觀演建筑聲學(xué)設(shè)計的思考觀演建筑藝術(shù)裝飾中的聲學(xué)設(shè)計以黃石音樂廳為例

觀測建筑聲設(shè)計旨在控制觀測室的干擾和破壞，確保良好的聽覺條件，這是解決觀測設(shè)計中許多問題的關(guān)鍵。其聲學(xué)設(shè)計主要是考慮與音質(zhì)密切相關(guān)的各界面,包括墻、頂、地面、門窗等用材、構(gòu)造和室內(nèi)混響時間、聲場狀況的控制。它不僅是保證觀演藝術(shù)效果,也是確保音質(zhì)效果最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。黃石音樂廳位于黃石中心城區(qū)青山湖上,后靠文家山。地下室一層,地上三層,建筑面積為13700平方米,檐口高度為30米,1183座。作為第八屆中國藝術(shù)節(jié)黃石市演出主場館,是黃石市標(biāo)志性建筑之一和文化中心。主要以歌劇、舞劇、音樂劇為主,兼顧戲劇、交響樂和會議。在黃石音樂廳的內(nèi)裝飾設(shè)計中,裝飾設(shè)計師首先從形體著手,著重考慮演藝大廳平面布置和界面處理,使大廳在土建設(shè)計的基礎(chǔ)上更為完善。然后細(xì)部推敲,使早期反射聲均勻分布,聲場擴(kuò)散,消除音樂缺陷或轉(zhuǎn)化不利的反射聲為有利的反射聲。再綜合考慮廳堂的形狀、反射、擴(kuò)散、吸聲等因素的協(xié)調(diào)和制約,達(dá)到廳內(nèi)有合適的混響時間、足夠的響度、合理的初始時延、較多的早期側(cè)向反射聲等。1.裝飾構(gòu)造設(shè)計目前,很多演藝大廳常設(shè)計成弧形墻面的橢圓形劇場。黃石音樂廳也不例外。從視覺美觀上講,弧形墻面優(yōu)雅美觀,但圓弧形對于音質(zhì)來說卻是致命的形狀。在室內(nèi),凹弧形的墻面反射會產(chǎn)生聲聚焦,對演藝大廳的音質(zhì)危害極大,容易使演藝大廳中某一處的響度增大,使廳內(nèi)聲場分布不均勻,影響聲音的優(yōu)美和柔和。因此,必須通過裝飾構(gòu)造設(shè)計來改變室內(nèi)造型。由于凸起的結(jié)構(gòu)具有使聲音擴(kuò)散的作用,在室內(nèi)界面設(shè)置凸形體可以使聲音向各個方向散射,增強(qiáng)室內(nèi)聲場的擴(kuò)散。所以我們在演藝廳兩側(cè)的墻面上用平面折板把弧形墻面分隔成錯落有致的凸起折面,使這些折板面把聲源聲音均勻地反射至聽眾席,把不利于聲場均勻分布的造型轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣诼晥鼍鶆蚍植嫉脑煨汀１ＷC坐在每個位置的觀眾,都能聽到同樣優(yōu)質(zhì)的音樂。演藝大廳墻面凸起的擴(kuò)散體制作,設(shè)計采用木基層和木飾面。而過量的木板振動,會吸收低頻聲能,降低低頻混響時間,造成缺乏低音感,這要求從構(gòu)造上抑制低頻共振。因此,用厚木板直接貼在墻面上,內(nèi)部不留空腔。兩側(cè)墻面聲擴(kuò)散體在結(jié)構(gòu)上必須凸起時,凸起高度有一定的限制,減少對某一低頻段能量的吸收。使擴(kuò)散體設(shè)計不僅折射角度合理,造型符合聲學(xué)要求。同時,擴(kuò)散體造型與室內(nèi)裝飾設(shè)計有機(jī)結(jié)合,使擴(kuò)散體既具有擴(kuò)散效果,又可以豐富美化空間,視覺效果和聽覺效果完美統(tǒng)一。2.天棚造型傾角頂部裝飾除了為演藝廳增添藝術(shù)氛圍外,造型要能夠?qū)⒙曉吹穆暡ň鶆蚍瓷浣o臺下的觀眾,仔細(xì)考慮天棚造型傾角,計算合適的角度。吊頂用材,考慮防火要求,用阻燃和不燃材料。為避免普通石膏板有金屬聲,對音色不利,加強(qiáng)演藝大廳吊頂?shù)母袈曅阅?設(shè)計采用了雙層12厘米厚紙面石膏板造型,上下兩層石膏板錯縫排列,最大程度的提高了吊頂?shù)母粢粜阅堋?.吸聲材料設(shè)計后墻吸聲體用途之一就是控制“最佳”混響時間。