Bij het ontwerpen van theaters en concertzalen bevindtmen zich in een spanningsveld van verschillende discipli-nes. Akoestiek en installaties spelen een belangrijke rol inhet ontwerp. In dit artikel wordt naast deze aspecteningegaan op de historische ontwikkeling van dit type ver-maakgebouwen.De ontwikkeling van theaters en concertzalen is door deeeuwen heen gevormd door randvoorwaarden van socia-le, religieuze en maatschappelijke aard. Vanaf de oudheidhebben theatervormen een rol gespeeld in de ontwikke-ling. De aansluiting met de huidige theaters vindt zijnoorsprong tijdens de periode van de Barok, toen orkestenhun intrede deden in theaters.B a r o k ( 1 6 5 0 ? 1 8 7 0 )In de 17e en 18e eeuw raakten orkesten verbondenaan theaters, wat samenhing met het soort voorstel-lingen dat z'n intrede deed. De belangstelling vooropera nam toe en werd mede gezien als een sociaaluitstapje: zien en gezien worden. In 1876 werd doorWagner in het Festspielhaus te Bayreuth een nieuwtype theater ontwikkeld (fig. 2). Wagner streefdenaar een optimaal zicht vanuit elke stoel. De toe-schouwersruimte was wigvormig en de stoelenstegen amfitheatersgewijs, tot aan een loge-rij. Deindeling in rangen kwam te vervallen.A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pU t i l i t e i t s b o u wcement 2003 54ONTWERPASPECTENVAN THEATERSEN CONCERTZALENir. P.J.F. Gr?ning, Royal Haskoning, Structural Engineering Nijmegen1 | Grote zaal Chass?-theater Breda ?ontwerp: HermanHertzbergerfoto: Herman van DoornM o d e r n e n , v a n a f 1 8 7 0In die tijd waren de podiumkunsten in hun uitvoe-ringspraktijk nog sterk gebonden aan de 19e eeuw.We kunnen vier zaalvormen onderscheiden.? Eindtoneel: een rechthoekige zaal met aan ??nkopse wand een podium over de volle breedte. Eenbelangrijk pluspunt van deze zaal ligt in de moge-lijkheid tot het gebruik als `multi-purpose' zaal.? Schiereilandtoneel: het podium dringt zich inhet publiek. Meestal bestaat het podium uit eenbreed gedeelte, tegen een wand aangebouwd,met een smaller deel dat omgeven wordt doorhet auditorium.? Arena: ook wel th?atre-en-ronde, een open zaal-vorm met publiek rondom het podium. Hier-door wordt het contact tussen publiek en kunste-naars enorm vergroot.? Variabele zaal: hierin wordt geprobeerd enkelezaalvormen te verenigen. De praktijk wijst echteruit dat dit combineren tot aanvechtbare compro-missen leidt.C o n c e r t z a l e nIn 1690 werd in Londen voor het eerst een zaalgebouwd, die geheel was afgestemd op het geven vanconcerten.Indetweedehelftvande19eeeuwkomencement 2003 5 5A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pU t i l i t e i t s b o u w2 | Festspielhaus Bayreuth3 | Interieur BerlinerPhilharmoniker:centraal het orkestfoto: Suzanna Lauterbachontwerp: architect HansScharounde grote symfonieorkesten met de koren meer in debelangstelling te staan. Als gevolg van deze ontwik-keling ontstaan grote concertzalen.Europeseconcertzalenvolgenveelalhetprincipevaneen rechthoekige ruimte met aan ??n van de kortezijden een verhoogd podium waarop een groot sym-fonieorkest met koor kan plaatsnemen. Meestal ishet koor tegen de achterwand van het podium gesi-tueerd. Vaste zitplaatsen voor het publiek bevindenzich op een vlakke ruimte voor het podium en opbalkons tegen achter- en zijwanden.In 1963 ontstond een andere situering van hetpubliek in de `Philharmonie' in Berlijn (foto 3). In de-ze zaal werd het publiek rond het orkest geplaatst.Dit principe vindt men in mindere mate terug in`De