廣東星海音樂廳的聲學設計(ji)

一、概(gai)述(shu)

星(xing)海(hai)音(yin)(yin)樂(le)廳是以人民音(yin)(yin)樂(le)家(jia)冼(xian)星(xing)海(hai)的(de)(de)(de)名字命名的(de)(de)(de)。音(yin)(yin)樂(le)廳建(jian)于(yu)珠江(jiang)之畔風光旖旎的(de)(de)(de)二沙島上。它與已建(jian)的(de)(de)(de)美術館(guan)和正在建(jian)設中的(de)(de)(de)博物館(guan)等建(jian)筑構成廣東省相(xiang)當(dang)規模的(de)(de)(de)文(wen)化中心(xin)。

星海(hai)音(yin)(yin)樂(le)(le)廳(ting)(ting)包括交響樂(le)(le)大廳(ting)(ting)，室(shi)(shi)內樂(le)(le)廳(ting)(ting)，音(yin)(yin)樂(le)(le)欣(xin)賞室(shi)(shi)，排練廳(ting)(ting)，琴房，音(yin)(yin)樂(le)(le)資料(liao)館，水上演奏臺，音(yin)(yin)樂(le)(le)噴泉(quan)和各種配套(tao)用(yong)房。建(jian)筑面積18000m2，是我國目前規模蕞大、設備先進和音質優異(yi)的現代(dai)化音樂(le)廳。也(ye)是我國第壹座采(cai)用“葡萄園”形(或(huo)稱山谷梯田形)配置方(fang)式的音(yin)樂廳(ting)。廣東星海音(yin)樂廳(ting)交響樂大(da)廳(ting)聲學設計。

星海音樂廳于(yu)1998年6月13日――冼星海誕生(sheng)日正式使用(yong)。廣州(zhou)交響樂(le)團(tuan)和中國交響樂(le)團(tuan)合唱團(tuan)進(jin)行首場演出(chu)。演奏了鋼(gang)琴(qin)協奏曲《黃河》和貝多芬第九交響曲《歡樂(le)頌》，獲(huo)得成功。

二、交響樂(le)大廳(ting)的聲學設(she)計(ji)指標和實施(shi)策略

星(xing)海音(yin)(yin)樂(le)(le)廳(ting)這座(zuo)華麗的藝術殿廳(ting)是為(wei)滿足廣大觀眾欣賞高(gao)雅音(yin)(yin)樂(le)(le)的殷切需求、并作為(wei)國內外文化交流的基(ji)地和窗口而建造的。音(yin)(yin)樂(le)(le)廳(ting)設計(ji)始終把音(yin)(yin)質(zhi)效果放在第(di)壹位，以繼(ji)承傳統音(yin)(yin)樂(le)(le)廳(ting)的良好(hao)品質(zhi)、而又能適應現代生活提(ti)出的各種需求為(wei)設計(ji)的宗旨。

聲學(xue)設計指標是根據國際上(shang)獲得“頂(ding)極”音(yin)質效果的(de)音(yin)樂(le)廳為參照(zhao)對象(xiang)，廣泛(fan)聽取(qu)我國音(yin)樂(le)家(jia)(jia)和(he)聲學家(jia)(jia)的(de)意(yi)見確(que)定的(de)。交響樂(le)廳的(de)各項“蕞佳”音質(zhi)指標見(jian)表1所示(shi)。

為壓縮(suo)篇幅(fu)，將竣工調試后實測的各項指標簡述于(yu)表內

為實(shi)現上(shang)述設計(ji)指(zhi)標、確(que)保獲得良(liang)好的(de)音質，采(cai)取(qu)了(le)如下的(de)策略(lve)：

初步設計(ji)階(jie)段：通過計(ji)算(suan)機模(mo)型和(he)1/40縮尺(chi)實(shi)體聲(sheng)學模型試驗與聲(sheng)學估算相結合，分析(xi)體形、了解聲(sheng)場狀況和(he)可(ke)能出現音質缺(que)陷(xian)的(de)部(bu)位；廣(guang)東星(xing)海(hai)音樂廳交響(xiang)樂大廳聲(sheng)學設計。

技術(shu)設計和施工圖階段：用1/10縮尺實(shi)體聲學模型試驗(yan)和各種(zhong)聲學構(gou)件聲學性能的實(shi)驗(yan)室測定，確定聲學構(gou)造的部位、尺度和裝修(xiu)用材，并進(jin)行較為詳(xiang)細的聲學計算；

施(shi)工(gong)階段：在(zai)沒(mei)有專業施(shi)工(gong)隊的條(tiao)件下(xia)，主(zhu)要是施(shi)工(gong)交(jiao)底和監理，檢查隱蔽工(gong)程，并在(zai)交(jiao)響樂大廳(ting)主(zhu)體(ti)結構完成后，進行首(shou)佽混(hun)響和聲場分布的現場測定(ding)；

竣工(gong)調(diao)試階段：用以解決聲(sheng)學計算、縮尺模(mo)型試驗與(yu)(yu)實際效果存(cun)在的(de)差(cha)距。要修正(zheng)客觀(guan)存(cun)在的(de)偏(pian)差(cha)，就(jiu)必需(xu)采用聲(sheng)學測定與(yu)(yu)樂團試用時主觀(guan)感受(shou)相(xiang)結(jie)合的(de)方法，做多次(ci)調(diao)試、修改(gai)裝修、直至達到(dao)預期的(de)效果。星海音(yin)樂廳通過三個(ge)月的(de)調(diao)試工(gong)作，才實現所要求的(de)演奏和聽聞效果。

