谁能提供一些对音乐厅建筑的声学分析..(急)

谁能提供一些对音乐厅建筑的声学分析..(急)
谁能提供一些对音乐厅建筑的声学分析..(急)

谁能提供一些对音乐厅建筑的声学分析..(急)
1453年东罗马帝国灭亡之后,教会的威信下降,世俗的力量上升,思想自由的限制逐
渐地已力不从心,科学研究日渐盛行,理性的信仰开始取代对神明的膜拜.经过了一个多世
纪eQ难探索的岁月,欧洲终于迎来了奇伟壮丽的文艺复兴.这是一个在科学,哲学,文学,
艺术诸多领域中百花争妍,纷纷奏响"知识就是力量"的凯歌的时代.音乐也从教堂中走出
来,进入王公贵族的府邸和富人私宅的客厅中.
1古典时期
17世纪,音乐艺术发展迅猛,这时期已经有了以弦乐为主,并有木管乐器,铜管乐器
组成的室内乐队:到了17世纪末,己具有了早期的古典交响乐团;17世纪70年代末出现
了欧洲最早的专业音乐厅—伦敦约克大厦音乐厅(200座).这时期演奏音乐的音乐厅在
整体和局部关系上都是以天体和谐为根据,还从音乐中吸取比例和和谐,并承袭了16世纪
意大利帕拉第奥(1518-1580)设计的厅,室所常用的3:2长宽比:因此,这时期音乐厅
的体型是矩形的,其高:宽;长的比例常为]二2.3二3.7,符合"黄金率".
古典时期音乐厅的建筑风格仍沿袭宫廷客厅的特点,其空间形象容易辨认,尺度和比
例有节奏上的均衡性,合理和有人性,与安静的生活方式相贴切,由于容积小,比例符合"黄
金率",扩散好;混响时间短〔约1,G-1-3秒i;直达声强,各表面的反射能力强,所以清
晰度高,亲切感强.这时期以巴赫(16851750),亨德尔(1685-1759)作品风格为代表
对音节,明晰的要求也正是很重要,各部分不能有掩蔽.所以音乐厅的音质特性与音乐风格
是相适应的.
2巴洛克时期
18世纪初,管弦乐队的概念和模式己基木形成,阿尔坎杰洛 科雷利(1653-1713)的
室内奏鸣曲和大协奏曲是巴洛克器乐作品的典范.is世纪中,管弦乐队逐渐成型.到了18
世纪末,交响乐队己经具有包括一个力量平衡的弦乐器组,双管编制的木管乐器组,两支园
号,两支小号和一组铜鼓.
由于社会发展,音乐走向社会,在伦敦,巴黎,莱比锡,柏林,维也纳等地经常举行
公共性的音乐会,为此建造了不少的公共音乐厅.如英国牛津Holywell音乐厅(1748年)
约300座,满场混响时间约1.5秒:德国莱比锡Altes Gewandhaus (1780年)400座;满场
混响时间不会超过1.3秒:维也纳Redoutensaal 800座,该厅建于1631年,建成后又经过不
断地改建,最后完成于1700年,倒堵有浅挑台,高度增到16m,所以是最早的"鞋盒式"
的音乐厅,K.响时间大约为1.4秒.
这时期的音乐厅的规模己大于17世纪的客厅式的音乐厅.由于容量增多,厅内侧墙和
后墙建有挑台,厅高度大约为15m左右,宽度约为16m左右,空间的比例大约为1:1:2
已是"鞋盒式"的体型.混响时间为1.5-1.7秒.厅内具有丰富的音调,声场扩散,具有明
晰和亲切感,适宜演出贝多芬早期(1820年以前)的作品.
厅内己从古典建筑风格渐渐演变为巴洛克风格;这种风格强调和用手法来制造特殊的
艺术效果,因此大大地吸引了那些讲究排场的王公贵族,那些宫廷客厅的布局是层次高低起
1
伏很大,墙面凹凸明暗,装饰丰富,珠光宝气.但是空间和谐,富丽.巴洛克音乐强调情感
表现,丰富多样,充满着美妙的内涵,但又往往不可避免地带上浮华,傲作和对纯形式的追
求,缺乏深度.所以这时期的音乐厅在声学特点上与巴洛克建筑和音乐的风格是相适应的,
具有很好的声誉.
