廣東星海音樂廳交響樂大廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)

項(xiàng)端祈　王　崢　陳金京

摘要：目前國內(nèi)各大城市正在建設(shè)或籌建中的音樂廳為數(shù)甚多。由于音樂廳均為自然聲演出、且音質(zhì)要求很高，因而有別于國內(nèi)大量建造的、采用擴(kuò)聲系統(tǒng)的廳堂，對(duì)此，本文就近年竣工交付使用的廣東星海音樂廳交響樂廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)作一概要介紹，并就其中的一些聲學(xué)問題提出個(gè)人的見解。關(guān)鍵詞：音樂廳聲學(xué)設(shè)計(jì)自然聲演出Abstract: At present many concert halls are being or will be constructed in many big cities of our country. Because of the requirements for natural sound performance and high level acoustics, the acoustic design of concert hall is rather different from that of general auditorium which are usually depended on sound system. In this paper the acoustic design of symphony hall of Xing Hai Concert hall of Guangdong Province, which was completed on March 3,1998, is introduced briefly and some personal ideas about acoustic design of concert hall are put forward.Key Words:Concert hall, Acoustical design, Natural sound performace.

一 概述

星海音樂廳是以人民音樂家冼星海_②的名字命名的。音樂廳建于珠江之畔風(fēng)光旖旎的二沙島上。它與已建的美術(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。

星海音樂廳包括交響樂大廳，室內(nèi)樂廳，音樂欣賞室，排練廳，琴房，音樂資料館，水上演奏臺(tái)，音樂噴泉和各種配套用房。建筑面積18 000_m2，是我國目前規(guī)模最大、設(shè)備先進(jìn)和音質(zhì)優(yōu)異的現(xiàn)代化音樂廳。也是我國第一座采用“葡萄園”形(或稱山谷梯田形)配置方式的音樂廳。音樂廳的總平面見圖2。

星海音樂廳于1998年6月13日——冼星海誕生日正式使用。廣州交響樂團(tuán)和中國交響樂團(tuán)合唱團(tuán)進(jìn)行首場演出。演奏了鋼琴協(xié)奏曲《黃河》和貝多芬第九交響曲《歡樂頌》，獲得成功。

二 交響樂大廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)和實(shí)施策略

星海音樂廳這座華麗的藝術(shù)殿堂是為滿足廣大觀眾欣賞高雅音樂的殷切需求、并作為國內(nèi)外文化交流的基地和窗口而建造的。音樂廳設(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)國際上獲得“頂級(jí)”音質(zhì)效果的音樂廳為參照對(duì)象，廣泛聽取我國音樂家和聲學(xué)家的意見確定的。交響樂廳的各項(xiàng)“最佳”音質(zhì)指標(biāo)見表1所示。

為壓縮篇幅，將竣工調(diào)試后實(shí)測的各項(xiàng)指標(biāo)簡述于表內(nèi)

為實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)指標(biāo)、確保獲得良好的音質(zhì)，采取了如下的策略：

初步設(shè)計(jì)階段：通過計(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)和各種聲學(xué)構(gòu)件聲學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)室測定，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，并在交響樂大廳主體結(jié)構(gòu)完成后，進(jìn)行首次混響和聲場分布的現(xiàn)場測定；

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)測定與樂團(tuán)試用時(shí)主觀感受相結(jié)合的方法，做多次調(diào)試、修改裝修、直至達(dá)到預(yù)期的效果。星海音樂廳通過三個(gè)月的調(diào)試工作，才實(shí)現(xiàn)所要求的演奏和聽聞效果。

三 交響樂大廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)

交響樂大廳是星海音樂廳的主體。容納1 437名聽眾，有效容積12 400_m3，每座占容積8.6_m3，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[1][2]，這是傳統(tǒng)音樂廳所以能獲得良好音質(zhì)的重要原由。而傳統(tǒng)音樂廳則是通過窄跨度的側(cè)墻實(shí)現(xiàn)的。因此，這種形式不僅繼承了傳統(tǒng)音樂廳所具有的良好品質(zhì)，又能適應(yīng)現(xiàn)代大容量音樂廳的各種需求。它自1963年德國柏林“愛樂”交響樂大廳首創(chuàng)至今，在國際上已被廣泛采用，但在國內(nèi)尚屬首次。

大廳的屋蓋選用“馬鞍”形殼體。建筑師的原意是試圖利用殼體結(jié)構(gòu)本身的形體去獲得聲擴(kuò)散和均勻的聲場分布，而不必追加專門的反射結(jié)構(gòu)。實(shí)際上這是一種誤解，原因在于：