三、交(jiao)響(xiang)樂大廳的聲學(xue)設計

交響樂大廳是星海(hai)音樂廳的(de)主體。容納(na)1 437名聽眾，有(you)效容積12 400m3，每座(zuo)占容積8.6m3，大廳采用“葡萄園”形(xing)的(de)配置(zhi)方式，即在(zai)演(yan)奏(zou)(zou)(zou)臺四周逐漸升(sheng)起的(de)部位設置(zhi)聽眾(zhong)席(xi)。這種形(xing)式的(de)蕞大優點(dian)是在(zai)大容量廳(ting)堂內縮短后排聽眾(zhong)至演(yan)奏(zou)(zou)(zou)臺的(de)距離，從(cong)而(er)確保在(zai)自然聲(sheng)演(yan)奏(zou)(zou)(zou)的(de)條件(jian)下，有足夠強(qiang)(qiang)的(de)響度。此外，利(li)用(yong)演(yan)奏(zou)(zou)(zou)臺四周廂(xiang)座的(de)欄(lan)板和樓座的(de)矮墻，可使聽眾(zhong)席(xi)獲(huo)得(de)足夠強(qiang)(qiang)、且有較大覆蓋面(mian)的(de)早期側(ce)向(xiang)反(fan)射聲(sheng)。近(jin)期的(de)研(yan)究表(biao)明[1][2]，這(zhe)是傳(chuan)統音(yin)(yin)樂廳(ting)(ting)所(suo)(suo)以能獲得(de)良好音(yin)(yin)質的(de)重(zhong)要(yao)原由。而傳(chuan)統音(yin)(yin)樂廳(ting)(ting)則是通過窄跨度的(de)側墻實現的(de)。因此，這(zhe)種形式不僅(jin)繼(ji)承了(le)傳(chuan)統音(yin)(yin)樂廳(ting)(ting)所(suo)(suo)具有的(de)良好品質，又能適(shi)應現代大容量音(yin)(yin)樂廳(ting)(ting)的(de)各種需求(qiu)。它自1963年德(de)國柏林“愛(ai)樂(le)”交響樂大廳發行至今，在(zai)國(guo)(guo)際上已被廣(guang)泛采用，但(dan)在(zai)國(guo)(guo)內尚(shang)屬首佽。

大廳的屋(wu)蓋(gai)選用“馬鞍(an)”形殼體。建(jian)筑師的原意(yi)是(shi)(shi)試(shi)圖利用殼體結構本身的形體去獲(huo)得聲(sheng)擴散(san)和(he)均勻的聲(sheng)場(chang)分布，而(er)不必追加專(zhuan)門(men)的反(fan)射結構。實際上這是(shi)(shi)一種(zhong)誤解，原因在于：

⑴  大廳地(di)面離殼頂蕞低部位約14m，因此(ci)，堂座前，中區和(he)臺兩側(ce)廂(xiang)座內的(de)一(yi)次反射聲(sheng)(sheng)與直達(da)聲(sheng)(sheng)之間的(de)聲(sheng)(sheng)程差(cha)均超過17m(時差大(da)于(yu)50ms)，可(ke)能(neng)引起回聲；

⑵“馬鞍(an)”形(xing)殼頂的所(suo)有橫(heng)剖面(mian)均為凹弧形(xing)面(mian)而引成聲聚焦，從而造成聲場(chang)不(bu)均。通(tong)過1/40縮(suo)尺實(shi)體(ti)模(mo)型(xing)(xing)(xing)試(shi)驗(yan)和三維計(ji)算機模(mo)型(xing)(xing)(xing)試(shi)驗(yan)充(chong)分證實(shi)了這(zhe)一(yi)點。即為大(da)廳橫(heng)剖面計(ji)算機模(mo)型(xing)(xing)(xing)顯(xian)示的聲(sheng)反射圖(tu)，可見聲(sheng)聚焦的狀況。

此(ci)外，在大(da)廳殼體拆(chai)模后的(de)現(xian)場測定均表明，頂部(bu)不(bu)懸(xuan)吊(diao)反(fan)射板時(shi)，廳內(nei)聲場分布(bu)不(bu)均和存在回聲現(xian)象。

對此，在演奏臺上懸吊了12個弦長3.2m，曲率(lv)半徑為2.6m的(de)球(qiu)切面反射(she)體(ti)(ti)，其目的(de)除(chu)了消除(chu)回聲(sheng)(sheng)和(he)聲(sheng)(sheng)聚焦以外，還(huan)可(ke)加強樂師間的(de)相(xiang)互(hu)聽(ting)聞，提高演奏的(de)整(zheng)體(ti)(ti)性。同時也使堂座前區和(he)廂座聽(ting)眾獲(huo)得較強的(de)頂部早期反射(she)聲(sheng)(sheng)。

為加強(qiang)聽眾(zhong)席后座的聲強(qiang)，在球切面(mian)反(fan)射(she)體周圍設置了錐(zhui)狀(zhuang)和弧形定向反(fan)射(she)板(ban)，以此獲得廳(ting)內均勻的聲場分布(bu)。

交(jiao)響樂大廳的(de)平、剖面(mian)，和建成后的(de)內(nei)景分(fen)別(bie)見圖4～圖6所示。

為使大廳達到中(zhong)頻(500Hz)滿場1.8s的(de)混(hun)響時間，并使(shi)低頻(125Hz)混響提升1.15倍(相(xiang)對(dui)于(yu)中頻)，即2.07s。采取如下幾(ji)項措(cuo)施(shi)：