3.浪漫时期
18世纪中叶以后是历史学家以英国资产阶级革命作为近代史的开端,当时在文学,艺
术,哲学的思潮更新迭起,法国革命的风暴和拿破仑时代过去之后,法国的浪漫主义开始了.
欧洲的音乐经历了巴洛克时期发展到了浪漫"'明,这时期的音乐人才辈出,群星璀璨,是音
乐的黄金时代.音乐成为新兴资产阶级市民`6文化生活所必须,欧洲开始出现了规模比以往
大得多的,主要供音乐演出的公共音乐厅:泛芝音乐厅大部分是模仿音质成功的音乐厅建造
的,因此在造型,空间,内部安排和建筑处理等甚至声学特性都是相似的,这类音乐厅有
Old Boston Sympheny Hall (1863年),2400座,混响时间为1.8秒;维也纳Grosser Musik
Vereinssaal(1870年),1680座,混响时间为2.0秒;巴塞尔Stadt-Casino (1876年),1400座,
a响时间为2.1秒;格拉斯哥Andeew's Music Hall (1877年),2130座,混响时间为1.9秒,
该厅在演奏台后布置了座席,可以吸收大声功率乐器的音量,如打击乐器,铜管乐器等,获
得了好的各声部之间的平衡.这也是后来围绕式音乐厅的雏形;莱比锡Nut c Gewandhaus
(1886年),1560座,混响时间为1.55秒:阿姆斯丹达音乐厅(1888年),22(,0座,混响时
间为2.0秒.其中佼佼者则以维也纳音乐厅,容积(V)约15000m3,总表面积(S)约4000护,
每座容积为9矿,宽(W)为21m,高(H)为17. 5 m,长(L)为40 m,空间比侧为1:1.2:
2. 3 (H:.:L).这座被称之为"金色大厅"的宏伟建筑由泰奥菲尔.汉森设计金碧辉煌的
建筑风格和华丽璀璨的声学效果使其无愧于"金色"的美称.著名指挥卡拉扬赞道:"大厅
的声音很丰满,低音很丰富,高音弦乐的音色也很美……,这是一个能唤起人C高度想象力
的大厅,它给指挥以美感".到现在仍为音乐厅建筑的典范.
这时期所建音乐厅的容积较大,为10000^-20000 m ,容量为2000座左右,空间较大,
每座容积为7.10护,其比例约为1:1-1.3:2.3-2.6扭:w:L)比例修长,纤巧,但仔
细分析一下其空间会发现:以指挥处为割点,听音区与演奏区的长度比例约为1.618二la
这类音乐厅的宽度约为20.左右,厅高为15-19.,长度在40.左右,因有侧向浅挑台,
所以高与宽的比例接近为1二1.容积(V)与总面积(S)之比约在3.7左;5,"鞋盒式"的空
间;沿侧墙有浅挑台和后墙有挑台,演奏区和听音区共处在同一空间中:厅内装修典雅华丽,
具有大量的雕塑以及大型水晶灯,声场扩散,混响时间为1.8-2.2秒,直达声与混响声的
声能比例较小,形成音调丰富而清晰度较低的音质特点,成为演赛浪没派音乐作品的典型环
境.这些音乐厅大都是古典复兴和巴洛克或罗可可风格的折中,但都具有端庄蔽华的艺术形
象,不同凡呐的声学效果.到现在还是音乐厅建筑的声学和建筑空间的典范;所以它们在室
内声学的发展史上具有相当大的贡献,同时也是建筑艺术中的珍品和瑰宝.
