你看不到的才更偉大，頂級音樂廳內藏的聲學奧秘

上個世紀中段，人們根據音樂特性的不同，逐漸將音樂廳從歌劇院中分離出來。而在此前，音樂會一般是在有舞台的歌劇院中演出，因為舞台可以滿足舞台布景和作品多樣化的需求。然而，由於高大的舞台空間會造成聲能的損失，使得舉辦音樂會時不得不在劇院舞台上加裝音樂反射罩。儘管這些音樂反射罩重量大，組裝難，造價高，但它的出現為音樂廳的誕生做出了很大的貢獻。各國建築聲學的專家開始依據發射罩對聲音控制的原理，相繼設計了各種獨具特色的音樂廳。

音樂廳的空間形式分類，大致可分為兩種：一個是傳統「鞋盒式」音樂廳，另一個是非「鞋盒式」音樂廳。傳統「鞋盒式」音樂廳是早期音樂演奏室的發展與升華。其平面形狀為矩形，空間比例接近1:1:2（長：寬：高），沿後、側牆設有淺挑台，演奏區和聽音樂共處在同一空間中，廳內裝修華麗，具有大量的雕塑及大型吊燈等。現代「非鞋盒式」音樂廳為了容納更多的聽眾、創造更舒適的試聽環境及突破傳統「觀「、」演「雙方隔離的模式而產生，並出現圓形、橢圓形、扇形、多邊形和不規則型等多種多樣的廳堂形式，其設計宗旨都是既要繼承傳統」鞋盒式「音樂廳的良好音質，又要滿足現代音樂廳所提出的各種需求。世界上音效出眾的音樂廳中不少都是鞋盒形的。維也納金色大廳、阿姆斯特丹皇家音樂廳、波士頓交響樂廳等，這些音樂廳形態的雛形，源於已被焚毀的舊萊比錫布商大廈音樂廳。鞋盒廳普遍聲效不均勻，但不同位置各有趣味。

音樂廳的聲學設計

著名聲學設計師L.Cremer在設計柏林愛樂交響樂廳時享有很大的決定權，比如他自主採用梯田式的觀眾席布局，以及對觀眾廳的內部形態、空間體型、裝飾圖案及構造。對於該廳的設計，L.Cremer繼承了二十世紀初賽賓室內聲學的研究成果，並應用了學院對於室內聲學的最新研發成果。同時，還對於各種音質評價參數進行了仔細研究。到上世紀五十年代，L.Cremer的研發成果首先在德國室內聲學界得到應用。

正如L.Cremer設計的柏林愛樂交響樂廳，當中成功之處在於這種形式能夠在早期反射聲和後期反射聲之間取得平衡，使每個座位都能獲得較好的包圍感。其平衡是通過控制早期反射聲和後期反射聲的分配而得到的。這個進步得益於縮尺實體模型能夠將聲陣列可視化和L.Cremer教授在禮堂音質這個領域的專業經驗。L.Cremer教授曾說過，在法國尼斯阿波羅音樂廳的建設中，他之所以能夠成功地把握因素，就是在於他完全掌控了對該廳的設計。並且，該廳還是第一個使用梯田式設計的廳堂。

細節處理

混響時間是繼聲壓級（響度）之後的重要聲學指標。它與廳堂的容積密切相關。廳堂容積大，混響時間長，反之，混響時間短。不同的音樂或同類音樂的不同作品，對混響時間也有各自的要求；音樂廳要求長混響，室內樂稍低，而合唱、獨奏和重奏更低些。此外，噪聲和震動的控制也需留意。當中可運用圍欄結構隔聲，這主要包括牆體、樓（地）板、屋頂及門窗的隔音處理。還要對空調系統的消聲，降低通風機通過管道傳入音樂廳的噪聲和進出口引起的氣流噪音，再加上其他工程設備如電梯、發電機房、以及舞檯燈光機械設備的噪音處理和減震。

為了使音樂廳達到設計預計的最佳混響時間，保證良好的混響頻率特性外，還應注意幾個問題：1、合理確定演奏廳的每座容積：音樂廳每座的容積是根據演奏音樂作品種類不同而定，大致控制在6-10m³/座為宜。2、減少聽眾與座椅的聲吸收：在音樂廳聽眾和座椅的聲吸收，約佔廳內總吸聲量的80%左右，因為，在設計混響時間控制是不要忽略了座椅的選擇。3、反射板與擴散體的設計：反射主要為了縮短反射與直達聲的聲程差；擴散是為了使大廳擁有均勻的聲場和良好的頻率響應並消除音質缺陷。