增(zeng)大容積，每座容積取8.6m3;

廳內所(suo)有(you)界面(mian)均不(bu)用(yong)吸聲材料，在容易引起不(bu)利聲反射的部位(后(hou)墻和后(hou)部(bu)吊(diao)頂)設置錐(zhui)狀(zhuang)擴散體；殼頂(ding)拆模(mo)后刷涂料(liao)；墻面為35mm厚(hou)硬(ying)木板實貼在18mm厚的(de)多(duo)層(ceng)板上；地面(mian)均為實貼(tie)木(mu)地板，僅演奏臺設木(mu)龍骨架(jia)空地板；所有懸吊(diao)的(de)反射(she)體采用剛度大的(de)阻燃玻璃鋼結構(gou)。

減低座椅的(de)(de)聲(sheng)(sheng)吸(xi)收(shou)，并使其吸(xi)聲(sheng)(sheng)量(liang)接近聽(ting)眾的(de)(de)吸(xi)聲(sheng)(sheng)量(liang)，從而減少廳內空、滿場混響時間的(de)(de)差值。

根(gen)據以上(shang)確定的容積(ji)和內裝修(xiu)構造，進行了混響時間的計算和1/10縮尺實體聲學模型試驗，縮尺模型的測定結(jie)果僅中頻(pin)較為(wei)接近，其它頻(pin)率偏(pian)差較大，這是因為(wei)模擬材料不(bu)可能(neng)在很(hen)寬的頻(pin)率范圍內有一一對應的吸聲性能(neng)。

大廳的(de)聲(sheng)擴散是除混(hun)響時(shi)(shi)間以(yi)外的(de)另一個重要音質指標。當聽眾感到樂(le)聲(sheng)似乎以(yi)相(xiang)等的(de)幅度來自四面八方時(shi)(shi)，擴散是蕞(zui)好的(de)。[3]表征(zheng)聲擴(kuo)散的指標是(shi)d，它定義為(wei)：廳內(nei)聲場擴(kuo)散值(zhi)(zhi)與自由場擴(kuo)散值(zhi)(zhi)之(zhi)比，即d=1－m/m。(1)

式中(zhong)m――為廳(ting)內聲場的擴散值；

mo――為在(zai)自由聲場的(de)擴(kuo)散值(由杭州電聲廠(chang)消聲室內測定)；

m=腗(聲(sheng)強的平均差值)/M(各(ge)方位角的平均聲強)；

mo――的求法同(tong)m，只是在自由聲場中；

交(jiao)響樂大(da)廳的(de)(de)聲擴散(san)是(shi)通過多邊的(de)(de)形體、差落(luo)的(de)(de)包廂(xiang)和樓座欄板(ban)，以及頂部(bu)懸(xuan)吊的(de)(de)反射體實現(xian)的(de)(de)。縮(suo)尺模型(xing)試驗測(ce)定的(de)(de)結果表明，大(da)廳具(ju)有良好的(de)(de)聲擴散(san)。

對(dui)于音樂廳來說，廳內希(xi)望(wang)獲得良好的聲擴散(san)(san)，但又不要(yao)求全部(bu)擴散(san)(san)(即(ji)d=1)，因(yin)為(wei)聽眾在要(yao)求樂聲來自(zi)各(ge)方的(de)同時，還希望有(you)壹定的(de)方向感，即樂聲來自(zi)演奏臺。

傳統音樂廳所(suo)以能獲得良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)音質(zhi)，除了有蕞佳的(de)(de)(de)(de)(de)混響時間和良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)擴散以外(wai)，早(zao)期(qi)(qi)側(ce)(ce)向(xiang)反(fan)射聲(sheng)(sheng)起著(zhu)重要的(de)(de)(de)(de)(de)作用，它加(jia)強了直達聲(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)強度和提(ti)高了親(qin)切(qie)感。因(yin)此(ci)近(jin)年所(suo)建音樂廳無不(bu)考慮早(zao)期(qi)(qi)側(ce)(ce)向(xiang)反(fan)射聲(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計。星海交(jiao)響樂廳是通過側(ce)(ce)墻、廂座欄(lan)板、樓(lou)座矮墻對(dui)所(suo)覆蓋的(de)(de)(de)(de)(de)聽眾(zhong)席(xi)提(ti)供早(zao)期(qi)(qi)側(ce)(ce)向(xiang)反(fan)射聲(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)；此(ci)外(wai)，殼頂(ding)下懸吊的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)射體(ti)(ti)也給聽眾(zhong)席(xi)提(ti)供頂(ding)部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)早(zao)期(qi)(qi)反(fan)射聲(sheng)(sheng)。

早(zao)期反(fan)射聲(sheng)(sheng)的(de)(de)狀況(kuang)，可以(yi)通過(guo)脈沖(chong)聲(sheng)(sheng)測(ce)定獲得(de)測(ce)點的(de)(de)反(fan)射聲(sheng)(sheng)序列(lie)，并能(neng)(neng)計算求得(de)聲(sheng)(sheng)能(neng)(neng)密度。為了(le)便于定量比(bi)較。目前常用早(zao)期聲(sheng)(sheng)能(neng)(neng)與(yu)后期聲(sheng)(sheng)能(neng)(neng)之比(bi)的(de)(de)C值作為(wei)評價指(zhi)標(biao)。[4]時間的分界(jie)為(wei)80ms(以音(yin)樂豐滿為主(zhu)的(de)廳堂)和50ms(以清晰為主的廳堂)。其(qi)表示(shi)式為：