4.新建筑时期
19世纪末到20世纪初,人和物质世界之间的关系显示出对科技规律的遵从,主张理性
至上:"功能决定形式"的设计思想得到了广泛地接受,并认为设计建筑应有科学根据,该
时期的科学发展在观演建筑的功能,视线,照明,声学,舞台机械甚至空调技术等方面的成
就都适时地提供设计的根据.另外,荃于社会的发展,人们对音乐的需求,迫切要求建造大
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ilwewe日月..,.,11
容量的音乐厅.以上种种促进了建筑师对设计音乐厅的变革和创新的思潮.但是,无论从建
筑艺术的表现形式,与功能结合的合理性上,还是对科学技术的运用上等都存在着很大的矛
盾和不成熟,这充分表明了该历史时期的时代特点.
这时期建造了不少的音乐厅,著名的有:
芝加哥Orchestra Hall(1891一1905),2582座,混响时间为1.3秒.为了解决视线问
题,取消了厅内的侧向浅挑台;为了增加容星,建造了两层大挑台:池座有不高的升起:厅
内处理手法明显地具有古典歌剧院的影响,但是演奏区和听音区仍处在同一空间中.演奏区
的顶棚和听音区的项棚都连在一起做成向上倾斜,有利于一次声反射.厅内音质千涩,但清
晰.纽约Casnegie HaI1(1891年).2760座,馄响时(a]为1.7秒.正厅平面近乎正方形(30m
X 34m) ,第二和第三层为围向演奏台口呈马蹄形的包佣,如同古典歌剧院:第四和第五层为
大桃台.厅高为24m.演奏区明显地形成镜框式台口:管风琴在台内的侧墙处.厅内音质一
般.伦敦Queen's Hall(1893年),2000座,混响时间为1.3秒.在演奏台两侧有凸形墙面,
可以将乐队的声音均匀地反射到听众席.该厅音质不很理想.爱丁堡Usher Hall(1914年),
2760座,混响时间为1. 7秒.听音区为马蹄形平面.具有两层挑台,它们围向演奏台,具
有现代剧场的特点,但又明显地具有古典歌剧院的影响.演奏区为尽端式,两侧墙的斜角小
于100,对声反射有利.乐队后有合唱队的座席.明显地把演奏区和听音区分为两个区域:
形成镜框式台口.由于演奏台上有谐振现象,对低频声有"染色"现象,厅内声扩敞不好,
音质粗糙.并且声场不均匀.
这类音乐厅的容里大约2500^2800座.大厅体型样式不同于传统音乐厅"鞋盒式"的
样式,与古典歌剧院的形式相仿,由于容量多,视线短,所以厅的宽度大;由于多层挑台.
高度为18-20m,所以容积很大,但是容积与总表面积((V/S)之比并不大,所以混响时间并
不长,丰满度较差,同时因宽度大,所以对反射声的理解是初步的,不全面和处理不成熟,
不系统,反射声的时序和方向也不好,因此音质并不好.但是,由哈佛大学著名声学教授赛
宾,根据他通过实验得出的室内混响时间的理论作为指导,进行设计建造的新波士顿音乐厅
(190.年),2631座,混响时间为1.8秒,则获得非凡的成功,并与维也纳音乐厅,阿姆斯
特月音乐厅同被誉为三大著名古典音乐厅.在建筑艺术上,该厅承袭了19世纪末以前古典
音乐厅的模式-—"鞋盒式"的体型,侧墙有两层浅挑台,后墙有两层挑台.演奏区为尽端
式,侧墙和顶棚具有V度,以利反射.厅的高度(H)为18.5m.宽度(W)为23m,长度(L)为39. 5m,
空间比例(H:W:L为1 : 1. 24 : 2. 14,符合"黄金率".赛宾在设计该厅时,坚持了声学科
学的原则,拒绝了业主提出容量为维也纳容量(1680座)两倍的要求,而为2631座,保持了该
厅的"鞋盒式"的空间比例,改进了演奏台上高而斜项拥,以利反射.
