擴(kuò)場(chǎng)系統(tǒng)音質(zhì)聲學(xué)設(shè)計(jì)論文

　　摘要：音樂(lè)廳建筑作為精神文明建設(shè)的重要方面，正受到各方面的重視。目前國(guó)內(nèi)各大城市正在建設(shè)或籌建中的音樂(lè)廳為數(shù)甚多。由于音樂(lè)廳均為自然場(chǎng)演出、且音質(zhì)要求很高，因而有別于國(guó)內(nèi)大量建造的、采用擴(kuò)場(chǎng)系統(tǒng)的廳堂，設(shè)計(jì)難度大，又缺乏經(jīng)驗(yàn)。對(duì)此，本文就已竣工交付使用的廣東星海音樂(lè)廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)作出一概要介紹，并就其中的一些聲學(xué)問(wèn)題提出個(gè)人的見(jiàn)解，供設(shè)計(jì)參考

　　關(guān)鍵詞：擴(kuò)場(chǎng)系統(tǒng)音質(zhì)聲學(xué)問(wèn)題

　　星海音樂(lè)廳是以人民音樂(lè)家冼星海的名字命名的。音樂(lè)廳建于珠江之畔風(fēng)光旖旎的二沙島上。它與已建成的美術(shù)館和正在建設(shè)中的博物館等建筑構(gòu)成廣東省相當(dāng)規(guī)模的文化中心。

　　星海音樂(lè)廳包括1437座的交響樂(lè)大廳，462座的室內(nèi)樂(lè)廳，96座的視聽(tīng)音樂(lè)欣賞室，排練室，琴房和音樂(lè)資料館，以及水上演奏臺(tái)和音樂(lè)噴泉、各種配套用房。建筑面積1800m2，是我國(guó)目前規(guī)模最大、設(shè)備先進(jìn)和音質(zhì)優(yōu)異的現(xiàn)代化音樂(lè)廳。也是我國(guó)第一座采用“葡萄園”形（或稱山谷梯田形）配置方式的音樂(lè)廳。

　　星海音樂(lè)廳交響樂(lè)廳、室內(nèi)樂(lè)廳的各項(xiàng)聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)*

　　星海音樂(lè)廳于1998年6月13日――冼星海誕生日正式使用。廣州交響樂(lè)團(tuán)和中國(guó)交響樂(lè)團(tuán)合唱團(tuán)進(jìn)行首場(chǎng)演出。演奏了鋼琴協(xié)奏曲《黃河》和貝多芬第九交響曲《歡樂(lè)頌》，獲得成功，著名音樂(lè)家、指揮家和教育家李德倫、吳祖強(qiáng)出席了首演式。相繼一周內(nèi)，中國(guó)交響樂(lè)團(tuán)，以色列交響樂(lè)團(tuán)，澳大利亞交響樂(lè)團(tuán)和德國(guó)管風(fēng)琴演奏家，在該廳獻(xiàn)藝。音樂(lè)家們對(duì)大廳良好的音質(zhì)均給予高度的評(píng)價(jià)。

　　一、星海音樂(lè)廳的設(shè)計(jì)宗旨和各項(xiàng)聲學(xué)指標(biāo)

　　星海音樂(lè)廳這座華麗的藝術(shù)殿堂是為滿足廣大觀眾欣賞高雅音樂(lè)的殷切的需求、并作為國(guó)內(nèi)外文化交流的基地和窗口而建造的。音樂(lè)廳設(shè)計(jì)始終把音質(zhì)效果放在首位，以繼承傳統(tǒng)音樂(lè)廳的良好品質(zhì)、而又能適應(yīng)現(xiàn)代生活提出的各種需求為設(shè)計(jì)的宗旨。

　　聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)是根據(jù)國(guó)際上獲得“頂級(jí)”音質(zhì)效果的音樂(lè)廳為參照對(duì)象，廣泛聽(tīng)取我國(guó)音樂(lè)家和聲學(xué)家的意見(jiàn)確定的。交響樂(lè)廳、室內(nèi)樂(lè)廳的各項(xiàng)“最佳”。

　　為實(shí)現(xiàn)上述指標(biāo)、確保獲得良好的音質(zhì)，分別在設(shè)計(jì)、施工、竣工后調(diào)試的不同階段，采取了一系列的保證措施：

　　·初步設(shè)計(jì)階段：通過(guò)計(jì)算機(jī)模型和1／40縮尺實(shí)體聲學(xué)模型試驗(yàn)與聲學(xué)估算相結(jié)合，分析體形、了解聲場(chǎng)狀況和可能出現(xiàn)音質(zhì)缺陷的部位；