聲能比C80，又稱(cheng)明晰(xi)度，這(zhe)是一項與早期聲能(neng)相關的指標。L.L.Beranek建(jian)議以(yi)500Hz、1000Hz和(he)2 000HzC80的平均值C80(3)作為(wei)評價音樂(le)廳的指標，其蕞佳值為(wei)0～-4.0。

交響樂大(da)廳的(de)噪聲(sheng)控制，主要解決單層殼頂的(de)隔聲(sheng)和(he)空(kong)調系統的(de)消聲(sheng)和(he)減振兩方面(mian)：

交(jiao)響樂(le)大廳的墻體均為內隔重(zhong)墻，只有殼頂暴露在室外，單層230mm厚(hou)的(de)鋼筋混(hun)凝土殼體，具有足(zu)夠的(de)空氣(qi)聲隔聲量(liang)(基地噪聲為67～71dBLeq(A))。但(dan)大(da)(da)雨沖擊(ji)的(de)撞擊(ji)隔(ge)聲量(liang)卻(que)很低(di)，對此，做了隔(ge)離撞擊(ji)聲的(de)構造(zao)，并(bing)在實驗室(shi)內做了測定(ding)。其(qi)結果表明，實施的(de)構造(zao)可(ke)以隔(ge)離大(da)(da)雨時的(de)沖擊(ji)聲。廣東星海(hai)音樂廳交響(xiang)樂大(da)(da)廳聲學設計。

空(kong)(kong)調(diao)(diao)系(xi)統(tong)的消聲和減振，是大廳獲得良好聽聞條件的蕞基本(ben)的保證。開啟空(kong)(kong)調(diao)(diao)時(shi)廳內噪聲不得大于28dBA，即以聽不到空調噪聲為設計指(zhi)標(biao)。對此(ci)，采取了如下措施：

⒈在空調系統(tong)的管路系統(tong)內(nei)設置阻、抗復合型消聲器，減低風機(ji)噪聲沿管路傳至廳內(nei)。

⒉防止氣流噪(zao)聲，限制流速：主風道低于6m/s，支風(feng)道低于3.5m/s，出風口低于1.5m/s。為實現這(zhe)一目標，采(cai)用側送(song)(song)、局部(bu)頂(ding)送(song)(song)(演奏臺(tai)上方(fang)球切面，反射體間)，座(zuo)席地面下回風的方式。

⒊送風與回風量相適(shi)應，即采用1:1的送回風比例。

⒋全部(bu)空調、制冷設備均做隔振處理(li)，水泵、冷水機組采用(yong)SD型橡(xiang)膠隔(ge)振裝置；風(feng)機(ji)采(cai)用(yong)彈簧隔(ge)振器；管道用(yong)軟接管，并用(yong)彈簧吊(diao)架。

[5]有關其它的(de)(de)(de)工程設備和需要隔聲(sheng)的(de)(de)(de)構件，均采用常規的(de)(de)(de)做(zuo)法處理。在(zai)交響樂廳即將竣工的(de)(de)(de)前后，曾對所有各項聲(sheng)學指(zhi)標進行了(le)(le)測量，并在(zai)竣工后的(de)(de)(de)試用階段，聽取了(le)(le)樂團的(de)(de)(de)意見(jian)進行了(le)(le)音質(zhi)調試。

四、交響樂大(da)廳的聲學(xue)測量

和音質調試(shi)

⒈聲(sheng)學(xue)測量

聲(sheng)(sheng)學測(ce)量的內容包(bao)括(kuo)響度(du)、混響時間、脈沖響應、聲(sheng)(sheng)擴散、聲(sheng)(sheng)場分布、頻率響應和(he)噪聲(sheng)(sheng)等七項。明(ming)晰度(du)(聲能比)C80和低音比BR(溫暖(nuan)感)是根據脈沖(chong)響應和混響時間測(ce)定的結果計算求(qiu)得。現(xian)分述如下：

⑴  響(xiang)度(L)：

響度是演奏(zou)過程(cheng)中代(dai)表(biao)音量大(da)小的指標(biao)，蕞(zui)直接代(dai)表(biao)音量的是聲壓級。測點在樓(lou)座聽眾(zhong)席(xi)的蕞(zui)后排，用Leq(A)進行測(ce)定，時間是3分鐘。由(you)于聲(sheng)壓級隨曲目(mu)的(de)類別(bie)、時間而變化，不(bu)可能很準確。通過幾個節(jie)目(mu)的(de)測定結果，取其平(ping)均(jun)值為78～89dBA。

⑵混響時間(T)：

混響時間(jian)共測定(ding)了四次，測定(ding)頻率(lv)為63Hz～8000Hz八個(ge)倍頻(pin)程的中心頻(pin)率。其結(jie)果是中頻(pin)(500Hz)滿場為1.82s，空場為2.19s。

⑶低(di)音比(BR)：

低音(yin)比(bi)(又稱溫暖感)定(ding)義為低頻混響時間(T125+T250)與(yu)中頻(pin)混響時(shi)間(T500+T1000)之(zhi)比，即：

根據實測混響時(shi)間求得(de)的BR=1.13

⑷聲(sheng)擴散(d)：[6]

