中国音乐学院音乐厅声学设计综述

演出场馆建设篓图 BuildingolEntertainmentStadium 巾国音乐学院 音乐厅声学设计综述 王静波，章奎生 (上海现代建筑设计(集团)有限公司章奎生声学设计研究所，上海200041) 【摘 要】对中国音乐学院音乐厅声学设计做了相关的综述，着重介绍了音乐厅的形体优化设计、室内声学设计等内容。 【关键词】室内声学；计算机模拟；音质参量；噪声与振动控制 ASummaryofAcousticDesignofConcertHallforChinaConserVatory WANGJing—bo，ZHANGKui—sheng (Zhangkui-shengAcousticDesignandResearchStudio， ShanghaiXianDaiArchitecturalDesign(Group)Co．Ltd．，Shanghai200041，China) [Abstract]AgeneralreviewhasbeenmadeforacousticdesignofconcerthallforChinaConservatory；Specialanalysiswas mainlyputthestructureoptimizingprocessandindoorsounddesign． [KeyWords]roomacoustics；numericalsimulation；acousticconstants；noiseandvibrationcontrol 1 0I言 中国音乐学院是以中国民族音乐教育和研究为特色的 综合性高等音乐学府，位于北京北四环健翔桥畔。学院于 2005年筹建排演厅及综合教学楼工程，综合楼内包括937座 的音乐厅、300座的演奏厅、录音棚及排练厅等，同时还 设有国乐展厅、图书阅览室等公共空间。该工程项目中各 专业的初步设计于2005年10月完成，之后进行了施工图设 计，2008年8月工程建设基本完成，其中的音乐厅、演奏厅 于2008年10月投入使用。 作为国内著名音乐学府的音乐厅，其功能定位于专 业交响乐和室内乐演出、各类民族和西洋乐器的演奏。 院方与欧美及亚太地区的一些音乐院校有着广泛的交 流，因此，在建设过程中，无论是学院领导还是专业教 师，都对这座新建音乐厅的声学效果给予并提出了很高 的期望和 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。 音乐厅室内声学设计采用了室内声学计算机模拟 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 这一辅助设计工具，对声场特性及其对应各项音质的物理 参量进行了模拟分析计算，对声学初步设计所提出的音质 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 进行了论证，为音乐厅的室内声学设计提供了优 化和调整的依据。本文对上述内容进行介绍，并对完工后 的声学测试结果和使用后的主观音质效果进行阐述。 2功能及建筑概况 937座的音乐厅在规模上属于中型音乐厅，该厅以音乐 演出为主要功能，为中国音乐学院排演厅及综合教学楼工 程的一项重要组成部分。音乐厅平面形状呈椭圆形，观众 厅池座长度约36m，最大宽度约28m。观众坐席环绕演奏 区布置，包括一个有起坡的、由栏板分隔的池座区和一层 楼座区及两边侧包厢。音乐厅的建筑平面及剖面图如图1a、 图1b和图2所示，图3为音乐厅内室内装修完工后的图片。 音乐厅舞台演奏区的宽度约18m，最大深度约10．5m， 面积约150m2，可满足一般交响乐团乐队演出。厅内声学有 效体积约8750m3，每座容积913m3。通过合理的室内声学 设计，使音乐厅具有良好的音质效果，在各类使用功能条 33 万方数据 2010年第一期总第41期月刊 No．1。2010monthlyNo．41 件下，均有较好的主观音质效果。 3宅内声学设计 3．1观众厅平面、剖面形式的确定 音乐厅内部的平面形状呈椭圆形，按照基本的几何声 学原理，椭圆形内凹的“硬质”墙面对声音反射均匀地分 布是不利的，声音往往汇聚在特定的区域，形成局部声聚 焦，使得声场分布不均匀，表现为厅内不同位置处，声音 的响度及音质的主观感受差别很大。