　　·技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖階段：用1／10縮尺實(shí)體聲學(xué)模型試驗(yàn)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量試驗(yàn)，以及各種聲學(xué)構(gòu)件聲學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，確定聲學(xué)構(gòu)造的部位、尺度和裝修用材。并進(jìn)行較為詳細(xì)的聲學(xué)計(jì)算；

　　·施工階段：在沒(méi)有專業(yè)施工隊(duì)的條件下，主要是施工交底和監(jiān)理，檢查隱蔽工程，并在交響樂(lè)大廳主體結(jié)構(gòu)完成后，進(jìn)行首次混響和聲場(chǎng)分布的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；

　　·竣工調(diào)試階段：用以解決聲學(xué)計(jì)算、縮尺模型試驗(yàn)與實(shí)際效果存在的差距。要修正客觀存在的偏差，就必須采用聲學(xué)測(cè)定與樂(lè)團(tuán)試用的主觀感受相結(jié)合的方法。作多次調(diào)試、修改裝修、直至達(dá)到預(yù)期的效果。星海音樂(lè)廳通過(guò)三個(gè)月的調(diào)試工作，才實(shí)現(xiàn)所要求的演奏和聽(tīng)聞效果。

　　二、交響樂(lè)大廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)

　　交響樂(lè)大廳是星海音樂(lè)廳的主體。容納1437名聽(tīng)眾，有效容積效期2400m3，每座占容積8。6m3。大廳采用“葡萄園”形的配置方式，即在演奏臺(tái)四周逐漸升起的部位設(shè)置聽(tīng)眾席。這種形式的最大優(yōu)點(diǎn)是在大容量廳堂內(nèi)縮短后排聽(tīng)眾至演奏臺(tái)的距離，從而確保在自然聲演奏的條件下，有足夠強(qiáng)的響度。此外，利用演奏臺(tái)四周廂座的欄板和樓座的矮墻，可使聽(tīng)眾席獲得足夠強(qiáng)、且有較大覆蓋面的早期側(cè)向反射聲。近期的研究表明，這是傳統(tǒng)音樂(lè)廳所以能獲得良好音質(zhì)的重要原因。而傳統(tǒng)音樂(lè)廳則是通過(guò)窄跨度的側(cè)墻實(shí)現(xiàn)的。因此，這種形式不僅繼承了傳統(tǒng)音樂(lè)廳所具有的良好品質(zhì)，又能適應(yīng)現(xiàn)代大容量音樂(lè)廳的各種需求。它自1963年德國(guó)柏林“愛(ài)樂(lè)”交響樂(lè)大廳首創(chuàng)至今，在國(guó)際上已被廣泛采用。但在國(guó)內(nèi)尚屬首次。

　　大廳的屋蓋選用“馬鞍”形殼體。所有橫剖面均為凹弧形面而引起聲聚焦，從而造成聲場(chǎng)不均。通過(guò)1／40縮尺實(shí)體模型試驗(yàn)和三維計(jì)算機(jī)模型試驗(yàn)充分證實(shí)了這一點(diǎn)。圖2即為大廳橫剖面計(jì)算機(jī)模型顯示的聲反射圖，可見(jiàn)聲聚焦的狀況。

　　此外，在大廳殼體拆模后的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定均表明，頂部不懸吊抽射板時(shí)，廳內(nèi)聲場(chǎng)分布不均和存在回聲現(xiàn)象。

　　對(duì)此，在演奏臺(tái)上懸吊了12個(gè)弦長(zhǎng)3.2m，曲率半徑為2.6m的球切面反射體，其目的除了消除回聲和聲聚焦以外，還可加強(qiáng)樂(lè)師間的相互聽(tīng)站，提高演奏的整體性。同時(shí)也使堂座前區(qū)和廂座聽(tīng)眾獲得較強(qiáng)的頂部早期反射聲。

　　為加強(qiáng)聽(tīng)眾席后座的聲強(qiáng)，在球切面反射體周圍設(shè)置了錐狀和弧形定向反射板。以此獲得廳內(nèi)均勻的聲場(chǎng)分布。

　　為使大廳達(dá)到中頻（500z）滿場(chǎng)1。8s的混響時(shí)間，并使低頻（125Hz）混響提升1。15倍（相對(duì)于中頻），即2。07s。采取如下幾項(xiàng)措施：

　　·增大容積，每座容積取8。6e

　　·廳內(nèi)所有界面均不用吸聲材料，在容易引起不利聲反射的部位（后墻和后部吊頂）設(shè)置錐狀擴(kuò)散體；殼頂拆模后上刷涂料；墻面為35mm厚硬木板實(shí)貼在18mm厚的多層板上；地面均為實(shí)貼木地板，僅演奏臺(tái)設(shè)木筋架空地板；所有懸吊的反射體采用剛度大的阻燃玻璃鋼結(jié)構(gòu)。

