淺談擴聲設備與廳堂體形設計

——淺談擴聲設備與廳堂體形設計

　　航天廣電高級工程師·婁愛(ài)平

　　擴聲設備的作用是彌補建筑聲學(xué)的不足!

　　這句話(huà)絕對了些，應該說(shuō)是音質(zhì)主動(dòng)控制系統的作用是彌補建筑聲學(xué)的不足，但是我們在進(jìn)行擴聲系統的設計時(shí)，很多時(shí)候忽略了建筑聲學(xué)，而廳堂的體形設計正是建筑聲學(xué)中一個(gè)很重要的環(huán)節。

　　在進(jìn)行擴聲系統的設計時(shí)，首先要考慮的是廳堂的使用功能，如果是音樂(lè )廳，演出時(shí)大多數靠自然聲，擴聲系統至多起輔助作用;如果是劇場(chǎng)，在音質(zhì)設計時(shí)必須兼顧語(yǔ)言、唱詞的清晰度以及音樂(lè )的豐滿(mǎn)度的要求;如果是多功能廳，則要區分是音樂(lè )廳型的多功能廳還是劇場(chǎng)型的多功能廳;如果是體育館，就必須使用擴聲系統，因為它自然聲演出的可能性很小……

　　以音樂(lè )廳為例，音樂(lè )廳的體型設計起初并沒(méi)有理論指導，1962年建成的美國紐約菲哈莫尼音樂(lè )廳，由于音質(zhì)不滿(mǎn)意，四度翻修，1976年最后按鞋盒式體型徹底改建，終于獲得較滿(mǎn)意的音質(zhì)效果，現改名費舍爾音樂(lè )廳。因此，不少人迷信只有鞋盒式才能達到完美的音質(zhì)。直到1895年，賽賓發(fā)現了計算混響時(shí)間的公式，奠定了廳堂聲學(xué)的科學(xué)理論基礎。之后，特別是二戰之后興建的音樂(lè )廳有許多是非鞋盒式，如1951年的倫敦皇家節日廳，1956年斯圖加特的里德廳，1959年的波恩貝多芬音樂(lè )廳、1960年的薩爾茨堡節慶廳，還有1958北京建成的人民大會(huì )堂，音質(zhì)都很好。

　　因此，鞋盒式雖然是一種較保險的容易達到理想音質(zhì)的音樂(lè )廳體型，但是音樂(lè )廳設計不同于樂(lè )器設計，不能千廳一樣，總是需要在建筑形式上不斷創(chuàng )新。事實(shí)上，不少新的音樂(lè )廳體型仍可達到完美的音質(zhì)效果。

　　那么，廳堂的體形如何設計與建造才能使其音質(zhì)效果更優(yōu)呢?

　　以鞋盒式古典音樂(lè )廳、山地葡萄園座席及環(huán)繞式廳和帶有可變耦合混響空間的音樂(lè )廳為例：

　　鞋盒式古典音樂(lè )廳：

　　19世紀后半葉，在歐洲出現了以維也納音樂(lè )友協(xié)音樂(lè )廳為代表的一批被稱(chēng)為鞋盒式的古典音樂(lè )廳。其特點(diǎn)是矩形平面、窄廳、高頂棚有一或兩層淺樓座和較豐富的內部裝飾構件。古典音樂(lè )廳之所以出現這種體型，并非設計者受什么聲學(xué)原理指導，主要是由于當時(shí)的材料、結構和設備水平所決定的。20世紀最著(zhù)名的劇院建筑家喬治伊澤諾爾(Cogelenou)曾指出，古代至19世紀末，廳堂的寬度從未超過(guò)24.4m,這是由木結構內所決定的。至于高項棚，則主要是出于廳堂對流換氣的需要，使觀(guān)眾產(chǎn)生的熱氣通過(guò)高側窗排出室外。而新鮮空氣則由下部進(jìn)人廳堂，保持觀(guān)眾廳空氣的清新。但矩形平面的餐廳恰好能給觀(guān)眾席提供豐富的早期側向反射聲，高頂棚又使混響時(shí)間較長(cháng)，核座包廂與裝飾物則對聲波起擴散作用。這些因素決定了鞋盒式音樂(lè )廳的優(yōu)良音質(zhì)。世界上公認的三個(gè)音質(zhì)最好的大廳:維也納音樂(lè )廳、阿姆斯特丹音樂(lè )廳及波士頓音樂(lè )廳均為鞋盒式(只是阿姆斯特丹音樂(lè )廳較寬，寬度達27.7m)。因此，長(cháng)期以來(lái)，鞋盒式音樂(lè )廳成為不少后建的音樂(lè )廳爭相仿效的楷模。例如，1971年建成的美國肯尼迪表演藝術(shù)中心音樂(lè )廳及1986年建成的柏林紹斯皮爾音樂(lè )廳，基本上是沿用了這種傳統形式。

　　二、山地葡萄園座席及環(huán)繞式廳

　　1963年，由建筑師夏隆和聲學(xué)家克萊默設計的柏林愛(ài)樂(lè )樂(lè )廳大膽采用不規則平面及山地葡萄園式座位區的新穎形式.并在座位布置中采用環(huán)繞樂(lè )臺的新格局。該廳由于具有優(yōu)良的音質(zhì)，動(dòng)搖了只有鞋盒式廳才能產(chǎn)生完美音質(zhì)的神話(huà)。所謂環(huán)繞式布局，即在樂(lè )臺的側面與后面安排部分觀(guān)眾席。這種布局，最早源于英國廳堂的一種傳統，即在樂(lè )隊的后部設合唱區。當不需要合唱隊時(shí)，合唱區就成為觀(guān)眾席。但有意識地布置環(huán)繞式座位區，則是從柏林愛(ài)樂(lè )樂(lè )廳開(kāi)始的。