当今音乐厅设计，所 图3音乐厅内室内装修完工后实景 34 万方数据 关注的已不仅仅是混响时间的把握(混响取决于空间的体 积、形状和材料构造等)，尽管这是非常重要的；同时， 需将注意力放在建筑几何学和其他一些声学概念上，如响 度、明晰度、声音的自然亲切感和舒适感，以及声音的扩 散感、反射声的纹理等等；所有这一切都会影响音乐厅最 终的音质整体效果。在建筑 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 阶段，声学设计就建筑内 部的形体、厅的宽度及长度的最佳范围向建筑师提出了一 些建议，并对音乐厅的侧墙、两端端墙的几何形式进行了 优化设计，以期望在三维的空间内，有效地将早期反射声 引导到观众区的主要区域，合理的观众厅宽度尺度，有利 于向观众区提供足够的早期侧向反射声。对于中型音乐 厅，需要有效地控制厅内的声场力度，因此，合适的体量 是非常重要的。特别是大规模的交响乐队演出，为了降低 演出场馆建设嚣图 Buildin9ofEntertainmentStadium 乐队产生的高声功率级的声音，取得很好的音乐融合、平 衡的效果，足够的体积是绝对必须的。如不能提供足够的 体量，往往会在演奏台的后方开放一些空间，以吸收低音 乐器和定音鼓等的声能量。因此，不少新建的大型音乐厅 都在演奏台区域考虑一些构造或空间形态可变的形式。作 为音乐学院的音乐厅，由于投资或建筑空间本身的限制， 对于演奏台区域还是以常规固定的方式处理，而重点考虑 的是确保音乐厅内有足够体量的声学有效空间。 建于19世纪，传统的藻井式天花的古典音乐厅，如波 士顿音乐厅(Boston，SymphonyHall)、阿姆斯特丹音乐 厅(Amsterdam，Concertgebouw)、维也纳爱乐之友金色 大厅(Vienna，GrosserMusikvereinssaal)等，至今仍被誉 为音质效果最好的音乐厅，其平缓的吊顶，能很好地将声 35 万方数据 2010年第一期总第41期月刊 No．1。2010monthlyNo．41 音均匀地送达厅内的各个部位，同时，还具有一定的几何 扩散和肌理扩散的反射作用。作为现代室内建筑装修风格 的音乐厅，本厅的吊顶采用常规的平缓形式，为外凸的圆 弧状天花排列，弧形轮廓内还配有条状的凹槽，犹如钢琴 的琴键。总体上，这样和缓的天花既有效地提高了厅内的 体量、也能够使得声音均匀分布；从视觉效果来看，与中 型音乐厅的建筑形态是非常和谐的。 音乐厅主要的特征参数： 声学有效容积：约8750m3； 座位数：937座； 每座容积：9．3m3； 最大宽度：约28m； 池座长度：约36m； 楼座最后排到演奏台中心距离：约27m。 3．2室内声学音质参数的计算机模拟分析 在建筑初步设计阶段，配合建筑师对整个音乐厅的建 筑形体基本确定后，声学设计着手对音乐厅的室内声学音 质参数进行了计算机模拟分析。室内声学设计中，采用了 由丹麦技术大学开发的室内声学模拟软件Odeon，对观众厅 内的混响时间、明晰度、侧向反射能量因子、声场强度等 室内音质参量进行了分析；同时，对观众厅内特定参考点 的反射声序列的时间分布、相对强度等状况进行了直观的 分析。图4为部分室内声学参数的模拟分析。 室内声场计算机模拟分析在舞台演奏区上方加装声反 射板情形下，对舞台及观众厅区域音质参量的影响进行了 分析。 关于音乐厅演奏台上方的声反射板的作用，一般认 36 为除了可加强表演者之间的相互听闻、取得演奏时良好的 听闻平衡感，也对前中区的听众提供一定程度的早期反射 声。但也有观点认为，演奏台上方的声反射板作用并不 大，某些情况下甚至会有一些负面效果。根据音乐厅的 规模、使用功能的不同，音乐厅演奏台上方反射板的形 式也存在不同的设计理念，形式上也有很大的不同。近 年来比较有代表性的声反射板设计是以美国Artec声学和 剧院顾问公司设计的模式，即演奏台上方的声反射板是 由整体一块巨大、可上下调节的反射板构成，在很多由 Artec公司担任声学设计的大型、中型音乐厅中都可看到 这一风格的声反射板，如美国达拉斯梅耶森交响乐中心麦 克德莫特音乐厅(Dallas，EugeneMcDermonttConcertHall inMortonH．