　　·減低座椅的聲吸收，并使其吸聲時(shí)接近聽(tīng)眾的吸聲量，從而減少?gòu)d內(nèi)空、滿場(chǎng)混響時(shí)間的差值。

　　根據(jù)以上確定的容積和內(nèi)裝修構(gòu)造，進(jìn)行了混響時(shí)間的計(jì)算和1／10縮尺實(shí)體聲學(xué)模型試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)圖7所示。由圖可見(jiàn)，縮尺模型的測(cè)定結(jié)果僅中頻較為接近，其它頻率偏差較大，這是因?yàn)槟�擬材料不可能在很寬的頻度范圍內(nèi)有一對(duì)一應(yīng)的吸場(chǎng)性能。

　　大廳的揚(yáng)擴(kuò)散是除混響時(shí)間以外的另一個(gè)重要音質(zhì)指標(biāo)。當(dāng)聽(tīng)眾感到樂(lè)聲似乎以相等的幅度來(lái)四面八方時(shí)，擴(kuò)散是最好的，表征聲擴(kuò)散的指標(biāo)是d，它定義為；廳內(nèi)聲場(chǎng)擴(kuò)散值與自由場(chǎng)擴(kuò)散值之比，即

　　d=1－m/m(1)

　　式中m－為廳內(nèi)聲場(chǎng)的擴(kuò)散值；

　　m0－為在自由聲場(chǎng)的擴(kuò)散值；

　　m－△M（聲強(qiáng)的平均差值）／M（各方位角的平均聲強(qiáng)）；

　　m0－的求同m，只是在自由聲場(chǎng)中。

　　交響樂(lè)大廳的聲擴(kuò)散是通過(guò)多邊的形體、差落的包廂和樓座欄板，以及頂部懸吊的反射體實(shí)現(xiàn)的。縮尺模型試驗(yàn)測(cè)定的結(jié)果表明，大廳具有良好的聲擴(kuò)散，d值均大于0.85，最大達(dá)0。93。

　　對(duì)于音樂(lè)廳來(lái)說(shuō)，廳內(nèi)希望獲得良好的聲擴(kuò)散，但又不要求完全擴(kuò)散（即d＝1），因?yàn)槁?tīng)眾在要求樂(lè)場(chǎng)來(lái)自各方的同時(shí)，還希望有一定的方向感，即樂(lè)聲來(lái)自演奏臺(tái)。

　　傳統(tǒng)音樂(lè)廳所以能獲得良好的音質(zhì)，除了有最佳的混響時(shí)間和良好的聲擴(kuò)散以外，早期側(cè)向反射聲起著重要的作用，它加強(qiáng)了直達(dá)聲的強(qiáng)度和提高了親切感。因此近年所建音樂(lè)廳無(wú)不考慮早期側(cè)向反射的設(shè)計(jì)，星海交響樂(lè)廳是通過(guò)側(cè)墻、廂座欄板、樓座矮墻對(duì)所覆蓋的聽(tīng)眾席提供早期側(cè)向反射的；此外，殼頂下懸吊的反射體也給聽(tīng)眾席提供頂部的早期反射聲。

　　早期反射聲的狀況，可以通過(guò)脈沖聲測(cè)定獲得測(cè)點(diǎn)的反射聲序列，并能計(jì)算求得聲能密度，為了便于定量比較。目前常用早期聲能與后期聲能之比的C值作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。時(shí)間的分界為80ms（以音樂(lè)豐滿為主的廳堂）和50ms（以清晰為主的廳堂）.

　　聲能比C80，C50又稱明晰度，這是一項(xiàng)與早期聲能相關(guān)的指標(biāo)。L．L．Beranek建議以500Hz,1000Hz和2000Hz,C80的平均值C80（3）作為評(píng)價(jià)音樂(lè)廳指標(biāo)，其最佳值為0~－4．0。

　　交響樂(lè)大廳的噪聲控制，主要解決單層殼頂?shù)母袈暫涂照{(diào)系統(tǒng)的消聲和減振兩方面：

　　交響樂(lè)大廳的墻體均為內(nèi)隔重墻，只有殼頂暴露在室外，單層230mm厚的鋼筋混凝土殼體，具有足夠的空氣隔聲量（基地噪聲為67~71dBLeq(A)）。但大雨沖擊的撞擊隔聲量卻很低，對(duì)此做了隔離撞擊聲的構(gòu)造，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做了測(cè)定，其結(jié)果表明。實(shí)施的構(gòu)造可以隔離大雨時(shí)的沖擊聲。