Doelen' in Rotterdam, (ontwerp Kraayvanger enFledderus) maar nog duidelijker in muziekcentrum`Vredenburg' in Utrecht (ontwerp Herman Hertz-berger).A k o e s t i e kNagalmtijdDe nagalmtijd is een zeer belangrijke akoestischegrootheid, simpelweg te omschrijven als de tijd dieeen geluidsstoot nodig heeft om onhoorbaar teworden.In een zaal zonder voldoende galm ontbreekt devolheid van geluid en ontstaat een `droge` klank.Galm maakt de klank bovendien luider en zorgt voordiffusiteit, de indruk dat geluid van alle kanten komten de luisteraar als het ware omspoelt. Verschillendemuziekstijlen vragen om andere nagalmtijden(Romantische muziek: 2,2 s, muziek uit de klassiekeperiode: 1,7 s en muziek uit de Baroktijd: 1,5 s).Voortplanting geluid in ruimteHetisvanbelangtewetenhoeineenconcertzaal,afge-zienvanhetdirectegeluid,deakoestischeenergiezichverplaatst van bron naar ontvanger (fig. 4).Het tijdstip waarop het directe geluid arriveertnoemen we t = 0. Na een zekere tijd, de initial timedelay gap genaamd, komt de eerste reflectie, gevolgddoor andere vroege reflecties. Deze kunnen afzon-derlijk worden waargenomen. Na een bepaalde tijdwordt de reflectiedichtheid zo hoog dat een diffuusgalmveld ontstaat.ConcertzalenBelangrijke kenmerken van een goede akoestiek zijnin volgorde van belangrijkheid:? ruimtelijkheid: volledig afhankelijk van de matewaarin vroege, laterale reflecties het publiekbereiken.? geluidsniveau: het volume van het geluidwanneer het orkest fortissimo speelt mag niet tehoog en niet te laag zijn.? nagalmtijd: moet voldoen aan gestelde criteria,nagalmtijd is frequentieafhankelijk.? definitie: clarity (helderheid) moet voldoendehoog zijn.Vorm van de zaalDe hoofdvorm van de zaal be?nvloedt in sterke matede verdeling van het geluid in de ruimte. Vroegereflecties zijn van belang voor de akoestische inti-miteit van de zaal. In smalle rechthoekige zalenlevert de zijwand aan de luisteraar die zich middenin de zaal bevindt, ongeveer 1/50 s na het directegeluid, een reflectie. Daarop volgt een reflectie vanhet plafond en vervolgens in toenemende mate deoverige reflecties. In een waaiervormige zaal zulleningrepen nodig zijn om deze vroege reflectie bij deluisteraar te krijgen. Van de zijwanden zal deze nietkomen, maar wel van het plafond of van podiumre-flectoren.De zaalvorm bepaalt tevens de grootste afstand vanluisteraar tot podium, er mogen niet teveel mensenver van het podium zitten, omdat dit ten koste gaatvan de sterkte van het directe geluid en visueel is hetevenmin aangenaam.ReflectiesReflectie van een eindig oppervlak hangt af van deverhouding tussen golflengte van het geluid en deafmetingen van het reflecterend oppervlak. Bij hogefrequenties treedt perfecte reflectie op, bij lagere fre-quenties wordt volgens het geometrisch reflectiepadsteeds minder energie gereflecteerd. Een convexoppervlak zal geluid verstrooien en zal een veiligemaatregel zijn in concertzalen als reflectie van eenvlak oppervlak problemen kan veroorzaken. Daar-entegen zijn concave oppervlakken een gevaaromdat ze geluid focusseren. Er treden verstoringenin het geluidsbeeld op indien het brandpunt vanreflectielijnen binnen het bereik van de toehoorderligt (fig. 5).T h e a t e r v e r s u s c o n c e r t z a a lOvereenkomstenVoor beide type zalen geldt dat er een onbelemmerdzicht op het podium moet zijn. Niet goed zien is nietgoed horen.Verder is er de wenselijkheid van gereflecteerdgeluid: in beide gevallen zijn reflecties nodig, maarer zijn verschillen. Elke