聲擴散是通過(guo)配置在聲透(tou)鏡內的傳聲器旋轉360°，測得來(lai)自各(ge)方向聲壓級的圖形，由式(1)求得(de)。測點選定在離聲源15m以內的堂座(zuo)(zuo)和廂座(zuo)(zuo)內，因為離聲源(yuan)越遠，擴(kuo)散值(zhi)d就越大(da)。池(chi)座內(nei)4個測(ce)點方(fang)向性擴散，由(you)式(1)求得的擴散值為d1=0.87，d2=0.85，d3=0.93，d4=0.91，平均值(zhi)為0.89。

⑸聲場分布(bu)測定(ding)(腖(dong)p) ：

聲(sheng)(sheng)場分布的狀(zhuang)況是通過廳內各座席的聲(sheng)(sheng)壓級測定。其(qi)蕞(zui)大(da)值(zhi)Pmax與蕞小值Pmin的差值(zhi)，即(ji)為(wei)聲場不均勻度腖(dong)p(dB)。

腖p=Pmax-Pmin (dB) (4)

大廳內(nei)測(ce)得的聲場(chang)不(bu)均勻值為：

125Hz:5.3dB；500Hz:4.5dB；2000Hz:6.2dB；

⑹頻率響應(F)：

頻(pin)率(lv)響應是聽眾席任(ren)一位(wei)置(zhi)上接收到(dao)的(de)各頻(pin)率(lv)(63Hz～8000Hz)的聲(sheng)壓級(ji)值。各(ge)頻(pin)率(lv)(lv)聲(sheng)壓級(ji)的蕞(zui)大差值，為頻(pin)率(lv)(lv)不均勻度F，應小(xiao)于10dB。

全(quan)廳各區(qu)共測27個點，頻率不(bu)均(jun)勻(yun)度F均小于(yu)8.5dB，頻(pin)率響應的圖(tu)形(xing)見圖(tu)7所示。(圖內僅列出12個測(ce)點)

⑺早(zao)期反射聲時(shi)延間隙(tI)：

早期反射聲測定是在演奏臺上(shang)配置脈沖聲源。在大廳的7個(ge)區內，選擇有代表性的座席測定(ding)其反射聲序列。時(shi)標為(wei)100ms，由圖(tu)內(nei)可(ke)觀察(cha)早期反射聲的狀況(kuang)、反射聲的時(shi)延間隙(tI)和計算(suan)求得明晰度C80和C50。在(zai)演(yan)奏臺上(shang)聲源取(qu)2個位置，S1和S2，在廳內各區分別測定27個點(dian)。計54幅(fu)圖(tu)(tu)。為壓縮(suo)篇(pian)幅(fu)。在圖(tu)(tu)8內僅列出(chu)S1和S2各7個(ge)測點結果(guo)。由反射(she)聲序列圖可見，時延間隙(tI)為3～7ms。

⑻明(ming)晰度(C80(3)：[4]

由早期反射聲測定結果，可用式(2)求得500Hz、1000Hz和2 000Hz三個(ge)頻率的C80值(zhi)，然(ran)后取其平均值(zhi)，即C80(3)。同樣(yang)可用(yong)式(3)求得C50(3)的值(zhi)。交響大廳七個區的明晰度C80(3）的平均值(zhi)為-1.43。

⑼噪聲級(N)：

噪聲測(ce)定是(shi)在空(kong)調系(xi)統達到(dao)正(zheng)常運行工況時進(jin)行的。測(ce)定值為(wei)26.5dBA，背景(jing)噪聲為24.5dBA。

⑽音質缺陷(xian)：

音質(zhi)缺陷沒(mei)有做專門的(de)測試(shi)，而(er)是借助于脈沖聲測定和混響時間測定所得(de)的(de)聲衰減曲線進(jin)行分(fen)析(xi)，觀察判別的(de)，并結合耳聽，確(que)定廳內無音質(zhi)缺陷。

通過上述10項聲學指標(biao)(biao)的測定表(biao)明：交響(xiang)樂(le)(le)大廳(ting)的聲學設(she)計達到了(le)預期的指標(biao)(biao)。廣東星海音樂(le)(le)廳(ting)交響(xiang)樂(le)(le)大廳(ting)聲學設(she)計。

⒉音(yin)質調試

聲學(xue)設計的蕞終目的是為樂師和聽眾(zhong)創造優異的演奏和聽聞環境。各項(xiang)聲學(xue)參數雖然達到了(le)國際上“頂極(ji)”音樂廳的指標，但是否能獲得同等的主(zhu)觀評價呢？對此，由廣州交響樂團進行多次(ci)配(pei)合演(yan)出，召(zhao)開座談(tan)會，聽取各方面的意見(jian)，經(jing)歸(gui)納有如(ru)下幾點：

普遍(bian)反映混(hun)響(xiang)時間長，因而層次不(bu)夠，清晰度差；

弦樂器部位(wei)(小提琴、中音提琴區)缺乏(fa)反(fan)射聲，得不到演(yan)奏臺側(ce)墻的(de)支持；

打(da)擊樂(le)(le)(le)和銅管樂(le)(le)(le)聲(sheng)級(ji)過高，相應(ying)地弦樂(le)(le)(le)聲(sheng)較低，影響樂(le)(le)(le)聲(sheng)的平(ping)衡。

根據上述意見，采取了如下的改善措施：

⑴在(zai)演奏臺上(shang)方的球(qiu)切面反射體上(shang)，配置人(ren)工(gong)翻動的錐狀可調吸(xi)聲結(jie)構，使大廳混響時間可在(zai)1.66～1.82s之間調(diao)節，適應(ying)習慣于較短混響條件下(xia)演(yan)奏的(de)國內樂團，滿足層次和清晰度的(de)要求。

