音樂(lè)廳聲學(xué)設(shè)計(jì)之星海音樂(lè)廳

1、 音樂(lè)廳聲學(xué)設(shè)計(jì) 星海音樂(lè)廳陳國(guó)純（200831100101）08級(jí)建筑一班2011-5-29n音樂(lè)廳，顧名思義就是音樂(lè)的廳堂，是舉行音樂(lè)會(huì)及音樂(lè)相關(guān)活動(dòng)的場(chǎng)所，是人們感受音樂(lè)魅力的地方。n音樂(lè)廳通常都裝潢典雅，由音樂(lè)大廳和小劇場(chǎng)等組成，并配備各種樂(lè)器及專(zhuān)業(yè)的音樂(lè)設(shè)備。一座建筑精美風(fēng)格獨(dú)特的音樂(lè)廳本身就是一件藝術(shù)品。 音樂(lè)廳簡(jiǎn)介音樂(lè)廳簡(jiǎn)介音樂(lè)廳設(shè)計(jì)需要考慮的聲學(xué)問(wèn)題音樂(lè)廳設(shè)計(jì)需要考慮的聲學(xué)問(wèn)題n1.混響時(shí)間：混響時(shí)間設(shè)計(jì)合理，聲音厚重雄渾，音質(zhì)豐富飽滿。 n2.結(jié)構(gòu)吸音：材料和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造吸音，避免回聲。 n3.要設(shè)計(jì)觀眾席噪聲盡可能被就地吸收，或被結(jié)構(gòu)反射，避免向舞臺(tái)和其他觀眾方向傳播。n4.

2、要設(shè)置自然通風(fēng)，避免集中空調(diào)噪聲干擾。n5.設(shè)計(jì)力求圓形，使聲音達(dá)到各個(gè)席位距離基本接近。從天壇聲學(xué)奇跡得到的啟示從天壇聲學(xué)奇跡得到的啟示n天壇地處北京市區(qū)東南，是明清兩代帝王祭天和祈禱豐年的祭壇，最初建設(shè)于明代永樂(lè)年間。n其中，回音壁、三音石和圜丘創(chuàng)造了聲學(xué)上的三大奇跡。回音壁回音壁n回音壁是北京天壇皇穹宇的圍墻，高3.72米，厚0.9米，直徑5.2米，周長(zhǎng)193.2米。n回音效果：回音效果：人們講悄悄話，一般在6m以外就聽(tīng)不見(jiàn)。而在回音壁邊上講，即使兩人相距45m輕聲對(duì)話，彼此還聽(tīng)得清清楚楚，就像同伴在跟前與你說(shuō)話一般。n原理：原理：回音壁暗合了聲學(xué)的傳音原理。n圍墻由磨磚對(duì)縫砌成，光滑平

3、整，弧度過(guò)度柔和，有利于聲波的規(guī)則反射。加之圍墻上端覆蓋著琉璃瓦使聲波不至于散漫地消失，更造成了回音壁的回音效果。 三音石三音石n回音效果：回音效果：從皇穹宇臺(tái)階沿路數(shù)的第三塊石頭，游人們到了這里鼓掌一下，可以聽(tīng)到五六次回聲。n原理：原理：因?yàn)槿羰迷诨匾舯趦?nèi)圓心 上，鼓掌聲沿著四面八方的直徑在墻間 來(lái)回反射。因?yàn)閲鷫閳A形，每次聲波 從圍墻反射回來(lái)在圓心會(huì)聚，便是一次 回聲。只是由于聲波在來(lái)回反射的過(guò)程 中逐漸衰減，因此回聲一次比一次微弱， 五、六次后，回聲就微弱到聽(tīng)不出來(lái)。圜丘圜丘n圜丘原是一座三層藍(lán)色琉璃臺(tái)，人們登上臺(tái)頂，站在圓心石上喊話或是拍手，聽(tīng)到的聲音特別洪亮。n原理：原理：原

4、來(lái)臺(tái)頂不是水平的，而 是從中央往四周坡下去。人們站 在臺(tái)中央喊話，聲波從欄桿（臺(tái) 面）上反射到臺(tái)面（欄桿），再 從臺(tái)面（欄桿）反射回耳邊來(lái)。 又因?yàn)猷髑鸬陌霃捷^短，回聲比 原聲延遲時(shí)間很短，以致相混。 人們無(wú)法分辨它的原音與回音， 所以站在圓心石上聽(tīng)起來(lái)，聲音 格外響亮。星海音樂(lè)廳星海音樂(lè)廳n星海音樂(lè)廳位于廣州二沙島，造型奇特，猶如江邊欲飛的天鵝，與藍(lán)天碧水渾然一體。n整體建筑為雙曲拋物面鋼筋 混凝土殼體，室內(nèi)不吊天花 板，做到建筑空間與聲學(xué)空 間融為一體。n我國(guó)目前規(guī)模最大，設(shè)備最 先進(jìn)，功能完備，具有國(guó)際 水平的音樂(lè)廳。n交響樂(lè)大廳是星海音樂(lè)廳的主體，容納1437名聽(tīng)眾。n大廳采用“葡萄園