geluidsbron zendt geluid uitA r c h i t e c t u u r & o n t w e r pU t i l i t e i t s b o u wcement 2003 564 | Impuls-respons diagram(deterministisch:reflecties afzonderlijkwaarneembaar,statistisch: bij hogereflectiedichtheidontstaat diffuusgalmveld)statistischdeterministischdirect geluid vroege reflecties late reflecties0 50 100 150 200impulsP2(t)tijd (ms)tijdsintervaltussen directgeluid en eerstereflectienaar meer richtingen dan alleen het publiek. Demeeste oppervlakken van een zaalruimte, hetpublieksvlak uitgezonderd, kaatsen de opvallendegeluidsenergie grotendeels terug. Zowel in eenspreekzaal als in een muziekzaal zijn de zoge-naamde vroege reflecties van belang. Vroege reflec-ties(binnen50ms)wordendoorhetoorge?ntegreerdmet het directe signaal en verhogen de luidheidsin-druk. Later arriverende reflecties worden niet meerge?ntegreerd en behoren derhalve tot storend geluid.Vroege reflecties moeten geleverd worden doordaartoe geschikte oppervlakken, waarbij richtings-getrouwheid (auditieve focussering) van het geluidverzekerd moet worden. Dit houdt in dat het geluidvan een spreker de luisteraar binnen een niet al tegrote hoek dient te bereiken.Voor een concertzaal zijn vroege en sterke reflectiesonontbeerlijk voor het verkrijgen van de ruimtelijkeindruk en het zich door geluid omsloten voelen. Der-gelijke reflecties komen 50 tot 150 ms na het directegeluidenkunnennietvervangenwordendoorreflec-ties van boven (dakconstructie) met dezelfde tijd-vertraging. Deze laatste verdoezelen de lateralereflecties. Zalen van het `schoenendoostype' zijnvanwege de sterke, tijdige laterale reflecties succes-vol. Waaiervormige zalen schieten vanwege het ont-breken van deze reflecties tekort. Wil men een af-wijkende zaalvorm toepassen, dan moet gezorgdworden voor reflecterende vlakken die in voldoendemate en tijdig de laterale reflecties leveren.VerschillenVerschillen in galmtijd bij diverse zalen:1 seconde voor een spreektheater;1,5 tot 2,2 s voor een concertzaal.Dit is ook van invloed op het gewenste volume perzitplaats of op de gemiddelde zaalhoogte. In eenspreekzaal moet het accent helemaal vallen op devroege reflecties en is slechts weinig galm gewenst.In een muziekzaal mogen vroege, sterke zijreflectiesbeslistnietontbreken,maardaarnaastisgalmnodig.Rechthoekige zaalreflectiesLaterale reflecties (fig. 6a) verbreden voor het gevoelde geluidsbron. Dit is wenselijk voor muziek, maarongewenst voor spraak.Waaiervormige zaalreflectiesDe wijde waaiervorm (fig. 6b) levert voor het gros vande luisteraars geen laterale reflecties; de breedte vande geluidsbron blijft beperkt.SpreekzaalreflectiesReflectievlakken nabij de spreker (fig. 6c) makengoed lokaliseren van het gesprokene mogelijk; zijre-flecties worden hier ge?limineerd door absorptie.Installaties, airconditioningVoor zalen waarin grote groepen mensen bijeenko-men, kunnen vier typen luchtdistributie-systemenworden onderscheiden (fig. 7). Luchttoevoer is mo-gelijk vanuit:A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pU t i l i t e i t s b o u wcement 2003 5 75 | Reflecties opverschillendeoppervlakken6 | Zaalvorm engeluidsverloopa b ca. het plafond;b. de galerijen of wanden;c. de stoelen ?1. via de stoelpoot, 2. door derugleuning, 3. door lessenaars;d. de vloer?1. door werveluitlaat, 2. door open tegel-roosters, 3. door tegelroosters beplakt met tapijt.Het systeem waarbij luchttoevoer vanuit de rugleu-ning van de stoel of vanuit de lessenaar plaatsheeft(fig. 7c) noemt men microklimaatsysteem. Hierbijwordt