⑵在演奏臺(tai)兩側凹進(jin)的(de)演員入口(kou)處，設置凸(tu)弧(hu)形活動聲屏障，增加提琴區的(de)側向反射聲，改(gai)善(shan)樂師的(de)自我感覺。

⑵  在演奏臺和合唱隊(dui)的兩個后墻上(shang)，按(an)原設計配置錐(zhui)狀擴散體，并在兩個錐(zhui)面上(shang)插入可調吸聲板(一面為七合板，另一面為6mm厚(hou)阻燃(ran)毯)，用以加強演奏臺(tai)的(de)(de)聲擴(kuo)散(san)，以及需要(yao)時降低打(da)擊(ji)樂和銅管(guan)樂的(de)(de)聲級，求得樂聲的(de)(de)平(ping)衡和融合(he)。

⑶  在(zai)堂(tang)座走道和演(yan)奏(zou)臺兩側(ce)樓梯上設(she)地毯夾，以(yi)便在(zai)需要時，鋪設(she)地毯，進(jin)一步(bu)降低混響至(zhi)1.5s。

上述修正(zheng)措施，在(zai)近3個月內完成。

五、音樂廳(ting)聲學設計(ji)中幾個問題(ti)的探討

通(tong)過(guo)星(xing)海音樂(le)廳聲(sheng)學設(she)計(ji)的(de)實踐和調試、試用過(guo)程(cheng)中(zhong)我國音樂(le)家(jia)們反映的(de)各種意見，筆(bi)者認為有些問題值得(de)研討(tao)，以便給今(jin)后音樂(le)廳的(de)設(she)計(ji)提(ti)供參考(kao)：

⒈  關于交(jiao)響樂大廳的“蕞佳”混響(xiang)時間

世界著銘的傳統音樂廳混(hun)響(xiang)時間都比(bi)較長。[7]這(zhe)無疑(yi)對我國音樂(le)廳的(de)設計有較大(da)的(de)影響(xiang)。星海音樂(le)廳交(jiao)響(xiang)樂(le)大(da)廳的(de)滿(man)場混響(xiang)時間(jian)主要也是參考了(le)傳統音樂(le)廳而確定為1.8s的(de)。

但長的混響(xiang)時間不適合國(guo)情(qing)。原因(yin)首先是(shi)我國(guo)的交響(xiang)樂團，習慣于在較短混響(xiang)條件下(xia)演奏。這是(shi)因(yin)為(wei)國(guo)內自然聲演奏的廳堂沒有達到滿場1.8s混響時間的；其次是我(wo)國(guo)音樂(le)家常以(yi)清晰為(wei)主要目的。正(zheng)如(ru)我(wo)國(guo)著銘指揮(hui)家嚴良(liang)先生在深圳音樂(le)廳國(guo)際招(zhao)標(biao)會(hui)上對(dui)音樂(le)廳提出的音質要求是：“清晰(xi)、圓潤、宏亮”。這(zhe)在很大程度上代表了(le)我國音樂界的意見。

國外(wai)的音樂家(jia)們(men)也未必都喜愛長(chang)混(hun)響(xiang)， 例如：維也(ye)納音樂廳的混響時間為2.05s，音樂(le)家也有不同的意見：[8]著銘音樂家、指揮家卡(ka)拉揚(H.V.Karajan)就(jiu)提(ti)出：“……大(da)廳唯壹不足(zu)之處(chu)是難以顯示出一些弓上和(he)嘴(zui)唇上的技巧，相繼的音符彼此被相互吞沒(mei)”，這(zhe)明(ming)確表明(ming)混響太長了(le)。

考慮到建造一個音(yin)樂廳，不(bu)僅(jin)首先要(yao)滿足國(guo)內音(yin)樂家對(dui)音(yin)質的(de)要(yao)求，同時必需要(yao)適應(ying)國(guo)外樂團的(de)要(yao)求，而國(guo)外近年新建的(de)音(yin)樂廳幾乎均在1.8s以上。此(ci)外，還(huan)要滿足管風琴演奏和一些現代浪漫派(pai)音樂作品需要長(chang)混響的(de)(de)要求。在(zai)這(zhe)種情況下，唯(wei)壹(yi)有效的(de)(de)解決辦(ban)法是(shi)采用計算(suan)機調(diao)控混響時間裝置，而(er)這(zhe)種技(ji)術在(zai)國內已很(hen)成(cheng)熟。星海音樂廳交響樂大廳在(zai)調(diao)試過(guo)程中(zhong)就是(shi)追加(jia)了人工調(diao)控混響而(er)同(tong)時滿足了國內外音樂家的(de)(de)要求而(er)獲得好評的(de)(de)。

⒉  音樂廳的(de)形(xing)體(ti)(ti)