5、”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。交響樂(lè)大廳交響樂(lè)大廳n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，并存在回聲現(xiàn)象。通過(guò)140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)。 n為加強(qiáng)聽(tīng)眾席后座的聲強(qiáng)，在球切面反射體周?chē)O(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。n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

6、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。n為使大廳達(dá)到中頻滿場(chǎng)1.8s的混響時(shí)間，并使低頻混響提升到2.07s，采取如下幾項(xiàng)措施： 1.增大容積。 2.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。 3.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，如后墻和后部吊頂，設(shè)置錐狀擴(kuò)散體；殼頂拆模后上刷涂料；墻面和地面均貼木板；所有懸吊的反射體采用剛度大的阻燃玻璃鋼結(jié)構(gòu)。n大廳的聲擴(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)自四面八方時(shí)，擴(kuò)散是最好的。 n交響樂(lè)大廳的聲擴(kuò)散是通過(guò)多邊的形體、差落

7、的包廂和樓座欄板，以及頂部懸吊的反射體實(shí)現(xiàn)的。 n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，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)。n傳統(tǒng)音樂(lè)廳之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。 n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。n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。n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，

8、單層230mm 厚的鋼筋混凝土殼體，具有足夠的 空氣隔聲量。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。n空調(diào)系統(tǒng)的消聲和減振：空調(diào)系統(tǒng)的消聲和減振：（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。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，采用側(cè)送、局部頂送和座席地面下回風(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。室內(nèi)樂(lè)廳室內(nèi)樂(lè)廳n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多功能廳，可容納462名聽(tīng)眾。n室內(nèi)大廳采用不對(duì)稱(chēng)扇表平面，右側(cè)設(shè)有廂座，左側(cè)二層有挑廊，大廳

9、后部設(shè)有三排座席的小樓座。n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。n為滿足多功能使用的要求，并具有最佳的混響時(shí)間，故采用計(jì)算機(jī)調(diào)控的可調(diào)混響裝置。n可調(diào)吸聲結(jié)構(gòu)采用旋轉(zhuǎn)圓柱體和平移的簾幕相結(jié)合的形式。n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公司產(chǎn)品。座墊和椅背可根據(jù)需要調(diào)節(jié)傾角。 n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)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

10、?？照{(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。 調(diào)研小結(jié)調(diào)研小結(jié)“最佳最佳”混響時(shí)間混響時(shí)間n世界著名的傳統(tǒng)音樂(lè)廳混響時(shí)間都比較長(zhǎng)。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。n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；其次是我國(guó)音樂(lè)家常以清晰為主要目的。n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。 音樂(lè)廳的形體音樂(lè)廳的形體 n音質(zhì)良好的傳統(tǒng)音樂(lè)廳均為鞋盒式形體。n特點(diǎn)：矩形平面、窄廳、高天花，有一或兩層淺樓座和豐富的裝飾構(gòu)件。n優(yōu)點(diǎn)：較強(qiáng)的早期側(cè)向反 射聲；高天花使廳堂容積 較大，混響時(shí)間較長(zhǎng)；樓 座包廂與裝飾構(gòu)件又使聲 場(chǎng)擴(kuò)散。n典型：維也納音樂(lè)廳。n對(duì)于大容積的交響樂(lè)大廳應(yīng)突破鞋盒式形體，山地葡萄園式及環(huán)繞式是一種比較適用的形式。n環(huán)繞式即在樂(lè)臺(tái)側(cè)、后面安排觀眾席，優(yōu)點(diǎn)是可以爭(zhēng)取較多的觀眾席靠近樂(lè)臺(tái)， 缺點(diǎn)是樂(lè)臺(tái)側(cè)、后面 音質(zhì)較差。n山地葡萄園式使各座 位去高地錯(cuò)落，提供 了其欄墻想臨近坐席 反射聲音的擴(kuò)散。 音樂(lè)廳屋頂結(jié)構(gòu)的選擇音樂(lè)廳屋頂結(jié)構(gòu)的選擇 n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。n演奏臺(tái)上方應(yīng)有足