適度的混響時間,可使音樂豐滿,語聲宏亮。過短的混響時間使聲音干澀無力,混響時間過長將使語言的清晰度降低,音樂缺乏節(jié)奏感。通過修正后墻吸聲體(含側(cè)墻擴(kuò)散體)的結(jié)構(gòu)和面積等因素,達(dá)到控制混響時間的目的。后墻設(shè)置吸聲體,可以有效控制回聲。從聲源傳出的聲波和經(jīng)一次反射回來的聲波,相繼到達(dá)人耳,當(dāng)兩個相繼到達(dá)的聲音時差超過60ms時。人耳首先聽到來自于聲源的直達(dá)聲,隨后聽到來自反射面的反射聲。人耳就能判斷出它們是來自不同方向的兩個獨立的聲音。在演藝大廳中,后墻離聲源最遠(yuǎn),因此最容易產(chǎn)生回聲,通過吸聲體將聲源的聲波吸收,減少產(chǎn)生回音的可能性。后墻吸聲體,主要通過吸聲材料發(fā)揮作用。設(shè)計選擇成品木質(zhì)吸音板,該材料表面到內(nèi)部均有相互連通的微孔。主要吸聲原理是當(dāng)聲波入射到多孔的表面時,激發(fā)起微孔內(nèi)部的空氣振動,空氣與固體間產(chǎn)生相對運動,空氣在微孔內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的粘滯阻力,振動空氣的動能不斷轉(zhuǎn)化為熱能,使聲能被衰減。另外,在空氣絕熱壓縮時,空氣與孔壁之間不斷發(fā)生熱交換,也使聲能轉(zhuǎn)化為熱能,從而使聲能被衰減。這種材料的孔洞要嚴(yán)格按設(shè)計要求的孔徑和孔距加工,穿孔后要清除孔洞周邊的毛刺。施工過程中注意不能堵塞孔洞或減小孔洞斷面,特別是面飾涂料時,不能堵塞穿孔板孔洞,使聲學(xué)構(gòu)造完整。4.米厚鋼板和門縫即使有良好的室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計,如果受到噪聲的干擾,也將難以獲得良好的室內(nèi)聽聞條件。演藝大廳必須減弱噪聲影響,控制環(huán)境噪聲,保證大廳內(nèi)部達(dá)到一定的安靜標(biāo)準(zhǔn)。門的隔聲十分重要。門的隔聲性能取決于門扇本身的隔聲能力和門縫的嚴(yán)密程度。在隔聲門的中間夾2毫米厚鋼板,來增加門的密度。然后填充礦棉板吸音,外部用20毫米厚木板夾緊,最外面用五厘板和飾面板裝飾。既能隔音,又達(dá)到裝飾效果。這是保證門本身的隔音。另一方面,對門縫進(jìn)行密閉處理,在門四周安裝橡膠條止口,當(dāng)門緊貼門框時,橡膠條的彈性作用,能最大程度的密封門縫,使室外聲波不能通過縫隙傳到演藝大廳,起到隔聲作用。隔聲窗,主要是觀演大廳中的聲控、光控室之間的觀察窗。這些內(nèi)墻窗做隔聲處理的簡單方法就是采用雙層玻璃窗。在玻璃層數(shù)和厚度相同的條件下提高窗的隔聲量,增大玻璃間的距離。在演奏中,聲波影響容易發(fā)生共振。為了防止雙層相同玻璃引起共振,又不能有較大的間距,將雙層玻璃中的一層玻璃傾斜放置,即消除了共振的可能性,同時不影響觀察窗效果,是一種良好的辦法。另外,在多層玻璃窗的框邊上配置吸聲材料,如織物或穿孔吸聲結(jié)構(gòu),適當(dāng)?shù)奶岣叽暗母袈暳俊?.地面方面的應(yīng)用效果演藝大廳地面材料有多種,比如:石材、木地板、地毯等等。但由于黃石音樂廳主要以歌劇、舞劇、音樂劇為主,兼顧戲劇和交響樂。因此,混響時間要求較長,地面對聲波要進(jìn)行強(qiáng)反射。根據(jù)聲學(xué)的反射原理,光滑而堅硬的表面對聲波的反射效果最好。石材表面堅硬、光滑。對聲波具有良好的反射作用。可以滿足交響樂的使用要求。所以演藝大廳地面選用石材,以減少聲波的吸收,加強(qiáng)聲音的反射。同時,石材地面也存在缺陷,當(dāng)觀眾穿皮鞋或高跟鞋在地面行走時,會產(chǎn)生很大的噪音。而觀演廳在演出時,要求觀眾在走道上行走,不能產(chǎn)生任何聲響。所以在走道上鋪防滑地毯,以減小噪音對演奏時的影響。當(dāng)設(shè)計裝飾工程完成后,進(jìn)行測試使