　　空調(diào)系統(tǒng)的消和減振，是大廳獲得良好的聽(tīng)聞條件的最基本的保證，開(kāi)啟空調(diào)時(shí)內(nèi)噪聲不得大于28dBA，也即以聽(tīng)不到的空調(diào)噪聲為設(shè)計(jì)指標(biāo)。對(duì)此，采取了如下措施：

　�。�1）在空調(diào)系統(tǒng)的管路系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置阻、抗復(fù)合型消場(chǎng)器，減低風(fēng)機(jī)噪聲沿管路傳至廳內(nèi)；

　　（2）防止氣流噪聲，限止流速：主風(fēng)道低于6m/s，支風(fēng)道低于3。5m/s。出風(fēng)口低于1。5m/s。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，采用側(cè)送、局部頂送（演奏臺(tái)上方球切面，反射體間），座席地面下回風(fēng)的方式。

　�。�3）送風(fēng)與回風(fēng)量相適應(yīng)，也即采用1：1的送回風(fēng)比例。

　�。�4）全部空調(diào)、制冷設(shè)備均作隔振處理，水泵、冷水機(jī)組采用SD型橡膠隔振裝置；風(fēng)機(jī)采用彈簧隔振器；管道用軟接管，并用彈簧吊架。

　　有關(guān)其它的工程設(shè)備和需要隔聲的構(gòu)件，均采用常規(guī)的做法處理。

　　三、交響樂(lè)大廳的聲學(xué)測(cè)量和音質(zhì)調(diào)試

　　在交響樂(lè)即將竣工的前后，曾對(duì)所有各項(xiàng)聲學(xué)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)量，并在竣工后的試用階段，聽(tīng)取了樂(lè)團(tuán)的意見(jiàn)進(jìn)行了音質(zhì)調(diào)試。

　　（一）聲學(xué)測(cè)量

　　聲學(xué)測(cè)量的內(nèi)容包括響度、混響時(shí)間、早期反射聲、聲擴(kuò)散、聲場(chǎng)分布、頻率響應(yīng)和噪聲第七項(xiàng)。明晰度（聲能比）C80和低音比BR（溫暖感）是分別根據(jù)脈沖響應(yīng)和混響時(shí)間測(cè)定的結(jié)果計(jì)算求得。現(xiàn)將混響時(shí)間和早期反射聲的測(cè)定結(jié)果分述如下：

　　（1）混響時(shí)間（RT）：

　　混響時(shí)間菜測(cè)定了四次，測(cè)定頻率為63Hz~8000Hz八個(gè)倍頻程的中心頻率。其結(jié)果是中頻（50Hz）滿場(chǎng)為1.82s，空?qǐng)鰹?.19s。

　�。�2）早期反射聲測(cè)定：

　　早期反射聲測(cè)定是在演奏臺(tái)上配置脈沖聲源。在大廳的七個(gè)區(qū)內(nèi)，選擇有代表性的座席測(cè)定其反射聲序列。時(shí)標(biāo)為100ms，由圖內(nèi)可觀察早期反射聲的狀況、反射聲的時(shí)延間隙（t1）和計(jì)算求得明晰度C80和C50。在演奏臺(tái)上聲源取2個(gè)位置，S1和S2，在廳內(nèi)各區(qū)分別測(cè)定27個(gè)點(diǎn)。計(jì)54幅圖。為壓縮篇幅。在圖9內(nèi)列出S1和S2各7個(gè)測(cè)點(diǎn)結(jié)果。由反射聲列圖見(jiàn)，時(shí)延間隙（t1）為3~7ms。

　　由早期反射聲測(cè)定結(jié)果，可用式（2）求得500Hz,1000Hz和2000Hz三個(gè)頻率的C80值，然后取其平均值。即C80（3）的值。交響大廳七個(gè)區(qū)的明晰度C80（3）求得C50（3）見(jiàn)圖10所示。C80（3）的平均值－1．43。

　　通過(guò)聲學(xué)指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果表明：交響樂(lè)大廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo)。

　�。ǘ�）音質(zhì)調(diào)試

　　聲學(xué)設(shè)計(jì)的最終目的是為樂(lè)師和聽(tīng)眾創(chuàng)造優(yōu)異的演奏和聽(tīng)聞環(huán)境。各項(xiàng)聲學(xué)參數(shù)雖然達(dá)到了國(guó)際上“頂有”音樂(lè)廳的指標(biāo)，但是能否獲得同等的主觀評(píng)價(jià)呢？對(duì)此，，由廣州交響樂(lè)團(tuán)進(jìn)行多次配合演出，召開(kāi)座談會(huì)，聽(tīng)取各方面的意見(jiàn)，經(jīng)歸納有如下幾點(diǎn)：