de voorbewerkte primaire lucht vanuit eendrukruimte (plenum) via de hol uitgevoerde stoeltoegevoerd. (Een plenum is niet de enige mogelijk-heid, de stoelen kunnen namelijk ook op kanalenworden aangesloten.) Door een inductiesysteem inde stoelrugleuning wordt lucht uit de ruimte (secun-daire lucht) met de primaire lucht vermengd. De toe-gevoerde lucht wordt uit de bovenkant van de rug-leuning uitgeblazen, onder een hoek van 0 tot 20?met de verticaal. Verbruikte lucht wordt afgevoerdonder het plafond.De uitblaasrichting is zo gekozen dat het hoofd vaneen zittende persoon zich niet in het directe straal-bereik bevindt, maar in het inductiebereik. De pri-maire luchtvolumestroom per persoon bedraagt 20tot 40 m3/h bij een luchtsnelheid van ongeveer 1,5m/s. De minimale temperatuur van de primairelucht bedraagt 18 ?C. Het aandeel secundaire luchtbedraagt 40 tot 50 % (V/V) van de primaire lucht-stroom.Door luchttoevoer in het directe verblijfsgebied enluchtafvoer onder het plafond kan de temperatuurvan de afvoerlucht tot 30 ?C bedragen (tempera-tuurverschil tot 12 K te bewerkstelligen, in tegen-stelling tot 10 K bij plafond- en wanduitlaten).Hieruit volgt dat bij dezelfde koellast de totale volu-mestroom kleiner is, oftewel met hetzelfde volumeis een hogere koellast af te voeren (geringer druk-verlies). Tabel 1 geeft een overzicht van de voor- ennadelen van de verschillende systemen.A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pU t i l i t e i t s b o u wcement 2003 58Tabel 1 | Vergelijking van de luchttoevoersystemen A, B, C en D7 | Vier methoden vanluchttoevoer (plafond,galerij, rugleuningstoelen, vloerroosters)Plafond,aircosysteem A? luchtuitlaten moeilijk correct te richten (er is veelervaring en vaak duur ruimtestromings-onderzoek nodig);? penetratiegraad is sterk afhankelijk van dewarmtebelasting/bezettingsgraad van de ruimte;? luchtuitlaten hebben meestal stelmotoren nodig,wat leidt tot extra investerings- en onderhouds-kosten;? de toegevoerde lucht moet door de warme lucht-laag onder het plafond dringen;? een deel van de gebruikte verwarmde lucht wordtdoor de toegevoegde lucht afgekoeld en belandtweer in de verblijfzone;? om voldoende circulatie in de ruimte te krijgen, ishet nodig op grondniveau af te zuigen (ca. 50%).? eenvoudige montage luchtkanalen;? optisch weg te werken;? geringe invloed op architectonisch beeld van deruimte;? lage geluidsproductie van uitlaatkanalen.Systeemtype Nadelen Voordelena bc dC o n c l u s i eIn ontwerpen van theaters en concertzalen is eenaantal typologie?n te onderscheiden. Deze zijn ont-staan vanuit de historische ontwikkeling. Bij eenoptimaal ontwerp van een dergelijke zaal dient eenintegratie plaats te hebben op het gebied van func-tionaliteit,vormgeving,akoestiekeninstallaties.EengeslaagdvoorbeeldishetLuxortheaterinRotterdam,van de Engelse architect Peter Wilson. A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pU t i l i t e i t s b o u wcement 2003 5 9Galerijen of wand,aircosysteem BStoelen oflessenaars,aircosysteem CVloer,aircosysteem D? ingreep in architectonisch beeld van de ruimte;? juiste afstelling van de luchtuitlaten is pas naingebruikname van de installatie mogelijk;? om voldoende circulatie in de ruimte te krijgen ishet nodig op grondniveau af te zuigen.? plenum (drukbodem) nodig ?f luchtkanaal perstoel;? constructie van de stoelen moet hol zijn;? uitgangspunt is een vaste stoelopstelling, hoewelook met `inplug units' gewerkt kan worden.? plenum