę mokslų kandidato disertaciją iš statybinės akustikos. Mano profesija - inžinierius statybininkas, baigiau KPI (dabar KTU) Statybos fakultetą.

Man grįžus iškilo Vilniaus operos teatro salių akustikos problema. Tuo metu šiuos reikalus nagrinėjo Maskvos statybinės fizikos institutas, o kai buvo blogai, tai visas vargas mums teko. Ėjo 1983-ieji, didelės patirties dar stigo, beje, kaip ir aparatūros, kompiuterių.

ML. Ar ne maskviečiai buvo pasiūlę montuoti teatro salėje atitinkamo skersmens vamzdelius?

V. J. Stauskis. Prie portalinių sienų ir lubose tie vamzdeliai buvo sumontuoti. Deja, salėje stovėjo labai minkštos kėdės. Man reikėjo rasti atsakymą į labai sudėtingą klausimą: ar pradėti nuo grindų plokštumos, keičiant kėdes, o gal keisti lubų plokštumas ir nuimti vamzdelius? Mat, vamzdeliai suardo garso spindžių struktūrą, tarp jų ir atspindinčios plokštumos yra skirtingi oro tarpai, skirtingi aukščiai. Jie suardo struktūrą ir šiek tiek absorbuoja garso energijos. Tad nutariau pradėti nuo vamzdelių. Darėme kitas lubas, portalines sienas, bet neužteko pinigų pakeisti kėdes. Būtinai reikia pridengti orkestro duobę, kadangi orkestras labai garsiai groja - užgožiamas solistas. Deja, ligi šiol tai nebuvo padaryta. Žemiau portalų buvo užleistas arlekinas (tai medžiaginė uždanga, kuri spektaklio metu žemiau portalo nuleidžiama apie 1,5 m). Arlekinas reikalingas tam, kad priekinėse eilėse sėdintis žiūrovas nematytų pakeltų dekoracijų. O jų aukščiau pakelti negalima, kadangi bene 6 m per žemas scenos aukštis. Todėl teatralai tas dekoracijas ir pridengia arlekinu. Solistui ir chorui, esantiems scenos gilumoje, tai trukdo, jų balsas blokuojamas. O turėtų atsispindėti nuo lubų plokštumos ir pasiekti klausytojus.

Buvo ir daugiau sunkumų. Gaila, daugelis siūlymų nebuvo įdiegti. Nors kai kas buvo ir pradėta daryti. Baldų projektavimo biure buvo užsakytos naujos kėdės, bet įvykus permainoms pristigta lėšų. Neseniai teko kalbėtis su direktoriaus pavaduotoju: teatro vadovai supranta, kad akustikos reikalai prasti.

ML. Grįžkime prie Jūsų mokslinių siekių. Kaip toliau klostėsi Jūsų kūrybinė biografija?

V. J. Stauskis. Dirbau tuometiniame VISI (dabar Vilniaus Gedimino technikos universitetas) Architektūros fakulteto Pastatų konstrukcijų katedroje. Iki šiol tebedirbu. Darbas labai patinka, nes įdomus, daugybė erdvinės akustikos problemų. Tai ne konstrukcijų akustika garsui įveikus pertvarą. Aišku, smarkiai pasistūmėjau į priekį, kai atsirado personaliniai kompiuteriai. Mat, geriausio pasaulinio lygio aparatūros įsigyti neįstengiame, o be aparatūros akustikoje nieko nepadarysi. Todėl kompiuterizuojant tyrimus teko pasitelkti Matematikos ir informatikos instituto mokslininkus, Vilniaus universiteto fizikus. Šiuo metu turime sukūrę puikią sistemą, kurios dėka galime atlikti skaičiavimus tiek realioje salėje, tiek sukūrę salės modelį.

ML. Kokios Jūsų paminėtos grupės galimybės?

V. J. Stauskis. Grupelė nedidelė, bet specialistai labai geri. Programuotojas - dr. Kęstutis Juškevičius, dirba ir akad. prof. Laimučio Telksnio grupės darbuotojai, turime ir fizikinės akustikos specialistą dr. Vytautą Kunigėlį.

ML. Ar pakanka užsakymų?

V. J. Stauskis. Šiuo metu visai neturime. Visus darbus finansuojame iš savo atlyginimo. Daug padeda rektorius prof. E. K. Zavadskas bei mokslo prorektorius prof. A. Staškevičius, bet programas kurti tenka iš savų lėšų.

ML. Ar bendradarbiaujate su “Termoizoliacijos” institutu, kuriame taip pat atliekami akustinio pobūdžio medžiagų ir gaminių tyrimai?

V. J. Stauskis. “Termoizoliacijos” institute atliekami kito pobūdžio darbai - garso izoliacijos normų, standartų išlaikymo darbai. Tiriamos medžiagų, jų absorbcijos charakteristikos. Institute yra reverberacinė kamera, atitinkanti tarptautinius standartus. Su institutu bendradarbiaujame, bet mūsų sistemos skirtingos: mes tiriame architektūrinę salių akustiką, o institutas - daugiau garso izoliacijos, kovos su triukšmu problemas.