　　·普通反映混響時(shí)間長(zhǎng)，因而層次不夠，清晰度差；

　　·弦樂(lè)器部位（小提琴、中音提琴區(qū)）缺乏反射聲，得不到演奏臺(tái)側(cè)墻的支持；

　　·打擊樂(lè)和鋼管樂(lè)聲級(jí)過(guò)高，相應(yīng)地弦樂(lè)聲較低，影響樂(lè)聲的平衡。

　　根據(jù)上述意見(jiàn)，采取了如下的改善措施：

　�。�1）在演奏臺(tái)上方的球切面反射上，配置人工翻動(dòng)的錐狀可調(diào)吸聲結(jié)構(gòu)，使大廳混響時(shí)間可在1.66~1.82s之間調(diào)節(jié)，適應(yīng)習(xí)慣于較短混響條件下演奏的國(guó)內(nèi)樂(lè)團(tuán)，滿足層次和清晰度的要求。可調(diào)吸聲構(gòu)造見(jiàn)圖11所示，圖12為實(shí)測(cè)可調(diào)混響幅度。

　�。�2）在演奏臺(tái)兩側(cè)凹進(jìn)的演員入口處，設(shè)置凸弧形活動(dòng)聲屏障，增加提琴區(qū)的側(cè)向反射聲，改善樂(lè)師的自我感覺(jué)。

　�。�3）在演奏臺(tái)和合唱隊(duì)的兩個(gè)后墻上，按原設(shè)計(jì)配置錐關(guān)擴(kuò)散體，并在兩個(gè)錐面上插入可調(diào)吸聲板，（一面為七合板，另一面為6mm厚阻燃毯），用以加強(qiáng)演奏臺(tái)的聲擴(kuò)散，以及必要時(shí)降低打擊樂(lè)和銅管樂(lè)的聲級(jí)，求得樂(lè)聲的平衡和融合。

　�。�4）在堂座走道和演奏臺(tái)兩側(cè)樓梯上設(shè)地毯夾，以便在必要時(shí)，鋪設(shè)地毯，進(jìn)一步降低混響至1.5s。

　　四、室內(nèi)樂(lè)廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)

　　星海音樂(lè)廳室內(nèi)樂(lè)廳是以室內(nèi)樂(lè)演奏為主，兼供戲劇演出、會(huì)議和立體聲電影所用的多功能廳。容納462名聽(tīng)眾，有效容積3400m3，每座占容積分7。4m。大廳采用不對(duì)稱的扇表平面，右側(cè)設(shè)在廂座，左側(cè)二層有挑廊，大廳后部設(shè)有三排座席的小樓座，大廳的平、剖面見(jiàn)圖13所示。圖16為大廳內(nèi)景。

　　大廳的不規(guī)則形體有助于廳內(nèi)的聲擴(kuò)散，池座有左側(cè)墻和廂座矮墻提供早期側(cè)向反射聲、廂座和樓座主要由吊頂供給早期反射聲。

　　為滿足多功能使用的要求，同時(shí)使每種功能都有“最佳”的混響時(shí)間，故采用計(jì)算機(jī)調(diào)控的可調(diào)混響裝置�？烧{(diào)的上限值取1.3s，供室內(nèi)樂(lè)演奏使用；下限值是根據(jù)立體聲電影的要求，確定為0.8s，故可調(diào)幅度為0.5s(0.8~1.3s)。并要求125Hz~400Hz的頻率范圍內(nèi)均有接近相同的調(diào)輻量。

　　為了使用人員便于操作，把可調(diào)幅度設(shè)定為五個(gè)檔次，即1.3s,1.2s,1.1s,1.0s,和0.8s.，根據(jù)選定的方式用計(jì)算機(jī)在15s內(nèi)（圓柱體旋轉(zhuǎn)3600需30s）即可調(diào)至要求的混響時(shí)間。也可以無(wú)級(jí)調(diào)至幅值范圍內(nèi)的任何一個(gè)值。

　　可調(diào)吸聲結(jié)構(gòu)采用旋轉(zhuǎn)圓住體和平移的簾幕相結(jié)合的形式：圓柱體直徑為800mm，一半為反射面，另一半為寬頻帶吸聲面，配置左側(cè)墻的上、下部位和后墻上，共設(shè)29個(gè)轉(zhuǎn)體，（側(cè)墻14個(gè)，后墻15個(gè)）；可調(diào)簾幕分三道，配置在廂座側(cè)墻木格柵內(nèi)，共計(jì)可調(diào)面積為大廳總表面積的十分之一。