nodig;? goed schoonmaken van luchtuitlaten is nodig;? minimale afstand tot zitplaats bedraagt 0,80 m;? vaste stoelopstelling uitgangspunt.luchtdoorlatende tapijttegels:? koude luchtlaag op bodem;? drukverlies door tapijtvloer neemt toe in de tijd;? temperatuurverschillen van 3K in verblijfszone.? de warme luchtlaag onder het plafond blijftonaangetast(mits ruimte voldoende hoog is);? de stralingsrichting hoeft niet automatisch tekunnen worden geregeld;? de penetratiegraad is minder sterk afhankelijkvan de warmtebelasting/bezettingsgraad vande ruimte;? grote werpafstanden met lage geluidsbelastingzijn zonder problemen te bewerkstelligen? stabiele luchttoevoer door inductiewerking vanprimaire lucht;? warme luchtlagen onder plafond blijvenongeroerd;? de geconditioneerde lucht wordt direct in hetadembereik van de mensen toegevoerd;? door de vermenging met secundaire lucht wordtvoldoende convectie voor de zittende persoonverkregen;? geringer drukverlies;? door hoge temperatuur toevoerlucht (18 in plaatsvan 14-16 ?C) is een kleiner koelvermogen nodig;? niet nodig om op grondniveau af te zuigen.luchttoevoer door stoelpoot:? eenvoudigere vervaardiging;? minder kans op afdekken luchtuitblaasopening;? luchtuitblaasopening is onopvallender.luchttoevoer door stoelleuning:? geen koude luchtlaag over de grond(geen koude voeten);? kleiner temperatuurverschil in verblijfszone;? tochtvrij in gehele verblijfszone inclusiefvloergebied.? directe luchttoevoer in verblijfzone;? door groot temperatuurverschil van toevoer- enafvoerlucht (tot 12 K) is een kleinereluchtvolumestroom nodig;? geringer drukverlies;? eenvoudige aanleg van luchtkanalen;? door hoge temperatuur toevoerlucht (18 ?C) iseen kleiner koelvermogen nodig.Systeemtype Nadelen VoordelenL i t e r a t u u r? W.J. Sutherland, Ontwerpaspecten van theatersen muziekzalen, enkele historische aspecten,TH Delft, 1978.? Margarethe Bieber, The History of The Greekand Roman Theater, Princeton University Press,1961.? Hannelore Schubert, Moderner Theaterbau,Karl Kr?mer Verlag Stuttgart/Bern, 1971.? Christos Giorgos Athanasopulos, ContemporaryTheater, Evolution and Design, Wiley-IntersciencePublication, 1983.? Gaelle Breton, Theaters, Parijs, 1989.? George C. Izenour, Theater design, McGraw-HillInc, 1977.? Architectur + Wettbewerbe, Karl Kr?mer Verlag,Stuttgart, 1983.? Vitruvius, De Architectura, Londen, 1970.? Vitruvius, Tien boeken over de bouwkunst,Maastricht.? Gerhard Graubner, Theaterbau- Aufgabe undPlanung, Verlag Georg D.W. Callwey, M?nchen,1968.? Franc Sodec, Aachen, Luftf?hrung in Versamm-lungsr?umen, H. Krantz GmbH & Co., Anlagen-bau, 1986.? Michael Barron, Auditorium Acoustics andArchitectural Design, E & FN Spon, Chapman &Hall, 1993.? H.J. Martin & C.C.J.M. Hak, Zaal- en elektro-akoestiek, dictaat bij college 7S610, TU Eindho-ven, 1993.? K. te Velde, Bouwtechniek 6: Gebouw en instal-laties (1), dictaat bij college 7S260, TU Eindho-ven, 1992.? Arbeitskreis der Dozenten f?r Klimatechnik.,Lehrbuch der Klimatechnik, Band 3: Bauele-mente, Verlag C.F. M?ller, Karlsruhe, 1976.? Lampe, G., A. Pfeil, R. Schmittlutz, M. Tokarz,L?ftungs- und Klimaanlagen in der Bauplanung,Bauverlag GmbH Wiesbaden und Berlin, 1974.? Recknagel, H., E. Sprenger, W. H?nmann,Taschenbuch f?r Heizung und Klimatechnik88/89, R. Oldenbourg Verlag GmbH M?nchenWien, 1987.A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pWo n i n g b o u wcement 2003 5108 | Uitverkocht huis bij hetLuxortheater Rotterdamfoto: Luxor Foto, Rob 't Hart