——淺談擴(kuò)聲設(shè)備與廳堂體形設(shè)計(jì)

　　航天廣電高級(jí)工程師·婁愛(ài)平

　　擴(kuò)聲設(shè)備的作用是彌補(bǔ)建筑聲學(xué)的不足!

　　這句話(huà)絕對(duì)了些，應(yīng)該說(shuō)是音質(zhì)主動(dòng)控制系統(tǒng)的作用是彌補(bǔ)建筑聲學(xué)的不足，但是我們?cè)谶M(jìn)行擴(kuò)聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，很多時(shí)候忽略了建筑聲學(xué)，而廳堂的體形設(shè)計(jì)正是建筑聲學(xué)中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。

　　在進(jìn)行擴(kuò)聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shù)靠自然聲，擴(kuò)聲系統(tǒng)至多起輔助作用;如果是劇場(chǎng)，在音質(zhì)設(shè)計(jì)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(qū)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(kuò)聲系統(tǒng)，因?yàn)樗匀宦曆莩龅目赡苄院苄?hellip;…

　　以音樂(lè)廳為例，音樂(lè)廳的體型設(shè)計(jì)起初并沒(méi)有理論指導(dǎo)，1962年建成的美國(guó)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(xiàn)改名費(fèi)舍爾音樂(lè)廳。因此，不少人迷信只有鞋盒式才能達(dá)到完美的音質(zhì)。直到1895年，賽賓發(fā)現(xiàn)了計(jì)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(chǔ)。之后，特別是二戰(zhàn)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(jié)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(jié)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(xiǎn)的容易達(dá)到理想音質(zhì)的音樂(lè)廳體型，但是音樂(lè)廳設(shè)計(jì)不同于樂(lè)器設(shè)計(jì)，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(dá)到完美的音質(zhì)效果。

　　那么，廳堂的體形如何設(shè)計(jì)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(jì)后半葉，在歐洲出現(xiàn)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(nèi)部裝飾構(gòu)件。古典音樂(lè)廳之所以出現(xiàn)這種體型，并非設(shè)計(jì)者受什么聲學(xué)原理指導(dǎo)，主要是由于當(dāng)時(shí)的材料、結(jié)構(gòu)和設(shè)備水平所決定的。20世紀(jì)最著名的劇院建筑家喬治伊澤諾爾(Cogelenou)曾指出，古代至19世紀(jì)末，廳堂的寬度從未超過(guò)24.4m,這是由木結(jié)構(gòu)內(nèi)所決定的。至于高項(xiàng)棚，則主要是出于廳堂對(duì)流換氣的需要，使觀(guān)眾產(chǎn)生的熱氣通過(guò)高側(cè)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(cè)向反射聲，高頂棚又使混響時(shí)間較長(zhǎng)，核座包廂與裝飾物則對(duì)聲波起擴(kuò)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(rèn)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(dá)27.7m)。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，鞋盒式音樂(lè)廳成為不少后建的音樂(lè)廳爭(zhēng)相仿效的楷模。例如，1971年建成的美國(guó)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(tǒng)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(shè)計(jì)的柏林愛(ài)樂(lè)樂(lè)廳大膽采用不規(guī)則平面及山地葡萄園式座位區(qū)的新穎形式.并在座位布置中采用環(huán)繞樂(lè)臺(tái)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(tái)的側(cè)面與后面安排部分觀(guān)眾席。這種布局，最早源于英國(guó)廳堂的一種傳統(tǒng)，即在樂(lè)隊(duì)的后部設(shè)合唱區(qū)。當(dāng)不需要合唱隊(duì)時(shí)，合唱區(qū)就成為觀(guān)眾席。但有意識(shí)地布置環(huán)繞式座位區(qū)，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(zhēng)取較多的觀(guān)眾席靠近樂(lè)臺(tái)布置，同時(shí)加強(qiáng)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(tái)側(cè)面和后面的座席音質(zhì)較差。而且，側(cè)面的觀(guān)眾可能首先聽(tīng)到近側(cè)的樂(lè)器聲，對(duì)遠(yuǎn)側(cè)的樂(lè)器聲的聽(tīng)聞就受到影響，不易達(dá)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(tái)后側(cè)的座位。

　　山地葡萄園式的布局使各座位區(qū)高低錯(cuò)落，其欄墻可向臨近座位提供早期反射聲，并且可使聲音擴(kuò)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(qū)布置于不同高度的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的音樂(lè)廳對(duì)聲學(xué)環(huán)境的要求更為考究，音質(zhì)設(shè)計(jì)更為深入細(xì)致。即便是專(zhuān)用音樂(lè)廳，對(duì)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(diào)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(diào)節(jié)，多依賴(lài)于可調(diào)吸聲結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是通?？烧{(diào)吸聲結(jié)構(gòu)對(duì)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(duì)音質(zhì)的影響是并不完全等同的。例如，過(guò)去的廳堂設(shè)計(jì)者常希望音樂(lè)廳中頻混響時(shí)間達(dá)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(shè)混響空間來(lái)提供混響聲，延長(zhǎng)混響時(shí)間，則可兼顧到清晰度的要求。而這靠可調(diào)吸聲結(jié)構(gòu)是不易辦到的。因此，新一代的音樂(lè)廳更注重設(shè)置可調(diào)耦合空間來(lái)改變廳堂的聲學(xué)條件。如1989年建成的美國(guó)達(dá)拉斯的麥耶遜●麥克德?tīng)柲匾魳?lè)廳，以及1991年建成的英國(guó)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(shè)置在樂(lè)臺(tái)后側(cè)，有的設(shè)置在觀(guān)眾廳上部，有的則設(shè)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赏ㄟ^(guò)寬度和高度的變化來(lái)創(chuàng)造可調(diào)耦合空間。美國(guó)著名的阿替克聲學(xué)顧問(wèn)公司構(gòu)想了廳堂新形式，將混響室設(shè)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(cè)面的混響室關(guān)閉時(shí)，門(mén)和拱腹尚可提供早期側(cè)向反射聲，當(dāng)廳堂處于最小體積時(shí)，混響時(shí)間最短，適合于獨(dú)奏和室內(nèi)樂(lè)演出，也可兼作會(huì)堂;當(dāng)處于廳堂寬度拓展至35m時(shí)，廳堂具有較長(zhǎng)的混響時(shí)間，適合于演出交響音樂(lè);當(dāng)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(guī)則形。有的則是上述典型設(shè)計(jì)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(kuò)散頂棚的結(jié)合體。

　　綜上所述，廳堂體形設(shè)計(jì)原則如下：

　?、俪浞掷寐曉吹闹边_(dá)聲。

　?、跔?zhēng)取和控制早期反射聲，使其具有合理的時(shí)間和空間分布。

　?、圻m當(dāng)?shù)臄U(kuò)散處理，使聲場(chǎng)達(dá)到一定的擴(kuò)散程度。

　　④防止出現(xiàn)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(xiàn)的低頻染色現(xiàn)象。