你看不到的才更伟大，顶级音乐厅内藏的声学奥秘

上个世纪中段，人们根据音乐特性的不同，逐渐将音乐厅从歌剧院中分离出来。而在此前，音乐会一般是在有舞台的歌剧院中演出，因为舞台可以满足舞台布景和作品多样化的需求。然而，由于高大的舞台空间会造成声能的损失，使得举办音乐会时不得不在剧院舞台上加装音乐反射罩。尽管这些音乐反射罩重量大，组装难，造价高，但它的出现为音乐厅的诞生做出了很大的贡献。各国建筑声学的专家开始依据发射罩对声音控制的原理，相继设计了各种独具特色的音乐厅。

音乐厅的空间形式分类，大致可分为两种：一个是传统“鞋盒式”音乐厅，另一个是非“鞋盒式”音乐厅。传统“鞋盒式”音乐厅是早期音乐演奏室的发展与升华。其平面形状为矩形，空间比例接近1:1:2（长：宽：高），沿后、侧墙设有浅挑台，演奏区和听音乐共处在同一空间中，厅内装修华丽，具有大量的雕塑及大型吊灯等。现代“非鞋盒式”音乐厅为了容纳更多的听众、创造更舒适的试听环境及突破传统“观“、”演“双方隔离的模式而产生，并出现圆形、椭圆形、扇形、多边形和不规则型等多种多样的厅堂形式，其设计宗旨都是既要继承传统”鞋盒式“音乐厅的良好音质，又要满足现代音乐厅所提出的各种需求。世界上音效出众的音乐厅中不少都是鞋盒形的。维也纳金色大厅、阿姆斯特丹皇家音乐厅、波士顿交响乐厅等，这些音乐厅形态的雏形，源于已被焚毁的旧莱比锡布商大厦音乐厅。鞋盒厅普遍声效不均匀，但不同位置各有趣味。

音乐厅的声学设计

著名声学设计师L.Cremer在设计柏林爱乐交响乐厅时享有很大的决定权，比如他自主采用梯田式的观众席布局，以及对观众厅的内部形态、空间体型、装饰图案及构造。对于该厅的设计，L.Cremer继承了二十世纪初赛宾室内声学的研究成果，并应用了学院对于室内声学的最新研发成果。同时，还对于各种音质评价参数进行了仔细研究。到上世纪五十年代，L.Cremer的研发成果首先在德国室内声学界得到应用。

正如L.Cremer设计的柏林爱乐交响乐厅，当中成功之处在于这种形式能够在早期反射声和后期反射声之间取得平衡，使每个座位都能获得较好的包围感。其平衡是通过控制早期反射声和后期反射声的分配而得到的。这个进步得益于缩尺实体模型能够将声阵列可视化和L.Cremer教授在礼堂音质这个领域的专业经验。L.Cremer教授曾说过，在法国尼斯阿波罗音乐厅的建设中，他之所以能够成功地把握因素，就是在于他完全掌控了对该厅的设计。并且，该厅还是第一个使用梯田式设计的厅堂。

细节处理

混响时间是继声压级（响度）之后的重要声学指标。它与厅堂的容积密切相关。厅堂容积大，混响时间长，反之，混响时间短。不同的音乐或同类音乐的不同作品，对混响时间也有各自的要求；音乐厅要求长混响，室内乐稍低，而合唱、独奏和重奏更低些。此外，噪声和震动的控制也需留意。当中可运用围栏结构隔声，这主要包括墙体、楼（地）板、屋顶及门窗的隔音处理。还要对空调系统的消声，降低通风机通过管道传入音乐厅的噪声和进出口引起的气流噪音，再加上其他工程设备如电梯、发电机房、以及舞台灯光机械设备的噪音处理和减震。

为了使音乐厅达到设计预计的最佳混响时间，保证良好的混响频率特性外，还应注意几个问题：1、合理确定演奏厅的每座容积：音乐厅每座的容积是根据演奏音乐作品种类不同而定，大致控制在6-10m³/座为宜。2、减少听众与座椅的声吸收：在音乐厅听众和座椅的声吸收，约占厅内总吸声量的80%左右，因为，在设计混响时间控制是不要忽略了座椅的选择。3、反射板与扩散体的设计：反射主要为了缩短反射与直达声的声程差；扩散是为了使大厅拥有均匀的声场和良好的频率响应并消除音质缺陷。

