中國河北藝術(shù)中心音樂廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)

1、中國河北藝術(shù)中心音樂廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)中國河北藝術(shù)中心音樂廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)概述.LWlm 雜技表演廳和980座的音樂廳，以及相關(guān)的配套用房和效勞設(shè)施。音樂廳以演奏交響樂和室內(nèi)樂為主，兼供其它多項(xiàng)功能使用。包容980名聽眾(池座535名，樓座445名)，有效容積8 500m3，每座占容積8.7m3，總外表積3 368m2。為適應(yīng)多功能使用要求，并使每項(xiàng)功能均具最正確混響時(shí)間，音樂廳采用了圓柱形轉(zhuǎn)體和簾幕相結(jié)合的可調(diào)吸聲裝置，分布式計(jì)算機(jī)調(diào)控。音樂廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)音樂廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)指標(biāo)確實(shí)定、體形分析、混響時(shí)間的控制、噪聲控制、主客觀聲學(xué)指標(biāo)的測試和調(diào)試等幾方面，現(xiàn)分述如下：聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)確實(shí)定聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)

2、是在參考國外資料、結(jié)合國情、聽取有關(guān)部門的意見并獲得業(yè)主認(rèn)可的條件下確定的。音樂廳所確定的各項(xiàng)聲學(xué)設(shè)計(jì)控制指標(biāo)，見表1所示：音樂廳的體形設(shè)計(jì)體形設(shè)計(jì)關(guān)系到廳內(nèi)的聲擴(kuò)散、聲場分布、頻率響應(yīng)、早期反射聲的強(qiáng)度和分布、后座的響度和消除音質(zhì)缺陷等一系列的聲學(xué)問題。因此，聲學(xué)設(shè)計(jì)必須在方案階段就進(jìn)入角色。藝術(shù)中心音樂廳的平面采用六角形，它比傳統(tǒng)的鞋盒式要有利得多，表如今如下幾方面：聽眾席處在倒扇形的平面內(nèi)，前、中區(qū)的聽眾比鞋盒式在相對應(yīng)的座席有更多的早期傾向反射聲。消除了平行墻面引起的回聲，在沒有的巴洛克裝修的現(xiàn)代音樂廳內(nèi)，是非常有利的設(shè)施。所有的聽眾席均在聲源最正確的投影角范圍內(nèi)，從而有良好的方向性和

3、頻率響應(yīng)。傳統(tǒng)鞋盒式音樂廳兩側(cè)廊座前半局部那么方向性很差。在聽眾人數(shù)一樣的情況下，縮短了后座至臺口的間隔 ，藝術(shù)中心音樂廳樓座后排至演奏臺間隔 僅為23m，同時(shí)還可減少后部聽眾人數(shù)。演奏臺構(gòu)成喇叭形，它比鞋盒式矩形演奏臺節(jié)省了面積，且有利于樂師間的互相聽聞和把融洽后的樂聲傳播至聽眾席。通過上述分析比照，藝術(shù)中心音樂廳在容量不大的情況下，仍不采用傳統(tǒng)的鞋盒式，而采用六角形平面。音樂廳的剖面設(shè)計(jì)，把演奏臺的吊頂壓低，以使前區(qū)聽眾早期反射聲的時(shí)延間隙縮短，同樣，在較矮的吊頂下還懸吊了球切面擴(kuò)散體，使樂師間有較好的互相聽聞條件；臺口前的錐狀反射板，主要為加強(qiáng)后座聲級而設(shè)置；為了加強(qiáng)聲擴(kuò)散，大廳的側(cè)墻配

4、置半圓柱體，可調(diào)圓柱形轉(zhuǎn)體，當(dāng)反射面暴露時(shí)也為圓柱體。音樂廳的平、剖面和內(nèi)景分別見圖2和圖4所示。可調(diào)混響時(shí)間的設(shè)計(jì)1一個(gè)近代音樂廳，無論是專業(yè)的或供多功能使用，都必須設(shè)置可調(diào)混響裝置。理由很簡單：首先，不同音樂作品要求有各自的混響時(shí)間，為使每個(gè)作品都有最正確的混響時(shí)間就要求有可調(diào)裝置；其次是為了充分發(fā)揮音樂廳的使用效率，進(jìn)步經(jīng)濟(jì)和社會效益，擴(kuò)大其使用范圍是完全應(yīng)該的，這是近代廳堂設(shè)計(jì)必須考慮的實(shí)際問題。對此，音樂廳設(shè)置了用計(jì)算機(jī)調(diào)控的混響裝置。為確?？烧{(diào)混響實(shí)效，遵循如下設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么：可調(diào)構(gòu)造可變吸聲構(gòu)造，當(dāng)反射面暴露時(shí)，應(yīng)對低頻有較低的聲吸收，并能起到聲擴(kuò)散的作用；可變吸聲構(gòu)造應(yīng)具有操作簡便