如何控制反射聲的過程

鑒於音樂廳的尺度、形式、材料、觀眾廳布局和樂隊之間的相互作用，以及在廳堂中聲音傳播的特性，在演藝建築的設計中，聲學設計師應該扮演引導者的角色。聲學設計師應該控制牆體反射的波形。而且需要聲學設計師和建築師一起制定詳細的牆體處理方案，這樣在建築師每次做出形狀或材料的選擇後，聲學設計師都能夠用聲學語言將修改的結果表達出來。通過這種方式，建築師才能夠設計出具有良好音質的廳堂。

因此，通過這一互動過程，就可以確定牆體的尺度和方位及構造，把握圍護結構的處理，觀眾廳的分割牆，吊頂的形式，整體內部形態，尤其要控制圍護結構材質及其構造的聲學響應，把握座椅的形狀及聲學特性。

列舉幾個著名音樂廳的聲學玄機

維也納金色大廳、阿姆斯特丹音樂廳、波士頓音樂廳都是比較有名的古典音樂廳，音樂廳內的聲音效果能夠讓世人所稱頌，建築聲學設計是其能揚名世界的重點。我們首先看看維也納的金色大廳，這是世界上最為輝煌的音樂大廳，於1867年由出生丹麥的著名建築師漢森設計。維也納金色大廳寬20米、高17.5米、長35米。資料記載大廳容積15000立方米，座位1840座，站位500個，每席容積8.9立方米，滿場中頻(500Hz)混響時間2.1秒。人們認為維也納金色大廳的高、寬組成近似於正方形的橫截面，寬、長近似1比2，和適中的寬度都是音響空間的理想組合，有利於大量側向反射聲到達觀眾席，產生良好的空間感;女神像等裝飾形成了凸凹豐富的表面，有利於漫反射形成更加均勻的聲場;磚牆上塗石膏灰泥，形成恰到好處的反射;較長的混響，不算大的空間，保證有足夠的聲能密度等等，這些都與現代理論相吻合。而金色大廳的屋頂，有九個三角型大鋼結構架，架在兩邊承重牆上，負荷着屋頂的重量，鋼架上伸下根根鋼筋，吊起雲杉木料的天花。天花上面鋪了磚塊，天花的表面塗上了石膏灰泥，外表鍍金，形成了一個略有彈性的大天花。整個天花上面的空間形成了一個巨大的共鳴箱，這也是造就金色大廳優良音質的重要原因。

阿姆斯特丹音樂廳建於1888年，2013年4月11日(音樂廳建成125周年)，荷蘭女王授予阿姆斯特丹音樂廳皇室稱號，所以，至那時起它又被稱為荷蘭皇家音樂廳。該音樂廳的座位數為2037座，長、寬、高分別為26.2 m、27.7 m、17.1 m，體積為18780m³，每座容積為9.2 m/座。座椅總佔地面積843 ㎡，每個座椅佔地面積為0.41 ㎡/座，相比目前國內音樂廳每座容積0.52 ㎡/座而言，阿姆斯特丹音樂廳座椅的舒適度要差一些。有聲學專家認為，反射聲紋理能夠更好地反映音樂廳的音質效果，因此對阿姆斯特丹音樂廳的池座、側包廂、樓座以及舞台後部座區分別設立測點測試反射聲紋理。得出結論是：由於阿姆斯特丹音樂廳極佳的擴散性，各個測點的混響聲都比較豐富，且沒有比較大的反射聲存在。因此，在此音樂廳不會存在「眩聲」等刺耳的聲音，而且聽起來豐滿且圓潤。各個測點混響聲的方向來自四面八方，環繞感非常好。

素有「全球音響效果第一名」之美譽的波士頓交響音樂廳，由哈佛大學著名聲學教授賽賓根據他通過實驗得出的室內混響時間的理論作為指導設計建造。全廳共 2631 座，且保留了該廳 ” 鞋盒式 ” 體型的空間比例，混響時間為 1.8 秒，其現場的音效被專業級音響人士視為 ” 原音重現 ” 標準。側牆有兩層淺挑台，後牆有兩層挑台，演奏區為盡端式，側牆和頂棚具有V度，以利反射。廳的高度(H)為18.5m，寬度(W)為23m，長度(L)為39.5m，空間比例(H:W:L為1 :1. 24 : 2. 14，符合「黃金率」。賽賓在設計該廳時，堅持了聲學科學的原則，拒絕了業主提出容量為維也納容量（1680座）兩倍的要求，而為2631座，保持了該廳的「鞋盒式」的空間比例，同時改進了演奏台，以利音樂更好的反射。