⑴大廳地面離殼頂最低部位約14m，因此，堂座前，中區(qū)和臺(tái)兩側(cè)廂座內(nèi)的一次反射聲與直達(dá)聲之間的聲程差均超過17m(時(shí)差大于50ms)，可能引起回聲；

⑵“馬鞍”形殼頂?shù)乃袡M剖面均為凹弧形面而引成聲聚焦，從而造成聲場不均。通過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)。即為大廳橫剖面計(jì)算機(jī)模型顯示的聲反射圖，可見聲聚焦的狀況。

此外，在大廳殼體拆模后的現(xiàn)場測定均表明，頂部不懸吊反射板時(shí)，廳內(nèi)聲場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)樂師間的相互聽聞，提高演奏的整體性。同時(shí)也使堂座前區(qū)和廂座聽眾獲得較強(qiáng)的頂部早期反射聲。

為加強(qiáng)聽眾席后座的聲強(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)均勻的聲場分布。

交響樂大廳的平、剖面，和建成后的內(nèi)景分別見圖4～圖6所示。

為使大廳達(dá)到中頻(500Hz)滿場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8.6m3;

·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)木龍骨架空地板；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，并使其吸聲量接近聽眾的吸聲量，從而減少廳內(nèi)空、滿場混響時(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)，縮尺模型的測定結(jié)果僅中頻較為接近，其它頻率偏差較大，這是因?yàn)槟M材料不可能在很寬的頻率范圍內(nèi)有一一對(duì)應(yīng)的吸聲性能。

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)聽眾感到樂聲似乎以相等的幅度來自四面八方時(shí)，擴(kuò)散是最好的。[3]表征聲擴(kuò)散的指標(biāo)是d，它定義為：廳內(nèi)聲場擴(kuò)散值與自由場擴(kuò)散值之比，即d=1－m/m。 (1)

式中m——為廳內(nèi)聲場的擴(kuò)散值；

m_o——為在自由聲場的擴(kuò)散值(由杭州電聲廠消聲室內(nèi)測定)；

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

m_o——的求法同m，只是在自由聲場中；

交響樂大廳的聲擴(kuò)散是通過多邊的形體、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)測定的結(jié)果表明，大廳具有良好的聲擴(kuò)散。

對(duì)于音樂廳來說，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)槁牨娫谝髽仿晛碜愿鞣降耐瑫r(shí)，還希望有一定的方向感，即樂聲來自演奏臺(tái)。

傳統(tǒng)音樂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。因此近年所建音樂廳無不考慮早期側(cè)向反射聲的設(shè)計(jì)。星海交響樂廳是通過側(cè)墻、廂座欄板、樓座矮墻對(duì)所覆蓋的聽眾席提供早期側(cè)向反射聲的；此外，殼頂下懸吊的反射體也給聽眾席提供頂部的早期反射聲。

早期反射聲的狀況，可以通過脈沖聲測定獲得測點(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)。[4]時(shí)間的分界為80ms(以音樂豐滿為主的廳堂)和50ms(以清晰為主的廳堂)。其表示式為：

聲能比C80，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、1 000Hz和2 000HzC₈₀的平均值C₈₀(3)作為評(píng)價(jià)音樂廳的指標(biāo)，其最佳值為0～-4.0。

交響樂大廳的噪聲控制，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，具有足夠的空氣聲隔聲量(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)的消聲和減振，是大廳獲得良好聽聞條件的最基本的保證。開啟空調(diào)時(shí)廳內(nèi)噪聲不得大于28dBA，即以聽不到空調(diào)噪聲為設(shè)計(jì)指標(biāo)。對(duì)此，采取了如下措施：

⒈在空調(diào)系統(tǒng)的管路系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置阻、抗復(fù)合型消聲器，減低風(fēng)機(jī)噪聲沿管路傳至廳內(nèi)。

⒉防止氣流噪聲，限制流速：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。

⒊送風(fēng)與回風(fēng)量相適應(yīng)，即采用1:1的送回風(fēng)比例。

⒋全部空調(diào)、制冷設(shè)備均做隔振處理，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。_[5]

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。

在交響樂廳即將竣工的前后，曾對(duì)所有各項(xiàng)聲學(xué)指標(biāo)進(jìn)行了測量，并在竣工后的試用階段，聽取了樂團(tuán)的意見進(jìn)行了音質(zhì)調(diào)試。

