വാസ്തു ധ്വാനികം

അടഞ്ഞ മുറികൾക്കുള്ളിൽ, ശബ്ദതരംഗങ്ങളുടെ സ്വഭാവ സവിശേഷതകളെയും വിവിധ ആവശ്യങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമായവിധത്തിൽ മുറിക്കുള്ളിൽ ശബ്ദസാഹചര്യം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുവേണ്ട നിർണായക ഘടകങ്ങളെയും കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങളാണ് ആർക്കിടെക്ചറൽ അക്കൗസ്റ്റിക്സ് എന്ന ഈ ശാഖയിൽ പ്രധാനമായും ഉൾപ്പെടുന്നത്.

ശബ്ദശാസ്ത്രത്തിലെ തത്ത്വങ്ങൾ പുരാതനകാലം മുതൽ പ്രാബല്യത്തിൽ വന്നിരുന്നു:അമ്മാൻ നഗരത്തിലെ ഒരു പുരാതന നാടകശാലയാണ് ചിത്രത്തിൽ ‍

ശബ്ദത്തെ നിയന്ത്രിച്ച് ശ്രവണം കൂടുതൽ വ്യക്തവും ആസ്വാദ്യവും ആക്കുന്നതിനാണ് കെട്ടിടങ്ങളിലെ ശബ്ദശാസ്ത്രം ലക്ഷ്യം വെക്കുന്നത്. ഇതിൽ മനുഷ്യ ശ്രവണത്തിന്റെ പ്രത്യേകതൾക്ക് വളരെ പ്രാധാന്യം ഉണ്ട്. സിനിമാശാലകൾ, നാടകശാലകൾ, വിദ്യഭ്യാസസ്ഥാപനങ്ങൾ, ആരാധനാലയങ്ങൾ തുടങ്ങിയ കെട്ടിടങ്ങൾ രൂപകല്പന ചെയ്യുന്നതിന് ശബ്ദശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഈ ശാഖ സഹായിക്കുന്നു.

ഈ ശാഖക്ക് ശക്തമായ ഒരു ശാസ്ത്രീയാടിത്തറ ഉണ്ടാക്കിയത് വാലസ് സബൈൻ (Wallace Savine) എന്ന ഭൂഗണിത ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ്. ഒരു മുറിയുടെ ധ്വാനികമായ അനുയോജ്യത നിർണയിക്കുന്ന ഘടകം മുറിയുടെ അനുരണന കാലം (reverberation time) ആണ് എന്ന് സബൈൻ കണ്ടെത്തി. അനുരണനകാലം കണ്ടെത്താനും പ്രവചിക്കാനും സാധിക്കുന്ന ഒരു ശാസ്ത്രീയ തത്ത്വവും ഇദ്ദേഹം വികസിപ്പിച്ചു. തുറസ്സായ സ്ഥലങ്ങളെ അനന്തമായ ഒരു മാധ്യമമായി കണക്കാക്കാം. അതുകൊണ്ട് ശബ്ദതരംഗങ്ങൾ പ്രഭവസ്ഥാനത്തുനിന്ന് അകന്നകന്നു പോകുന്നതല്ലാതെ തിരിച്ചുവരുന്നില്ല. എന്നാൽ ഒരു മുറിക്കുള്ളിലാകട്ടെ ഭിത്തികളിലും മേൽത്തട്ടിലും തട്ടി പലവട്ടം പ്രതിധ്വനിക്കുന്നതിനാൽ ശബ്ദം മുറിക്കുള്ളിൽ തങ്ങിനില്ക്കുന്നു. സ്രോതസ്സിൽ നിന്നുള്ള ശബ്ദം നിലച്ചുകഴിഞ്ഞും നിലനിൽക്കുന്ന ശബ്ദത്തിന്റെ തീവ്രത അറുപത് ഡെസിബെൽ കുറയുവാൻ വേണ്ട സമയത്തെയാണ് അനുരണന സമയം എന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കുന്നത്. അനുരണനകാലം (RT) ഹാളിന്റെ വ്യാപ്തത്തെ(V)യും ഭിത്തികളുടെയും മേൽത്തട്ടിന്റെയും ഹാളിലെ മറ്റു വസ്തുക്കളുടെയും ശബ്ദാവശോഷണക്ഷമത(A)യെയും ആശ്രയിക്കുന്നു എന്ന് സബൈൻ തിയറം (Sabine's theorem) പറയുന്നു. അവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധമാണ്:

അനുരണനകാലം വളരെ കൂടുതലോ കുറവോ ആകാൻ പാടില്ല. അപ്പോൾ സംസാരിക്കുമ്പോൾ ഒരു വാക്കിന്റെ തീവ്രത കുറയുന്നതിന് മുൻപുതന്നെ അടുത്ത വാക്ക് പുറപ്പെടുകയും സംഭാഷണം അവ്യക്തമാകുകയും ചെയ്യും. എന്നാൽ ഈ സമയം തീരെ കുറവാണെങ്കിൽ ദുർബലങ്ങളായ ശബ്ദങ്ങൾ ശ്രവ്യസാധ്യമല്ലാതാവുകയും സംഗീതത്തിന്റെയും മറ്റും ശബ്ദസുഖം നഷ്ടപ്പെടുകയും ചെയ്യും. ഹാളിന്റെ വ്യാപ്തം കുറച്ചോ അവശോഷണം കൂട്ടിയോ അനുരണന സമയം കുറയ്ക്കാവുന്നതാണ് എന്ന് സബൈൻ സമീകരണത്തിൽ നിന്ന് മനസ്സിലാക്കാം. ആഡിറ്റോറിയത്തിന്റെ മേൽത്തട്ട് താഴ്ത്തി വ്യാപ്തം കുറയ്ക്കാവുന്നതാണ്. അനുരണന കാലവും വ്യാപ്തവും നിശ്ചയിച്ചു കഴിഞ്ഞാൽ ആകെ വേണ്ട അവശോഷണം നിർണയിക്കാം. ഇതനുസരിച്ച് ഭിത്തികളിൽ അവശോഷകങ്ങൾ പതിക്കുകയോ അവശോഷണാങ്കം കൂടുതലുള്ള വസ്തുക്കൾ മുറിയിൽ നിരത്തുകയോ ചെയ്യാം. മനുഷ്യന്റെ അവശോഷണാങ്കം വളരെ കൂടുതലാണ്. ഇക്കാരണത്താൽ ശ്രോതാക്കളുടെ എണ്ണം അനുസരിച്ച് ഹാളിൽ അവശോഷണം കൂടുകയോ കുറയുകയോ ചെയ്യാം.

ഒരു ആഡിറ്റോറിയത്തിനുണ്ടായിരിക്കേണ്ട മറ്റൊരു പ്രധാന ഗുണമാണ് ഉച്ചത (amplitude). ഇതിനു ശബ്ദം പ്രതിധ്വനിക്കേണ്ടതാവശ്യമാണ്. പ്രതിധ്വനിക്കുന്ന ശബ്ദത്തിന്റെ ഉച്ചത നേരിട്ടുള്ള ശബ്ദത്തെയപേക്ഷിച്ച് കൂടുതലാകുമ്പോഴാണ്

ശബ്ദത്തിനു പൂർണത (fullness) ലഭിക്കുന്നത്. എന്നാൽ വ്യക്തത കൈവരിക്കാനാകട്ടെ പ്രതിധ്വനിയുടെ ഉച്ചത കുറവായിരിക്കുകയും വേണം. കൂടിയ അനുരണനകാലം പൂർണതയ്ക്കും കുറഞ്ഞ അനുരണനകാലം വ്യക്തതയ്ക്കും കാരണമാകുന്നു. സംഗീത-സിനിമ പ്രദർശനങ്ങൾക്ക് ശബ്ദത്തിനു പൂർണത വേണ്ടപ്പോൾ പ്രസംഗത്തിനും സംഭാഷണങ്ങൾക്കും വ്യക്തതയാണ് കൂടുതൽ ആവശ്യം.