　　室內(nèi)樂(lè)廳內(nèi)除了可調(diào)吸聲結(jié)構(gòu)以外，其余的墻面均為25mm厚的木板墻，櫸木三合板貼面；木地板；吊頂為輕鋼龍骨石膏板刷涂料；座椅采用相當(dāng)于聽(tīng)眾聲吸收的澳大利亞“西貝”（Sebel）公司產(chǎn)品。座墊和椅背可根據(jù)需要調(diào)節(jié)傾角。

　　室內(nèi)樂(lè)廳的噪聲控制同樣包括隔聲和空調(diào)系統(tǒng)的消聲和減振兩部分。廳內(nèi)的周墻均為內(nèi)隔斷重墻，屋頂為雙層結(jié)構(gòu)，不存在屋面沖擊聲的問(wèn)題。空調(diào)系統(tǒng)采用上送、下回的傳統(tǒng)方式，消聲和減振做法同交響樂(lè)大廳。

　　五、室內(nèi)樂(lè)廳的聲學(xué)測(cè)量和評(píng)價(jià)

　　室內(nèi)樂(lè)廳竣工后曾對(duì)設(shè)計(jì)的八項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定。混響時(shí)間和早期反射聲的測(cè)定結(jié)果如下：

　�。�1）混響時(shí)間（RT）

　　混響時(shí)間的測(cè)定是按設(shè)定的五種可調(diào)混響方式中三種進(jìn)行的；即：1）轉(zhuǎn)體和簾幕均為暴露反射面，即廳內(nèi)具有最長(zhǎng)的混響；2）轉(zhuǎn)體和簾幕吸聲面暴露，廳內(nèi)混響處于最短的情況；3）轉(zhuǎn)體和簾幕的吸聲面各暴露一半，即處于1）2）的中間狀態(tài)。測(cè)定結(jié)果和測(cè)定點(diǎn)配置分別見(jiàn)圖14，最大可調(diào)幅度為0。48s（空?qǐng)觯┖?.42s（滿場(chǎng)）

　　（2）早期反射聲測(cè)定：

　　早期反射聲測(cè)定結(jié)果，可用式（2），式（3）求得500Hz，1000Hz和2000Hz三個(gè)頻率的C80和C50的值，然后取其平均值：即C80（3），室內(nèi)樂(lè)廳8測(cè)點(diǎn)的C80（3）值為2.55~4.93dB，平均值為3.77dB；C50（3）為－0.02~2.38dB,平均值為1.06dB。

　　星海音樂(lè)廳內(nèi)樂(lè)廳的9項(xiàng)聲學(xué)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果表明：全部達(dá)到預(yù)期效果，該廳在調(diào)試期間曾進(jìn)行了廣東省少年鋼琴比賽，以及古箏獨(dú)奏會(huì)，無(wú)論是樂(lè)師和聽(tīng)眾均反映廳內(nèi)音質(zhì)效果極佳。

　　六、音樂(lè)廳聲學(xué)設(shè)計(jì)中幾個(gè)總是的探討

　　通過(guò)星海音樂(lè)廳聲學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐和調(diào)試、試用過(guò)程中我國(guó)音樂(lè)家們反映的各種意見(jiàn)，筆者認(rèn)為有些問(wèn)題值得研討，以便給今后音樂(lè)廳的設(shè)計(jì)提供參考。

　�。ㄒ唬╆P(guān)于交響樂(lè)大廳的“最佳”混響時(shí)間

　　世界著名的傳統(tǒng)音樂(lè)廳混響時(shí)間都比較長(zhǎng)。這無(wú)疑對(duì)我國(guó)音樂(lè)廳設(shè)計(jì)有較大的影響。星海音樂(lè)廳交響樂(lè)大廳的滿場(chǎng)混響時(shí)間也是參考了傳統(tǒng)音樂(lè)廳而確定為1.8s的。

　　但長(zhǎng)的混響時(shí)間不適合國(guó)情，原因首先是我國(guó)的交響樂(lè)團(tuán)，習(xí)慣于在較短混響條件下演奏，這是因?yàn)閲?guó)內(nèi)的自然聲演奏的廳堂沒(méi)有達(dá)到滿場(chǎng)1.8s混響時(shí)間的；其次是我國(guó)音樂(lè)家常以清晰為主要目的。正如我國(guó)著名指揮家嚴(yán)良堃先生在深圳音樂(lè)廳國(guó)際招標(biāo)會(huì)上對(duì)音樂(lè)廳提出的音質(zhì)要求是:“清晰、圓潤(rùn)、宏亮”。這在很大程度上代表了我國(guó)音樂(lè)界的意見(jiàn)。