如何控制反射声的过程

鉴于音乐厅的尺度、形式、材料、观众厅布局和乐队之间的相互作用，以及在厅堂中声音传播的特性，在演艺建筑的设计中，声学设计师应该扮演引导者的角色。声学设计师应该控制墙体反射的波形。而且需要声学设计师和建筑师一起制定详细的墙体处理方案，这样在建筑师每次做出形状或材料的选择后，声学设计师都能够用声学语言将修改的结果表达出来。通过这种方式，建筑师才能够设计出具有良好音质的厅堂。

因此，通过这一互动过程，就可以确定墙体的尺度和方位及构造，把握围护结构的处理，观众厅的分割墙，吊顶的形式，整体内部形态，尤其要控制围护结构材质及其构造的声学响应，把握座椅的形状及声学特性。

列举几个著名音乐厅的声学玄机

维也纳金色大厅、阿姆斯特丹音乐厅、波士顿音乐厅都是比较有名的古典音乐厅，音乐厅内的声音效果能够让世人所称颂，建筑声学设计是其能扬名世界的重点。我们首先看看维也纳的金色大厅，这是世界上最为辉煌的音乐大厅，于1867年由出生丹麦的著名建筑师汉森设计。维也纳金色大厅宽20米、高17.5米、长35米。资料记载大厅容积15000立方米，座位1840座，站位500个，每席容积8.9立方米，满场中频(500Hz)混响时间2.1秒。人们认为维也纳金色大厅的高、宽组成近似于正方形的横截面，宽、长近似1比2，和适中的宽度都是音响空间的理想组合，有利于大量侧向反射声到达观众席，产生良好的空间感;女神像等装饰形成了凸凹丰富的表面，有利于漫反射形成更加均匀的声场;砖墙上涂石膏灰泥，形成恰到好处的反射;较长的混响，不算大的空间，保证有足够的声能密度等等，这些都与现代理论相吻合。而金色大厅的屋顶，有九个三角型大钢结构架，架在两边承重墙上，负荷着屋顶的重量，钢架上伸下根根钢筋，吊起云杉木料的天花。天花上面铺了砖块，天花的表面涂上了石膏灰泥，外表镀金，形成了一个略有弹性的大天花。整个天花上面的空间形成了一个巨大的共鸣箱，这也是造就金色大厅优良音质的重要原因。

阿姆斯特丹音乐厅建于1888年，2013年4月11日(音乐厅建成125周年)，荷兰女王授予阿姆斯特丹音乐厅皇室称号，所以，至那时起它又被称为荷兰皇家音乐厅。该音乐厅的座位数为2037座，长、宽、高分别为26.2 m、27.7 m、17.1 m，体积为18780m³，每座容积为9.2 m/座。座椅总占地面积843 ㎡，每个座椅占地面积为0.41 ㎡/座，相比目前国内音乐厅每座容积0.52 ㎡/座而言，阿姆斯特丹音乐厅座椅的舒适度要差一些。有声学专家认为，反射声纹理能够更好地反映音乐厅的音质效果，因此对阿姆斯特丹音乐厅的池座、侧包厢、楼座以及舞台后部座区分别设立测点测试反射声纹理。得出结论是：由于阿姆斯特丹音乐厅极佳的扩散性，各个测点的混响声都比较丰富，且没有比较大的反射声存在。因此，在此音乐厅不会存在“眩声”等刺耳的声音，而且听起来丰满且圆润。各个测点混响声的方向来自四面八方，环绕感非常好。

素有“全球音响效果第一名”之美誉的波士顿交响音乐厅，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设计建造。全厅共 2631 座，且保留了该厅 ” 鞋盒式 ” 体型的空间比例，混响时间为 1.8 秒，其现场的音效被专业级音响人士视为 ” 原音重现 ” 标准。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，同时改进了演奏台，以利音乐更好的反射。