ആഡിറ്റോറിയത്തിനുള്ളിൽ ബാഹ്യശബ്ദങ്ങളുടെ ഉപദ്രവം തടയേണ്ടതനിവാര്യമാണ്. ചെറിയ വിടവുകൾ പോലും അതിൽ പതിക്കുന്ന ശബ്ദത്തിന്റെ 90 ശ.മാ.-വും കടത്തിവിടാറുണ്ട്. ഇടയ്ക്ക് വായു നില്ക്കുന്ന ഇരട്ട ഭിത്തികൾ ബാഹ്യശബ്ദത്തെ പ്രതിരോധിക്കുവാൻ ഫലപ്രദമാണ്.

കെട്ടിടങ്ങളുടെ രൂപകല്പനയിൽ ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട കാര്യങ്ങൾ താഴെ പറയുന്നതാണ്

• നേരിട്ടുള്ള ശബ്ദവും മൊത്തം ശബ്ദവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം
• ശബ്ദത്തിന്റെ പ്രതിഫലന ദിശയും അളവും
• മാറ്റൊലിയുടെ സമയവും അന്തരീക്ഷത്തിലുള്ള വിതരണവും

കെട്ടിടങ്ങന്റെ ശബ്ദശാസ്ത്രപരമായ പ്രത്യേകതകൾ ആവശ്യങ്ങൾക്ക് അനുസരിച്ച് മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കും

• ശബ്ദലേഖനം നടത്തുന്ന കലാശാലകളിൽ നേരിട്ടുള്ള ശബ്ദം മാത്രം രേഖപ്പെടുത്തുന്നു. ഇത്തരം കെട്ടിടങ്ങൾക്ക് മാറ്റൊലി സമയം പരമാവധി കുറഞ്ഞിരിക്കണം.
• അദ്ധ്യാപന സ്ഥലങ്ങളിൽ അദ്ധ്യാപകനെ വ്യക്തമായി ശ്രവിക്കുന്നതിന് നേരിട്ടുള്ള ശബ്ദത്തിന്റെ അനുപാതം മറ്റു ശബ്ദങ്ങളെക്കാൾ ഉയർന്നിരിക്കണം. ഇത്തരം കെട്ടിടങ്ങൾക്ക് മാറ്റൊലി സമയം ഒരു നിമിഷത്തെക്കാൾ താഴെ ആയിരിക്കണം.
• സംഗീതകച്ചേരി നടത്തുന്ന പ്രേക്ഷകമണ്ഡപങ്ങളിൽ നേരിട്ടുള്ള ശബ്ദവും പ്രതിഫലന ശബ്ദവും സമതുലിതമായിരിക്കണം. പ്രതിഫലന ശബ്ദം അന്തരീക്ഷത്തിൽ സമീകൃതമായി വ്യാപിക്കണം. ഇത്തരം കെട്ടിടങ്ങൾക്ക് മാറ്റൊലി സമയം രണ്ട് നിമിഷം വരെ ആകാം.

ചില കെട്ടിടങ്ങൾ ധാരാളം ഉപയോഗങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗിക്കേണ്ടിവരുമ്പോൾ അതിന്റെ ശബ്ദശാസ്ത്രപ്രത്യേകതകൾക്ക് രൂപമാറ്റം വരുത്തേണ്ടിവരും. കട്ടിയുള്ള തിരശ്ശീല കെട്ടിയോ അല്ലെങ്കിൽ ഉച്ചഭാഷിണിയുടെ സ്ഥാനം മാറ്റിയോ ശബ്ദശാസ്ത്രപ്രത്യേകതകൾക്ക് രൂപമാറ്റം വരുത്താം.