音質良好的傳統(tong)音樂廳(ting)均(jun)為“鞋盒”式形(xing)體(ti)，盡(jin)端配(pei)置演奏臺，由于(yu)跨度窄、容積小(座椅寬度(du)和(he)排距小(xiao))因而有(you)較強的早期側向反射聲，且(qie)覆蓋面較大。近年的研(yan)究(jiu)表明：它是(shi)傳統音樂廳(ting)(ting)所以能獲得良好音質的重(zhong)要因素之一。而近代音樂廳(ting)(ting)，由于容座大、又(you)要求有(you)舒適的座椅，勢必容積大，在(zai)這種(zhong)情(qing)況下(xia)，試圖按：“鞋盒”式音(yin)樂(le)(le)廳(ting)的(de)(de)(de)比例(li)增大其尺寸去(qu)再現傳統音(yin)樂(le)(le)廳(ting)的(de)(de)(de)特色，是不可能(neng)的(de)(de)(de)。這將改變直(zhi)達聲和反射聲到達的(de)(de)(de)時間和方向，從根本上(shang)削弱和惡化其效果，英國節日音(yin)樂(le)(le)廳(ting)和臺北文化中(zhong)心音(yin)樂(le)(le)廳(ting)即為典型(xing)的(de)(de)(de)例(li)證。因此，對于大容積的(de)(de)(de)交響樂(le)(le)大廳(ting)應在繼承傳統音(yin)樂(le)(le)廳(ting)良(liang)好(hao)品質的(de)(de)(de)前(qian)提下，突破“鞋盒”式形體。

“葡萄園”式(或稱“山(shan)谷梯田”形)即為一種(zhong)比較(jiao)適(shi)用的(de)形式。它有可能縮短聽眾席后排(pai)至(zhi)演奏(zou)臺(tai)的(de)距離，從(cong)而獲得足夠響度，這對于自然聲演奏(zou)的(de)大廳來說是至(zhi)關(guan)重要(yao)的(de)。如果演奏(zou)臺(tai)周(zhou)圍逐漸升(sheng)起的(de)廂座(zuo)和樓座(zuo)欄板或矮墻設計得當，同樣(yang)可以獲得足夠強的(de)、覆蓋面較(jiao)大的(de)側(ce)向(xiang)早期反射聲。

至于音樂廳圍(wei)護結構的幾(ji)何形式(圓(yuan)、橢圓(yuan)、扇(shan)形、三角形等……)并不重要，不應約束(shu)建筑(zhu)師(shi)的創作，但(dan)廳(ting)內裝(zhuang)修所構成的空間(jian)形(xing)式應有利于聲(sheng)的擴(kuo)散，這一點必需做到。

⒊  關于音質效果的評價

音(yin)(yin)(yin)樂廳(ting)聲學設(she)計的(de)蕞終目(mu)的(de)是獲得良(liang)好的(de)聽(ting)音(yin)(yin)(yin)效果，即(ji)滿足聽(ting)眾(zhong)主觀(guan)感(gan)受(shou)的(de)要求。因此音(yin)(yin)(yin)樂廳(ting)建成(cheng)后，通(tong)過聲學測(ce)(ce)量(liang)核對測(ce)(ce)定數據是否達到設(she)計指標，僅完成(cheng)了客觀(guan)量(liang)的(de)評(ping)價，還須進行主觀(guan)評(ping)價。有關(guan)音(yin)(yin)(yin)樂廳(ting)音(yin)(yin)(yin)質的(de)主觀(guan)評(ping)價，國內外有很多(duo)方(fang)法(fa)(fa)，但(dan)較(jiao)為簡(jian)易(yi)有效的(de)方(fang)法(fa)(fa)是通(tong)過樂團多(duo)種節(jie)目(mu)的(de)演出，聽(ting)取各方(fang)面(mian)的(de)意見(jian)，進行統計分析，求得評(ping)價結果。但(dan)在評(ping)價的(de)實際工作中，應注意如(ru)下兩點：

⑴樂隊在演奏(zou)廳(ting)內空場排(pai)練(lian)不能(neng)作為主觀評價的依(yi)據。

這首(shou)先是因為(wei)樂隊經常在容(rong)積小，混響(xiang)短(一(yi)般為1.0s)的排練(lian)廳內練(lian)習。因而在混響長達2.0s以(yi)上的(de)(de)演(yan)(yan)奏廳(ting)內(nei)排練(lian)，反差太大；其次是(shi)空場(chang)時，演(yan)(yan)奏臺四周的(de)(de)座席是(shi)空的(de)(de)，座椅有(you)反射(she)而影響樂師的(de)(de)相互(hu)聽聞。此外，空場(chang)排練(lian)只能(neng)反映(ying)樂師在演(yan)(yan)奏臺上的(de)(de)自我(wo)感受而不能(neng)評價大廳(ting)的(de)(de)聽音效果。因此，主觀評價時，至少應(ying)組織1/3滿座的聽眾。既縮(suo)短了混響，又有聽眾和(he)樂師兩(liang)方面意見。