5现代主义(二次大战前)
欧战前夕,西方建筑界继承了"新建筑"运动的革新精神,力图挣脱学院派复古主义,
折衷主义的束缚,进行各种.新"建筑的探索,日渐形成了"现代建筑".战后以德国的格
罗披亚斯为首的"包系斯"派主张"技术,经济和功能",也就是要求建筑设计要以新技术
来经济地解决新功能.在理论和实践上最终地摧毁了被"新建筑"运动所动摇.而在学术界
仍是主导地位的学院派的统治.
在此期间声学研究也取得了很大成就,特别是在1925-1927年,努特生通过对不同厅
堂的测量和评价,提出最佳混响时间与厅堂容积之间的关系:语言清晰度与房间的物理参量
—响度,噪声级,混响时间和体型之间的关系;实际上只做了响度,混响时间对语言清晰
度影响的实验,以及形成回声的最小声程差.所以出现了当时认为以最佳音质条件为出发点
所设计和建造的现代音乐厅,如:
巴黎Salle Pleyel (1927年),3000座,混响时间为1. 45秒.为了增加音量和改进
视线,采用了扇形平面和两层大挑台.按照流行于建筑师中的声学概念-—声线分析方法,
即均匀分布第一次反射声,必然采用抛物线的顶棚,可以把演奏台上声9均匀地反射到观众
席,并且使第一次反射声与直达声的声程差不大于22米,不会产生回声:但是观众席的噪
声也经顶棚反射,集中到演奏台,造成干扰并且分析了体型和确定了尺寸—长(L为51
米,宽度21-31米,平均高度为18米:因为建筑师不理解混响时间与容积和材料的关系,
所以容积过大.而声学家则关心根据赛宾的棍响概念来确定大厅的馄响时间,而对声线的分
析与体型的关系不关心,所以不能提出设计大厅的声学根据,因此,当声学家们还在讨论如
何选择混响时间时,建筑师己经根据声线概念确定了大厅的尺寸,构成了空间,因为尺寸是
构成空间的要素,而建筑师的主要任务是空间的设计.两者各行其是,配合不好,产生不少
问题.另外,当时声学界认为听音区应尽量得寂静,演奏台周围应是强反射,使演奏的声音
尽量反射到观众席,实质上这是当时刚兴起的电影院音质设计的做法,虽然这种做法对于电
影院来说也是不全面的.因此该音乐厅的音质对于语言清晰度很好,对于音乐则不好,所以
很少在此演奏交响乐.美国克里夫兰的Severance Hall(1930年),1890座,混响时间1.4
秒.该厅的设计思想如同上述,所以音质效果相同.英国利物浦的New Philhinmonic Hall
(1939年),1955座,混响时间1.5秒.美国的Buffalo的Klimhans Hall (1!41年),2839
座,混响时间为1.32秒.上述各音乐厅代表了自1900-195.年间所建造的音几厅的模式,
音质都不理想.
这时期的音乐厅容量多,一般为2000-3000座,在美国甚至达到4000-^6000座,为
了增加容量和缩短视距以及避免多层包厢视线不良的缺点,大厅后部被大大地扩大成为扇形
平面,同时又增加了大挑台,而其高深比一般都不大于1/2.根据当时在建筑师中流行的声
学设计概念,顶棚的纵剖面被设计成弧形或抛物线形,以取得最小的声程差,所以顶棚的高
度被大大地降低,这样音乐厅的高度与宽度之比由1:1-3:4变成为1:2^+1:3,成为扁形空
间.由于对电影的声学特点尚未正确理解.大盘使用吸声材料,甚至到了滥用的地步,因
此厅内的混响时间都很短(大约在1.5秒以下),清晰度高,音调很不丰满.由子以巴黎Salle
Pleyel为代表的声学设计方法曾被多数教科书和有关建筑杂志所推荐和介绍,在不同程度
上为大多数现代音乐厅或剧场设计中所采用.其影响很深远,直到50年代之后,声学科学
的发展,才逐渐地减少,但还有影响,特别是以声线法来替代声学设计的观念还很牢固,尤
其在我国的建筑界中.