5、、性能可靠和先進(jìn)的調(diào)節(jié)手段。廳內(nèi)各界面的用材廳內(nèi)各界面用材設(shè)計(jì)，主要為了控制混響、獲得良好音色和消除音質(zhì)缺陷；廳內(nèi)墻面均采用多層板外貼三合板的構(gòu)造；可調(diào)圓柱體的反射面是在20mm厚的松木企口板外貼三合板；樓座后墻為木格柵內(nèi)設(shè)可調(diào)簾幕；池座后墻為條木吸聲構(gòu)造，木地面和架空木板演奏臺，石膏板吊頂。廳內(nèi)座椅是音樂廳內(nèi)影響最大的吸聲體，為減少其吸聲量，并盡可能接近聽眾本身的吸聲量，采用硬木板椅，僅靠墊和座墊為軟包的構(gòu)造。噪聲控制音樂廳的噪聲控制包括圍護(hù)構(gòu)造(墻、天花和門、窗)的隔聲和空調(diào)系統(tǒng)的消聲、減振設(shè)計(jì)兩局部。前者做了構(gòu)件隔聲量的計(jì)算和試驗(yàn)，確保各構(gòu)件均有所需的計(jì)權(quán)隔聲量；后者均做了消聲、減振(根

6、底和管道)和限制氣流速度的設(shè)計(jì)，以確保廳內(nèi)噪聲到達(dá)設(shè)計(jì)指標(biāo)。音樂廳的聲學(xué)測量音樂廳建成后的聲學(xué)測定，包括混響時(shí)間、聲場不均勻度、早期反射聲、明晰度和噪聲級等內(nèi)容?，F(xiàn)分述如下：混響時(shí)間(RT)測定2混響時(shí)間測定按廳內(nèi)可調(diào)吸聲構(gòu)造處在三種不同吸聲狀態(tài)下進(jìn)展，其結(jié)果見表2所示：溫暖感(低音比)BR溫暖感是低音的提升程度，它表征音樂的飽滿度，它是低頻混響與中頻混響時(shí)間的比值，即(空場)，滿場為1.04。聲場不均勻度Delta;Lp聲場不均勻度是以廳內(nèi)測得的最大聲壓級Pmax與最小聲壓級Pmin的差值來表征，即Delta;Lp=Pmax-Pmin(dB)，測定結(jié)果列于表3。早期反射聲序列測定 表征反射聲

7、優(yōu)、劣的狀況，通常采用明晰度(聲能比)C值，即早期聲能與后期聲場之比的分貝值，并以80ms(音樂)和50ms(語言)為時(shí)界，即：早期反射聲時(shí)延間隙tI 后座響度L廳內(nèi)后座響度，由于后座(樓上)至演奏臺僅為23m，池座小于20m，因此，在交響樂自然聲演奏時(shí)，聲壓級均大于80dBA(峰值)。廳內(nèi)噪聲級N廳內(nèi)實(shí)測背景噪聲為27dBA，開空調(diào)時(shí)29.7dBA。關(guān)于廳內(nèi)是否存在音質(zhì)缺陷，通過脈沖響應(yīng)測試和聲衰減曲線進(jìn)展分析說明，廳內(nèi)沒有音質(zhì)缺陷。以上即為音樂廳聲學(xué)測試的8項(xiàng)內(nèi)容。聲學(xué)測定結(jié)果的分析、評價(jià)和調(diào)試上述各項(xiàng)聲學(xué)參數(shù)的測定結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)(見表1)相對應(yīng)，可以肯定設(shè)計(jì)到達(dá)了預(yù)期的指標(biāo)。通過試用，音樂家、樂師和聽眾普遍認(rèn)為音樂具有良好的音質(zhì)，表如今音色純真、音節(jié)明晰、聲學(xué)圓潤、低音有較好的飽滿度。特別是通過計(jì)算機(jī)調(diào)控混響時(shí)間裝置，滿足了不同音樂作品和類別(交響樂、室內(nèi)樂、合唱音樂等)對混響時(shí)間的要求，給予很高的評價(jià)。但也有少數(shù)音樂愛好者和樂師認(rèn)為池座5排至8排的中間座席尚感早期反射聲