⑵  正(zheng)確、公正(zheng)的評價需要(yao)時間

對(dui)新建音(yin)(yin)(yin)樂(le)(le)(le)廳蕞初作出評(ping)(ping)價的(de)(de)(de)是配合聲學(xue)調試的(de)(de)(de)樂(le)(le)(le)隊指揮(hui)和樂(le)(le)(le)師(shi)，他們(men)反映的(de)(de)(de)實(shi)際上(shang)是演(yan)(yan)奏臺(tai)上(shang)的(de)(de)(de)自我感(gan)覺，而不是大廳的(de)(de)(de)音(yin)(yin)(yin)質。如(ru)果是空場排練，則他們(men)反映的(de)(de)(de)意見多數是不可靠(kao)的(de)(de)(de)，大廳公開演(yan)(yan)出后，廳內達到設(she)計的(de)(de)(de)聲學(xue)狀(zhuang)態，音(yin)(yin)(yin)樂(le)(le)(le)家(jia)、音(yin)(yin)(yin)樂(le)(le)(le)評(ping)(ping)論家(jia)和聽眾(zhong)(zhong)反映的(de)(de)(de)才是真實(shi)的(de)(de)(de)音(yin)(yin)(yin)質效果。但(dan)由于音(yin)(yin)(yin)樂(le)(le)(le)家(jia)、指揮(hui)的(de)(de)(de)知(zhi)名度高，新聞媒界報導大廳的(de)(de)(de)音(yin)(yin)(yin)質效果主要(yao)聽取這些真實(shi)的(de)(de)(de)評(ping)(ping)論，很少來自參(can)加音(yin)(yin)(yin)樂(le)(le)(le)會(hui)的(de)(de)(de)聽眾(zhong)(zhong)。而正(zheng)(zheng)確、公正(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)評(ping)(ping)價蕞終(zhong)應取決于包括音(yin)(yin)(yin)樂(le)(le)(le)家(jia)在內的(de)(de)(de)廣大聽眾(zhong)(zhong)，這需要(yao)時(shi)間，一(yi)個(ge)音(yin)(yin)(yin)質優異的(de)(de)(de)音(yin)(yin)(yin)樂(le)(le)(le)廳，應經得起時(shi)間的(de)(de)(de)考驗。

⒋  音樂廳(ting)屋頂(ding)結構的(de)選擇應多(duo)方考慮

音(yin)樂(le)廳的屋頂采用何種(zhong)結構是結構工程(cheng)師的事。但不論選用何種(zhong)形式(shi)，必需(xu)考(kao)慮音(yin)樂(le)廳某些特殊的要求：

⑴演奏臺上方的(de)(de)(de)屋架應能(neng)承(cheng)重較大的(de)(de)(de)局部(bu)荷載，以(yi)便吊(diao)置重的(de)(de)(de)反(fan)射體、燈具和(he)一些(xie)機械設(she)備。

⑵演奏臺上方應(ying)有(you)足(zu)夠的(de)高度，使(shi)臺上的(de)聲(sheng)反射(she)板(ban)和(he)照明燈(deng)有(you)升降的(de)空(kong)間，在(zai)音樂會開(kai)演前一(yi)般(ban)將反射(she)板(ban)懸吊在(zai)高處，以便使(shi)聽眾看(kan)到(dao)演奏臺的(de)全(quan)景(jing)，特別當(dang)設置管(guan)風琴時(shi)(shi)，更希(xi)望大部分聽眾都能看(kan)到(dao)，演奏開(kai)始時(shi)(shi)，才降下反射(she)板(ban)和(he)燈(deng)具(ju)。

⑶在(zai)承重的(de)(de)(de)屋(wu)頂(ding)下，音樂廳的(de)(de)(de)吊頂(ding)上應(ying)設置(zhi)一(yi)個工作(zuo)層，以便配置(zhi)和操(cao)作(zuo)升(sheng)降的(de)(de)(de)機械(xie)設備和設置(zhi)通(tong)風(feng)管道。同時(shi)，還可(ke)使屋(wu)頂(ding)有足夠的(de)(de)(de)空(kong)氣聲和撞擊聲的(de)(de)(de)隔聲能力。

星(xing)海音樂廳(ting)選用“馬鞍”形殼(ke)體(ti)，從結構(gou)上沒(mei)有體(ti)現殼(ke)體(ti)的優(you)越性(殼(ke)體厚達220mm，同時(shi)又不能滿足上(shang)述所(suo)提的要(yao)求。無論在聲學和使(shi)用上(shang)帶來(lai)很(hen)多麻煩)。

六、結(jie)語

星(xing)海音樂(le)廳的聲學設(she)計自1990年3月與廣東省文化廳和華南理工大學簽(qian)約(yue)承接任務至1998年6月(yue)13日啟(qi)用，歷經(jing)8年之(zhi)久，在這期間進行了3次模(mo)型試驗，4次現(xian)場測(ce)定，以(yi)及大量的聲(sheng)學構(gou)件實驗室測(ce)定和計(ji)算工作(zuo)，存積了大量資料，本文因受篇幅所限，僅作(zuo)概要的介(jie)紹，供今后音樂廳設計(ji)參考。

星海音樂(le)(le)廳(ting)交響(xiang)樂(le)(le)大廳(ting)在首演月期間，已有(you)廣州(zhou)交響(xiang)樂(le)(le)團(tuan)、中(zhong)國(guo)(guo)交響(xiang)樂(le)(le)團(tuan)，以(yi)色列和澳大利亞交響(xiang)樂(le)(le)團(tuan)，以(yi)及德(de)國(guo)(guo)管風琴演奏家(jia)(jia)在廳(ting)內獻(xian)藝。我國(guo)(guo)著銘音樂(le)(le)家(jia)(jia)、指揮家(jia)(jia)李德(de)倫(lun)、吳祖強先生、中(zhong)國(guo)(guo)交響(xiang)樂(le)(le)團(tuan)指揮陳佐(zuo)湟(huang)博(bo)士，以(yi)色列樂(le)(le)團(tuan)指揮菲利普恩特蒙，德(de)國(guo)(guo)著銘管風琴演奏家(jia)(jia)托斯騰梅德(de)等(deng)均對大廳(ting)的優異音質給(gei)予很高的評價。祈望該廳(ting)能在國(guo)(guo)際(ji)優異的音樂(le)(le)廳(ting)行列中(zhong)，占(zhan)有(you)一席(xi)之地。