ML. Kaip atrodo Jūsų naudojami architektūrinių objektų akustikos tyrimo modeliai? Tai kompiuteriniai modeliai?

V. J. Stauskis. Panašų klausimą buvau gavęs per disertacijos gynimą: kaip modeliuojama salė? Sakiau, kad turiu Filharmonijos Mažosios salės bei Radijo ir televizijos Didžiosios simfoninio orkestro įrašų studijos salės (34 x 22 m) modelį. Modeliavimo mastelis 1: 25, t.y. modelis 25 kartus mažesnis. Vadinasi, 1,6 m ilgio modelis. Tiek pat kartų, t. y. 25 kartus turi padidėti ir dažnių diapazonas. Jei viršutinė riba, kurios reikalaujame, yra 4 kHz, tai čia turi būti 100 kHz. Turime analogo kodo keitiklį gaminti - tą ir padarėme vieni pirmųjų 1991 metais. Ultragarsinį signalą įrašome, paverčiame skaičiais, įsirašome į kompiuterį ir paskui analizuojame. 1996 m. iš Paryžiaus universiteto atvykusiai kolegei mūsų modelis patiko. Taip pat ir mūsų pagamintas kibirkštinis šaltinis, duodantis specialios trukmės ir spektro impulsą.

Tų modelių kūrimo metodika nėra nauja, pasaulyje taip daug dirbama, bet reikia laikytis ir tam tikrų reikalavimų. Mačiau labai puikų modelį, sudarytą Leipcigo Gewandhaus salei - apie 1800 vietų ir skirta tik simfoniniam orkestrui. Buvo padaryti 3 ar 4 akustikos modeliai, ir tik kai buvo apsispręsta, kokia būtų geriausia salės forma, aukštis ir pan., šį projektą pradėjo kurti architektai. Įspūdingų akustinių charakteristikų statinys. Pavyzdys, ką duoda fizinis modeliavimas. Kai bendradarbiauja architektas ir akustikas, rezultatai būna geri.

Kompiuterinis modeliavimas niekad neduos tokių puikių rezultatų, kokius gali teikti fizinis modeliavimas.

ML. Ar taikote abi šias modeliavimo rūšis: fizinio ir kompiuterinio modeliavimo?

V. J. Stauskis. Kompiuterinio modelio mes neturime. Tiesa, mėginome kurti programą, gavome Valstybinio mokslo ir studijų fondo finansavimą, bet laikas buvo per trumpas, o uždavinys pernelyg sudėtingas, kad per metus laiko būtų atliktas.

ML. Gedimino technikos universitete rengiami statybos inžinieriai, architektai. Ar jie pasirengę suvokti, priimti ir pasinaudoti akustikos specialistų paslaugomis?

V. J. Stauskis. Deja, ne. Pastaruoju metu Architektūros fakultete net atsisakyta akustikos disciplinos magistrams. Tai liūdnas atvejis, kadangi architektams, kaip niekam kitam, būtina žinoti akustikos ir statybinės fizikos bent pagrindus. Dabar tik bakalaurams skaitau akustikos 5 val. kurselį - pakanka laiko tik supažindinti su terminais. Statybininkams labai mažai šis kursas skaitomas, nors jiems daugiau rūpėtų garso izoliacija, triukšmai.

Apskritai tai svarbi problema: transporto, geležinkelio, aviacijos, transformatorinių keliamas triukšmas. Akustikai gali pasiūlyti būdų jam mažinti. Lenkijoje, Gdansko universitete yra akustikos katedra, kuri aptarnauja visus fakultetus: mechanikus moko slopinti vibracijas, aviatoriams aiškina, kaip sklinda variklių triukšmas, architektams pateikia architektūrinės salių akustikos subtilumus, statybininkams - garso izoliacijos.

ML. Kaip triukšmas mažintinas mūsų miestuose?

V. J. Stauskis. Transporto triukšmo problema didelė. Jei šaltinyje - variklyje - triukšmo nesumažinsime, tai vargiai ką padarysime. O jei norėtume apsaugoti gyvenamuosius namus šalia transporto magistralių, tai čia gali padėti tik garsą izoliuojantys langai. Turi būti didelis atstumas tarp namų triukšmo šaltinio (gatvės), bet tai nerealu. Paryžiuje mačiau prieš triukšmą pastatytus ekranus, sieneles. Bet kad tie ekranai duotų efektą, jie turi būti aukšti, nes garsas sklinda ne vien tiesiai, esama ir garso bangų difrakcijos.

Vilniuje, Ukmergės automagistralės pradžioje man buvo tekę projektuoti panašius triukšmo barjerus, bet jie nebuvo pastatyti. Turėjo būti aukšti: suderinti estetinius ir akustinius reikalvimus mieste nėra lengva. Ypatingai jau susiformavusiose miesto užstatymo erdvėse būna net sunku pasakyti, kaip tuos prieš triukšmą nukreiptus reikalavimus reikėtų įdiegti. Sudėtinga ir brangi problema.