四 交響樂大廳的聲學(xué)測量

和音質(zhì)調(diào)試

⒈聲學(xué)測量

聲學(xué)測量的內(nèi)容包括響度、混響時(shí)間、脈沖響應(yīng)、聲擴(kuò)散、聲場分布、頻率響應(yīng)和噪聲等七項(xiàng)。明晰度(聲能比)C₈₀和低音比BR(溫暖感)是根據(jù)脈沖響應(yīng)和混響時(shí)間測定的結(jié)果計(jì)算求得。現(xiàn)分述如下：

⑴響度(L) ：

響度是演奏過程中代表音量大小的指標(biāo)，最直接代表音量的是聲壓級(jí)。測點(diǎn)在樓座聽眾席的最后排，用Leq(A)進(jìn)行測定，時(shí)間是3分鐘。由于聲壓級(jí)隨曲目的類別、時(shí)間而變化，不可能很精確。通過幾個(gè)節(jié)目的測定結(jié)果，取其平均值為78～89dBA。

⑵混響時(shí)間(T) ：

混響時(shí)間共測定了四次，測定頻率為63Hz～8 000Hz八個(gè)倍頻程的中心頻率。其結(jié)果是中頻(500Hz)滿場為1.82s，空?qǐng)鰹?.19s。

⑶低音比(BR) ：

低音比(又稱溫暖感)定義為低頻混響時(shí)間(T₁₂₅+T₂₅₀)與中頻混響時(shí)間(T₅₀₀+T₁₀₀₀)之比，即：

根據(jù)實(shí)測混響時(shí)間求得的BR=1.13

⑷聲擴(kuò)散(d) ：_[6]

聲擴(kuò)散是通過配置在聲透鏡內(nèi)的傳聲器旋轉(zhuǎn)360°，測得來自各方向聲壓級(jí)的圖形，由式(1)求得。測點(diǎn)選定在離聲源15m以內(nèi)的堂座和廂座內(nèi)，因?yàn)殡x聲源越遠(yuǎn)，擴(kuò)散值d就越大。池座內(nèi)4個(gè)測點(diǎn)方向性擴(kuò)散，由式(1)求得的擴(kuò)散值為d₁=0.87，d₂=0.85，d₃=0.93，d₄=0.91，平均值為0.89。

⑸聲場分布測定(ΔL_p) ：

聲場分布的狀況是通過廳內(nèi)各座席的聲壓級(jí)測定。其最大值P_max與最小值P_min的差值，即為聲場不均勻度ΔLp(dB)。

ΔL_p=P_max-P_min(dB) (4)

大廳內(nèi)測得的聲場不均勻值為：

125Hz:5.3dB； 500Hz:4.5dB；2000Hz:6.2dB；

⑹頻率響應(yīng)(F) ：

頻率響應(yīng)是聽眾席任一位置上接收到的各頻率(63Hz～8000Hz)的聲壓級(jí)值。各頻率聲壓級(jí)的最大差值，為頻率不均勻度F，應(yīng)小于10dB。

全廳各區(qū)共測27個(gè)點(diǎn)，頻率不均勻度F均小于8.5dB，頻率響應(yīng)的圖形見圖7所示。(圖內(nèi)僅列出12個(gè)測點(diǎn))

⑺早期反射聲時(shí)延間隙(t_I) ：

早期反射聲測定是在演奏臺(tái)上配置脈沖聲源。在大廳的7個(gè)區(qū)內(nèi)，選擇有代表性的座席測定其反射聲序列。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(tI)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，S_1和S2，在廳內(nèi)各區(qū)分別測定27個(gè)點(diǎn)。計(jì)54幅圖。為壓縮篇幅。在圖8內(nèi)僅列出S₁和S₂各7個(gè)測點(diǎn)結(jié)果。由反射聲序列圖可見，時(shí)延間隙(t_I)為3～7ms。

⑻明晰度(C₈₀(3) ：[4]

由早期反射聲測定結(jié)果，可用式(2)求得500Hz、1 000Hz和2 000Hz三個(gè)頻率的C₈₀值，然后取其平均值，即C₈₀(3)。同樣可用式(3)求得C₅₀(3)的值。交響大廳七個(gè)區(qū)的明晰度C₈₀(3）的平均值為-1.43。

⑼噪聲級(jí)(N) ：

噪聲測定是在空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到正常運(yùn)行工況時(shí)進(jìn)行的。測定值為26.5dBA，背景噪聲為24.5dBA。

⑽音質(zhì)缺陷：

音質(zhì)缺陷沒有做專門的測試，而是借助于脈沖聲測定和混響時(shí)間測定所得的聲衰減曲線進(jìn)行分析，觀察判別的，并結(jié)合耳聽，確定廳內(nèi)無音質(zhì)缺陷。