丹麦哥本哈根广播电台音乐厅(1946年),1093座,混响时间为1.5秒,其模式同上述,
但是因为采用薄壳结构,因为壳顶高,所以演奏台的声音不能均匀的反射,大多数是反射到
第一层挑台的坐席,并有聚焦现象,所以在战后(1954-1955年)改建,其措施是在演赛台
上部悬吊水平的有机玻琦的声反射系列共5排,26块大小不等,离台面高为7-8米,保证
了均匀地分布第一次反射声,井在50毫秒之内,同时也给予演赛台内一定的反射声.这是
在现代音乐厅中首先出现了在高空间中悬吊声反射板,对以后的音乐厅棋式的变化形响很
大.
6现代主义(二次大战后)
>0年代,欢洲经济有了发展,所以各国开始新建以及恢复战争中被毁的文化建筑如:
伦教早家节日音乐厅(1951年),3000座,混响时间为1.45秒,该音乐厅的声学设计考虑比
较周到,在体型,反射面和声学材料布置上都经多次讨论和实验.音乐厅的平面是矩形的,
空间属于介鞋盒式"的,吸收了古典音乐厅的经验,由于3000座席,所以在演奏台两侧和
后而布置了座席1400座).形成了环绕式的特点.本厅的体型虽属古典音乐厅的模式,但仍
然只4战前现代r义设计的影响.以均匀分布第一次反射声为目的,对侧向反射的重要性还
没有认识,所以使演奏台和池座前区处在一个扇形平面中,但侧墙斜角较大.在演奏台上悬
吊三片大的弧1(%斜向的肖反射板,增加第一次反射声.侧墙上部有四层包厢,原来是希望增
加扩散,却相反,不仅没有扩散效果,反而产生大量吸声值,特别对于低颇的吸收.所以厅
内太寂静.丰满度不够,但很清晰.所以效果仍然与战前现代音乐厅相同.由于对于交响乐
作品风格与混响时间关系的研究,后期所建造的晋乐厅的混响时间日渐增长,如柏林音乐学
跪音乐厅(1954年),1360座,混响时间为1.95秒.矩形平面,楼座则向外扩张变成为长
六角形.设计中仍受战前现代主义的影响,顶棚是弧形的,使演奏台的声音直接反射到楼座,
厅内声场分布不均匀,扩散不好,因此对交响乐效果不好,室内乐和独奏效果较好.由于声
学研究对室内声能衰减过程中进行了微观的分析,探讨了前次反射声对室内音质的影响,并
且又发现了侧向反射的重要作用,但是混响理论仍然是基本的根据,所以声场的扩散应是音
乐厅音质好坏的基本条件.德国斯图加德的音乐厅(1965年〕,2000座,混响时间为1.9
妙为了获街好的扩散声场,克里迈尔教授提出不对称的原则.大厅的平面很特殊,形似三
角钢琴,演奏台处在厅内非对称的位置上,它的左侧墙是大片混凝土的凸面,保证辐射声能,
使右侧听众具有强的一次反射声.为了使听众尽呈接近声源.所以大盘听众席布置在左侧,
以便使大量听众更接近第一提琴.厅内具有大量的扩散体,保证声能衰减的混响过程具有好
的扩散程度.因此厅内不仅有强的射声能,又有良好的扩散声能,这是该时期中突出的例
子这是在正确的声学科学指导下,创造了完全新颖的模式.
7王见代主义(近期)
由于"学理论和实践的发展,建筑理论的反思和创新,音乐厅设计的视野更为重视科
学与艺术的结合,柏林爱乐音乐厅(1963年),2218座,混响时间为2秒,这是由"现代建
筑"大师夏隆fir,署名声学家克里迈尔教授合作设计,他们把各方的主张和成就融合在一起,
着重考虑了人的因素,探索音乐厅的空间环境与人的关联,成功的解决了科学与艺术,内容
与形式的矛盾,创造了世界上第一个围绕式的音乐斤,这是世界范围内成功的作品之一:在
音乐厅的建筑史和声学史上都具有重大的意义.它是一个从平面上看来是对称的.但是空间
上是不对称的,实现了克里迈尔的非对称原则.新西兰克赖斯特丘奇音乐厅(1972年), 2650
座,混响时间为2. 3秒.悉尼歌剧院的音乐厅(1973年),2690座,混响时间为2.0秒.