　　國(guó)外的音樂(lè)家們也未必都喜愛(ài)長(zhǎng)混響的，例如：維也納音樂(lè)廳的混響時(shí)間為2.5s,音樂(lè)家也有不同的意見(jiàn):著名音樂(lè)家’、指揮家卡拉揚(yáng)（H．V．Karajan）就提出：“……大廳唯一不足之處是難以顯示出一些弓上和嘴唇上的技巧，相繼的音符彼此被相互吞沒(méi)”，這明確表明混響太長(zhǎng)了。

　　星海音樂(lè)廳交響樂(lè)大廳在調(diào)試過(guò)程中就是追加了人工調(diào)控混響而同時(shí)滿足了國(guó)內(nèi)、外音樂(lè)家的要求，而獲得好評(píng)的。

　　（二）音樂(lè)廳的形體

　　音質(zhì)良好的傳統(tǒng)音樂(lè)廳均為“鞋盒”式形體，盡端配置演奏臺(tái)，由于跨度窄、容積�。ㄗ�椅寬度和排距�。┮蚨�有較強(qiáng)的早期側(cè)向反射聲，且覆蓋面較大，近年的研究表明：它是傳統(tǒng)音樂(lè)廳所以能獲得良好音質(zhì)的重要因素之一。而控音樂(lè)廳，由于容座大、又要求有舒適的座椅，勢(shì)必容積大，在這種情況下，試圖按“鞋盒”式音樂(lè)廳的比例增大其尺寸去再現(xiàn)傳統(tǒng)音樂(lè)廳的特色，是不可能的。這將改變直達(dá)聲和射聲到達(dá)的時(shí)間和方向，從要命上削弱和惡化其效果，英國(guó)皇家節(jié)日音樂(lè)廳和臺(tái)北文化中心音樂(lè)廳即為典型的例證。因此，對(duì)于大容積的交響樂(lè)大廳應(yīng)在繼承傳統(tǒng)音樂(lè)廳良好品質(zhì)的前提下，突破“鞋盒”式形體。“葡萄園”式（或稱“山谷梯田”形）即為一咱比較適用的形式。它有可能縮短聽(tīng)眾席后排至演奏臺(tái)的距離，從而獲得足夠響度，這對(duì)于自然聲演奏的大廳來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。如果演奏臺(tái)周圍逐漸升起的廂座和樓座欄板或矮墻設(shè)計(jì)得當(dāng)，同樣可以獲得足夠強(qiáng)的、覆蓋面較大的側(cè)向早期反射聲。

　　致于音樂(lè)廳圍護(hù)結(jié)構(gòu)的幾何形式（圓、橢圓、扇形、三角形等……）并不重要，不應(yīng)約束建筑師的創(chuàng)作，但廳內(nèi)裝修所構(gòu)成的空間形式應(yīng)有利于聲的擴(kuò)散，這一點(diǎn)必須做到。

　　（三）關(guān)于音質(zhì)效果的評(píng)價(jià)

　　音樂(lè)廳聲學(xué)設(shè)計(jì)的最終目的是獲得良好的聽(tīng)音效果，也即滿足聽(tīng)眾主觀感受的要求。因此音樂(lè)廳建成后，通過(guò)聲學(xué)測(cè)量核對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，僅完成了客觀量的評(píng)價(jià)，還須進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。有關(guān)音樂(lè)廳音質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)，國(guó)內(nèi)外有很多方法，但較為簡(jiǎn)易有效的方法是通過(guò)樂(lè)團(tuán)多種節(jié)目的演出，聽(tīng)取各方面的意見(jiàn)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，求得評(píng)價(jià)結(jié)果。但在評(píng)價(jià)的實(shí)際工作中，應(yīng)注意如下兩點(diǎn)：

　　（1）樂(lè)隊(duì)在演奏廳內(nèi)空?qǐng)雠啪毑荒茏鳛橹饔^評(píng)價(jià)的依據(jù)。

　　這首先是因?yàn)闃?lè)隊(duì)經(jīng)常在容積小，混響短（一般為1.0s）的排練廳練習(xí),。因而在混響長(zhǎng)達(dá)2.0s以上的演奏廳內(nèi)排練，反差太大；其次是空?qǐng)鰰r(shí)，演奏臺(tái)四周的座席是空的，座椅有反射而影響樂(lè)師的相互聽(tīng)聞。此外，空?qǐng)雠啪氈荒芊从彻鈳熢谘葑嗯_(tái)上的自我感受而不能評(píng)價(jià)大在的聽(tīng)音效果。因此，主觀評(píng)價(jià)時(shí)，至少組織1／3滿座的聽(tīng)眾。既縮短了混響，又有聽(tīng)眾和樂(lè)師兩方面意見(jiàn)。