通過上述10項(xiàng)聲學(xué)指標(biāo)的測定表明：交響樂大廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo)。

⒉音質(zhì)調(diào)試

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

·普遍反映混響時(shí)間長，因而層次不夠，清晰度差；

·弦樂器部位(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；

·打擊樂和銅管樂聲級(jí)過高，相應(yīng)地弦樂聲較低，影響樂聲的平衡。

根據(jù)上述意見，采取了如下的改善措施：

⑴在演奏臺(tái)上方的球切面反射體上，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內(nèi)樂團(tuán)，滿足層次和清晰度的要求。

⑵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，改善樂師的自我感覺。

⑶在演奏臺(tái)和合唱隊(duì)的兩個(gè)后墻上，按原設(shè)計(jì)配置錐狀擴(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)降低打擊樂和銅管樂的聲級(jí)，求得樂聲的平衡和融合。

⑷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。

上述修正措施，在近3個(gè)月內(nèi)完成。

五 音樂廳聲學(xué)設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題的探討

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

⒈關(guān)于交響樂大廳的“最佳”混響時(shí)間

世界著名的傳統(tǒng)音樂廳混響時(shí)間都比較長。[7]這無疑對(duì)我國音樂廳的設(shè)計(jì)有較大的影響。星海音樂廳交響樂大廳的滿場混響時(shí)間主要也是參考了傳統(tǒng)音樂廳而確定為1.8s的。

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

國外的音樂家們也未必都喜愛長混響， 例如：維也納音樂廳的混響時(shí)間為2.05s，音樂家也有不同的意見：[8]著名音樂家、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”，這明確表明混響太長了。

考慮到建造一個(gè)音樂廳，不僅首先要滿足國內(nèi)音樂家對(duì)音質(zhì)的要求，同時(shí)必須要適應(yīng)國外樂團(tuán)的要求，而國外近年新建的音樂廳幾乎均在1.8s以上。此外，還要滿足管風(fēng)琴演奏和一些現(xiàn)代浪漫派音樂作品需要長混響的要求。在這種情況下，唯一有效的解決辦法是采用計(jì)算機(jī)調(diào)控混響時(shí)間裝置，而這種技術(shù)在國內(nèi)已很成熟。星海音樂廳交響樂大廳在調(diào)試過程中就是追加了人工調(diào)控混響而同時(shí)滿足了國內(nèi)外音樂家的要求而獲得好評(píng)的。

⒉音樂廳的形體

音質(zhì)良好的傳統(tǒng)音樂廳均為“鞋盒”式形體，盡端配置演奏臺(tái)，由于跨度窄、容積小(座椅寬度和排距小)因而有較強(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)音樂廳所以能獲得良好音質(zhì)的重要因素之一。而近代音樂廳，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”式音樂廳的比例增大其尺寸去再現(xiàn)傳統(tǒng)音樂廳的特色，是不可能的。這將改變直達(dá)聲和反射聲到達(dá)的時(shí)間和方向，從根本上削弱和惡化其效果，英國皇家節(jié)日音樂廳和臺(tái)北文化中心音樂廳即為典型的例證。因此，對(duì)于大容積的交響樂大廳應(yīng)在繼承傳統(tǒng)音樂廳良好品質(zhì)的前提下，突破“鞋盒”式形體。

“葡萄園”式(或稱“山谷梯田”形)即為一種比較適用的形式。它有可能縮短聽眾席后排至演奏臺(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說是至關(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。

至于音樂廳圍護(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。

⒊關(guān)于音質(zhì)效果的評(píng)價(jià)

音樂廳聲學(xué)設(shè)計(jì)的最終目的是獲得良好的聽音效果，即滿足聽眾主觀感受的要求。因此音樂廳建成后，通過聲學(xué)測量核對(duì)測定數(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)音樂廳音質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)，國內(nèi)外有很多方法，但較為簡易有效的方法是通過樂團(tuán)多種節(jié)目的演出，聽取各方面的意見，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)：

⑴樂隊(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)闃逢?duì)經(jīng)常在容積小，混響短(一般為1.0s)的排練廳內(nèi)練習(xí)。因而在混響長達(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師的相互聽聞。此外，空?qǐng)雠啪氈荒芊从硺穾熢谘葑嗯_(tái)上的自我感受而不能評(píng)價(jià)大廳的聽音效果。因此，主觀評(píng)價(jià)時(shí)，至少應(yīng)組織1/3滿座的聽眾。既縮短了混響，又有聽眾和樂師兩方面意見。