新西兰惠灵顿音乐厅(1976年),2500座,混响时间为2.45秒.美国丹佛音乐厅(1978
年.,2750座,混响时间为2. 0抄.旧金山大卫音乐厅(1980年),混响时间为2.2秒.
日本三得利音乐厅(1986年),2690座,混响时间为2..秒.这些音乐厅都是在柏林爱乐
音乐片之后调动和综合发挥各种技术和艺术的手段,创造出类型各异,视听俱佳的坐席包围
演奏ry的A-乐厅,这种音乐厅的平面无论是鞋盒式的,还是圆形的,椭圆形的,不规则形的
等等,虽然空间形式各异,但是以演奏台为主和正面坐席所围合的空间比例都符合古典音乐
厅的空间比例,也就是遵循着"黄金率".
纵观兰百余年西方音乐厅的发展,它从矩形平面的厅室,发展到19世纪末的"鞋盒式"
的规模宏大的公共音乐厅,其模式的变化,主要是受社会的发展人们对音乐的需求,促使
容量的增多所致.但仍遵循着"黄金率"的比例.自本世纪以来,科技的发展,促便人们思维
方式发生变化,遵从科技的规律,因此,音乐厅的摸式的变化主要是从视线,舒适等要求考
虑,取消了侧向浅挑台,形成了镜框式舞台口的剧场式模式,但这模式在视觉上无论是科学
性,还是艺术性都并不高明,很快就被淘汰.本世纪初,赛宾教授创立混响时间概念,使音
乐厅的设计和建造建立在科学的基础上,但是在二次大战以前,由于认iR不够全面,声学界
着眼于声学理论和技术的研究,而对如何构成音乐厅空间的具体措施并不注意.建筑界则片
面从均匀分布第一次反射声,对混响概念与音乐厅空间尺寸和材料的关系并不理解,两者各
自进行设计,使声学理论和建筑艺术设计脱节,即使在构成空间的要素~一音乐厅的尺寸上
都不能相互配合,提出合乎声学和建筑科学的根据.以致大V角的扇形平面,大挑台,扁形
空间成为这一时期的主要空间模式,混响时间短,音质干涩,不丰满,但很清晰.现代人的
生活方式和思维方式的多元化,引起作为文化形态的建筑风格的多元化,并且因建筑,材料
和技术的发展,更促使建筑向着多元化和多样化发展.为了适应人们对文化娱乐和审美情趣
的多元化和多样化的要求,音乐厅的空间环境也有很大的变化,音质设计也从本世纪初的混
响理论,逐步地在实践中探索到在混响过程中具有不同阶段的特性,而进入到对室内声能衰
减过程进行了微观的研究,理解到早期反射声的时序和方向的特性,以及整个衰减过程中各
种特性对主观感觉的影响.目前更向着综合方向发展,确认混响理论为基础,并向微观方向
开拓,考虑早期反射声组成的合理性和适度的侧向反射,井促使室内的声能随r间的增长,
在室内混响过程的早期阶段就能达到扩散声场的条件,使人们能感受到强的混响感.因此,
声学理论和技术的发展,适应着人的思维的多元化和多样化.促使音乐厅的模式,随着时代
的发展,容量增多,其类型也多姿多采,风格多样;但因声学规律限制其对尺寸有要求,所
以音乐厅的空间必然是应充分利用自然声源的音量,使听众包国潜演奏台,形成围绕式高空
间的模式,而其所围绕的主要空间即演奏区与它正面的听众席所组合的空间,应遵循"黄金
率"的比率.但是其空间特征应是多样的,多元的;混响时间已从古典音乐厅的1.8-2.0
秒,延长到2.0-2.2秒,并有再延长的趋势,而容量则不大于2500座左右.
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