　　環(huán)繞式布局的優(yōu)點(diǎn)是可爭取較多的觀(guān)眾席靠近樂(lè )臺布置，同時(shí)加強了樂(lè )師與觀(guān)眾的聯(lián)系，活躍了音樂(lè )廳的氣氛。缺點(diǎn)是由于樂(lè )器聲的指向性主要是朝向前方，故位于樂(lè )臺側面和后面的座席音質(zhì)較差。而且，側面的觀(guān)眾可能首先聽(tīng)到近側的樂(lè )器聲，對遠側的樂(lè )器聲的聽(tīng)聞就受到影響，不易達到各聲部的平衡。然而有些觀(guān)眾為了能看清指揮的表情和動(dòng)作，仍寧愿選擇樂(lè )臺后側的座位。

　　山地葡萄園式的布局使各座位區高低錯落，其欄墻可向臨近座位提供早期反射聲，并且可使聲音擴散，因此可取得良好的音質(zhì)效果。這種環(huán)繞式布局以及將座位分區布置于不同高度的設計成了70~80年代音樂(lè )廳的新典范。不少新建的廳堂樂(lè )于采用這種格局。如1973年建成的悉尼歌劇院音樂(lè )廳、1980年建成的舊金山戴維斯交響樂(lè )廳和1982年建成的多倫多羅伊●湯普遜廳等均是環(huán)繞式廳。

　　帶有可變耦合混響空間的音樂(lè )廳

　　80年代以來(lái)，若干新設計的音樂(lè )廳對聲學(xué)環(huán)境的要求更為考究，音質(zhì)設計更為深入細致。即便是專(zhuān)用音樂(lè )廳，對于在其中上演不同類(lèi)型和風(fēng)格的音樂(lè )作品，也希望能調整其空間形式，變化其混響時(shí)間和頻率特性，以便營(yíng)造出與上演的音樂(lè )作品更加貼合的聲學(xué)條件。過(guò)去廳堂混響時(shí)間的調節，多依賴(lài)于可調吸聲結構來(lái)實(shí)現。但是通?？烧{吸聲結構對中高頻吸聲量的改變較為有效，欲改變低頻吸聲量則較為困難。同時(shí)，吸聲量的改變與體積的變化對音質(zhì)的影響是并不完全等同的。例如，過(guò)去的廳堂設計者常希望音樂(lè )廳中頻混響時(shí)間達到2.1s,但為了保證音樂(lè )清晰度的要求，往往采取折衷的辦法，使之縮短為1.65-1.75s。如果在音樂(lè )廳中另設混響空間來(lái)提供混響聲，延長(cháng)混響時(shí)間，則可兼顧到清晰度的要求。而這靠可調吸聲結構是不易辦到的。因此，新一代的音樂(lè )廳更注重設置可調耦合空間來(lái)改變廳堂的聲學(xué)條件。如1989年建成的美國達拉斯的麥耶遜●麥克德?tīng)柲匾魳?lè )廳，以及1991年建成的英國伯明翰交響樂(lè )廳等都采取這種形式。

　　這種耦合房間有的設置在樂(lè )臺后側，有的設置在觀(guān)眾廳上部，有的則設置在觀(guān)眾廳旁邊，還有的廳堂考慮利用地下空間聲場(chǎng)的作用?？傊?，可通過(guò)寬度和高度的變化來(lái)創(chuàng )造可調耦合空間。美國著(zhù)名的阿替克聲學(xué)顧問(wèn)公司構想了廳堂新形式，將混響室設在與觀(guān)眾廳同一水平上，同時(shí)具有垂直可移動(dòng)的頂棚。這些側面的混響室關(guān)閉時(shí)，門(mén)和拱腹尚可提供早期側向反射聲，當廳堂處于最小體積時(shí)，混響時(shí)間最短，適合于獨奏和室內樂(lè )演出，也可兼作會(huì )堂;當處于廳堂寬度拓展至35m時(shí)，廳堂具有較長(cháng)的混響時(shí)間，適合于演出交響音樂(lè );當處于高度可與教堂相類(lèi)比，寬度仍為35m，適合于管風(fēng)琴音樂(lè )或大型合唱和交響樂(lè )作品的演出。

　　有些音樂(lè )廳則屬于上述典型體型的變型，如扇形、鐘形及多邊形等，還有其它不規則形。有的則是上述典型設計的混合物，如建于1986年的日本東京三得利音樂(lè )廳可視為采用鞋盒式廳的基本是矩形的平面以及山地葡萄園形環(huán)繞式廳的座位布置和凸弧狀擴散頂棚的結合體。

　　綜上所述，廳堂體形設計原則如下：

　?、俪浞掷寐曉吹闹边_聲。

　?、跔幦『涂刂圃缙诜瓷渎?，使其具有合理的時(shí)間和空間分布。

　?、圻m當的擴散處理，使聲場(chǎng)達到一定的擴散程度。

　?、芊乐钩霈F聲學(xué)缺陷，如回聲、多重回聲、聲聚集、聲影以及在小房間中可

　　能出現的低頻染色現象。