⑵正確、公正的評(píng)價(jià)需要時(shí)間

對(duì)新建音樂廳最初作出評(píng)價(jià)的是配合聲學(xué)調(diào)試的樂隊(duì)指揮和樂師，他們反映的實(shí)際上是演奏臺(tái)上的自我感覺，而不是大廳的音質(zhì)。如果是空?qǐng)雠啪殻瑒t他們反映的意見多數(shù)是不可靠的，大廳公開演出后，廳內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)的聲學(xué)狀態(tài)，音樂家、音樂評(píng)論家和聽眾反映的才是真實(shí)的音質(zhì)效果。但由于音樂家、指揮的知名度高，新聞媒界報(bào)導(dǎo)大廳的音質(zhì)效果主要聽取這些權(quán)威的評(píng)論，很少來自參加音樂會(huì)的聽眾。而正確、公正的評(píng)價(jià)最終應(yīng)取決于包括音樂家在內(nèi)的廣大聽眾，這需要時(shí)間，一個(gè)音質(zhì)優(yōu)異的音樂廳，應(yīng)經(jīng)得起時(shí)間的考驗(yàn)。

⒋音樂廳屋頂結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)多方考慮

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

⑴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。

⑵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 ，在音樂會(huì)開演前一般將反射板懸吊在高處，以便使聽眾看到演奏臺(tái)的全景，特別當(dāng)設(shè)置管風(fēng)琴時(shí)，更希望大部分聽眾都能看到，演奏開始時(shí)，才降下反射板和燈具。

⑶在承重的屋頂下，音樂廳的吊頂上應(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)備和設(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。

星海音樂廳選用“馬鞍”形殼體，從結(jié)構(gòu)上沒有體現(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。無論在聲學(xué)和使用上帶來很多麻煩)。

六 結(jié)語

星海音樂廳的聲學(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)8年之久，在這期間進(jìn)行了3次模型試驗(yàn)，4次現(xiàn)場測定，以及大量的聲學(xué)構(gòu)件實(shí)驗(yàn)室測定和計(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，供今后音樂廳設(shè)計(jì)參考。

星海音樂廳交響樂大廳在首演月期間，已有廣州交響樂團(tuán)、中國交響樂團(tuán)，以色列和澳大利亞交響樂團(tuán)，以及德國管風(fēng)琴演奏家在廳內(nèi)獻(xiàn)藝。我國著名音樂家、指揮家李德倫、吳祖強(qiáng)先生、中國交響樂團(tuán)指揮陳佐湟博士，以色列樂團(tuán)指揮菲利普·恩特蒙，德國著名管風(fēng)琴演奏家托斯騰·梅德等均對(duì)大廳的優(yōu)異音質(zhì)給予很高的評(píng)價(jià)。祈望該廳能在國際優(yōu)異的音樂廳行列中，占有一席之地。

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[8]項(xiàng)端祈，<工程聲學(xué)>P31，北京大學(xué)出版社，1996.9.

注：①建筑設(shè)計(jì)：林永祥(華南理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)院總建筑師)

裝修設(shè)計(jì)：王中石(廣東省集美設(shè)計(jì)工程公司總經(jīng)理)

聲學(xué)裝修施工：鐘一聞(廣東省建筑裝飾集團(tuán)公司)

②冼星海：(1905.6.13-1945.10.30)現(xiàn)代作曲家。原藉廣東番禺，他曾在北京藝專、上海國立音樂學(xué)院和法國巴黎音樂學(xué)院學(xué)習(xí)。1935年回國，參加抗日救亡音樂活動(dòng)，1938年11月赴延安，任魯迅藝術(shù)學(xué)院音樂系主任。1940年赴蘇考察，1945年病逝于莫斯科。作品有《黃河大合唱》、《到敵人后方去》、《游擊隊(duì)歌》、《在太行山上》等500首。還有《滿江紅》等。

作者單位：北京市建筑設(shè)計(jì)研究院

收稿日期：2001年5月

交響樂大廳橫剖面計(jì)算機(jī)模型的聲反射圖形

昨海音樂廳交呼樂大廳內(nèi)景

星海音樂廳外

星海音樂廳交響樂大廳內(nèi)景

星海音樂廳總平面

星海音樂交響樂大廳平、剖面

交響樂廳內(nèi)實(shí)測頻率響應(yīng)圖

交響樂大廳內(nèi)早期反射聲測點(diǎn)的配置和反射聲序列