　　（2）正確、公正的評(píng)價(jià)需要時(shí)間

　　對(duì)新建音樂(lè)廳最初作評(píng)價(jià)是配合聲學(xué)調(diào)試的樂(lè)隊(duì)指揮和樂(lè)師，他們反映的實(shí)際上是演奏臺(tái)上的自我感覺(jué)。而不是大廳的音質(zhì)。如果是空?qǐng)雠啪殻瑒t他們反映的意見(jiàn)多數(shù)是不可靠的；大廳公開(kāi)演出后，廳內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)的聲學(xué)狀態(tài)，音樂(lè)家、音樂(lè)評(píng)價(jià)家和聽(tīng)眾反映的才是真實(shí)的時(shí)質(zhì)效果。但由于音樂(lè)家、指揮家的知名度，新聞媒界報(bào)導(dǎo)大廳的音質(zhì)效果主要聽(tīng)取這些權(quán)威的評(píng)論。很少來(lái)自參加音樂(lè)會(huì)的聽(tīng)眾。但更為正確、公正的評(píng)價(jià)最終應(yīng)取決于包括音樂(lè)家在內(nèi)的廣大聽(tīng)眾；但這需要時(shí)間，一上音質(zhì)優(yōu)異的音樂(lè)廳，應(yīng)經(jīng)得起時(shí)間的考驗(yàn)。

　�。ㄋ模┮魳�(lè)廳屋頂結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)多方考慮

　　音樂(lè)廳的屋頂采用何種形式繪聲繪色是結(jié)構(gòu)工程師的事。但不論選用何種形式，必須考慮音樂(lè)廳某些特殊的要求：

　�。�1）演奏臺(tái)上方的屋架應(yīng)能承重較大的局部荷載，以便吊置重的反射體、燈具和一些機(jī)械設(shè)備；

　�。�2）演奏臺(tái)上方應(yīng)有足夠的高度，使臺(tái)上的聲反射板和照明燈有升降的空間，在音樂(lè)會(huì)開(kāi)演前一般將反射板懸吊在高處，以便使聽(tīng)眾看到演奏臺(tái)的全景，特別當(dāng)設(shè)置管風(fēng)琴時(shí)，更希望大部分聽(tīng)眾都能看到。演奏開(kāi)始時(shí)，才降下反射板和燈具。

　　（3）在承重的屋頂下，音樂(lè)廳的吊頂上應(yīng)設(shè)置一個(gè)工作層，以便配置和操作升降的機(jī)械設(shè)備的設(shè)置通風(fēng)管道。同時(shí)，還可使屋頂有足夠的空氣聲和撞擊聲的隔聲能力。

　　星海音樂(lè)廳選用“馬鞍”形殼體，從結(jié)構(gòu)上沒(méi)有體現(xiàn)殼體的優(yōu)越性（殼體厚達(dá)220mm）同時(shí)又不能滿足上述所提的要求。無(wú)論在聲學(xué)和使用上帶來(lái)很多麻煩。

　　七、結(jié)語(yǔ)

　　星海音樂(lè)廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)自1990年3月與廣東省文化廳和華南理工大學(xué)簽約承接任務(wù)至1998年6月13日啟用，歷經(jīng)八年之久，在這期間進(jìn)行了三次模型試驗(yàn)，四次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，以及大量的聲學(xué)構(gòu)件實(shí)驗(yàn)室測(cè)定和計(jì)算工作。存積了大量資料，本文因受篇幅所限，僅作概要的介紹，供今后音樂(lè)廳設(shè)計(jì)參考。

　　星海音樂(lè)廳首演月的多場(chǎng)國(guó)內(nèi)、外樂(lè)團(tuán)演奏的結(jié)果表明，該廳具有良好的音質(zhì)，受到了一致的好評(píng)，祈望能在國(guó)際優(yōu)異的音樂(lè)廳行列中，占有一席之地。

【擴(kuò)場(chǎng)系統(tǒng)音質(zhì)聲學(xué)設(shè)計(jì)論文】相關(guān)文章：

FPGA數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文04-24

基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科研管理論文09-22

綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目教學(xué)模式應(yīng)用論文07-12

解析科技競(jìng)賽賽務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文04-19

機(jī)器學(xué)習(xí)的服務(wù)器調(diào)優(yōu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文04-20

系統(tǒng)優(yōu)化與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)07-08

關(guān)于景觀導(dǎo)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)方法的論文07-12

庫(kù)存管理系統(tǒng)論文07-24

物資管理系統(tǒng)論文08-06

控制系統(tǒng)論文12-07