MeyersonSymphonyCenter)、英国伯明翰音 乐厅(Birmingham，SymphonyHall)、新加坡滨海艺术 中心音乐厅(ConcertHall，Esplanade—TheatresontheBay， Singapore)，改建后的加拿大多伦多路易汤姆森音乐厅 (Toronto，RoYThompsonHall)，以及中等规模的加拿大 温哥华常顺音乐厅(ChanShunConcertHal，ChanCenter， UniversityofBritishColumbia，Vancouver,Canada)等。 综合考虑造价、土建结构、机械等方面的可行性， 本音乐厅声反射板采用比较传统的形式，在演奏台上方 悬吊了12块聚碳酸酯透明声反射板。最初考虑做成矢 径2000mm、矢高200mln的球切面形式，但考虑到制作 成本等因素，最终形式改为等边梯形状的15mnl～20mm厚 DegussaFlexiglas聚碳酸酯透明声反射板。各反射板之间保 持较大的间距，反射板主要对中高频的声音起作用，而低 频声则绕过反射板，由厚实的吊顶进行反射，并形成整个 表1接收点部分室内声学参数模拟计算平均值 频带 i25 250 -渤 1∞o{ ’2a∞ _4000 混响时间RT30 空场无吸声帘幕 空场有吸声帘幕 空场吸声帘幕调节幅度 65％满场无吸声帘幕 空场无吸声帘幕 空场有吸声帘幕 65％满场无吸声帘幕 空场无吸声帘幕 2．186 2．510 1．908 1．989 0．278 0．521 2．014 2．037 臻嚷凌蛹隅跨 ·1．75 -1．04 -o．88 ．0．21 -2．01 ．1．21 键向麓量霸予LF 0．25 0．24 声场强度G 2．544 1．995 0．549 2．060 ．1．4 -0．12 0．08 2．144 1．743 0．401 1．820 ．1．03 O．31 O．01 1．430 1．224 0．206 1．340 1．92 2．84 1．83 0．29 O．35 0．38 空场无吸声帘幕 1．58 2．84 2．27 1．76 3．51 6 9 7 0 B 3 7 ；啪；|卅甲{!m哆m 孙¨"¨ o o o n 万方数据 大厅的混响。 室内声学模拟分析对有、无声反射板的状态进行了分 析，并比较了反射板悬挂在不同高度时一些室内音质参数 的变化情况。 以明晰度c。。为例，随着声反射板高度降低，池座各测 点的c。。值均有增大的趋势；而高度提升，c。0{直均有减小的 趋势。有声反射板的c。o{直高于无声反射板的c。01直，各个测 点均有这样的特性。 完工后对演奏台上方声反射板高度调整时，采用了一 定规模乐队进行实际演奏，根据表演者的主观音质感受来 演出场馆建设E圜 BuildingofEntertainmentSladium 确定声反射板悬吊的高度。最终确定的高度与模拟分析中 得出的合适高度完全一致。 3．3竣工后的室内声学音质测试 通过测试音乐厅内不同位置处传声器和测量声源之间 的脉；中响应，并对脉；中响应进行分析，得出所测的主要音 质参量，同时对音乐厅的本底噪声进行了测定，如图5所 示。主要音质参数测试结果如下：表l为接收点部分室内声 学参数模拟计算平均值，图6音乐厅三种条件下混响时间频 率特性，图7_为音乐厅三种条件下明晰度c。。频率特性，图8 为音乐厅空场侧向能量因子频率特性，图9为音乐厅空场声 37 万方数据 2010年第一期总第41期月刊 No．1，2010monthlyNo．41 场强度频率特性。音乐厅本底噪声频率特性测量结果(空 求，即NR一20噪声曲线。 调系统正常运行)见表2。 从混响时间实测结果来看，音乐厅空场条件下，侧墙 可调吸声帘幕在使用与非使用状态下，中频500Hz平均混响 时间分别为1．99s和2．51s，可调幅度为0．52s，可见本音乐 厅所设置的吸声帘幕具有明显的效果。这对于使用扩声类 的音乐活动或在其他电声设备使用的情况下，通过墙面吸 声帘幕的使用，可以提高语言清晰度，这在使用电声系统 的条件下是必须的。 在接近满场演出条件下(测试时的上座率约为70％)， 中频500Hz平均混响时间为2．0s，如在完全满座条件下，满 场混响时间估计约在I．85s～1．95s，上述实测混响时间与设 计预期值完全吻合，达到设计预期的混响时间指标。满场 混响时间的频率特性也和设计预期相吻合。 实测音乐厅的明晰度C。。结果表明，音乐厅空场，在墙 面有、无吸声帘幕的情况下，c。of直的变化幅度非常明显， 中频有1．3dB左右的变化幅度，并且在整个频率范围内均有 较为明显的数值变化幅度，这表明墙面有、无吸声帘幕对 于厅内的明晰度C。。有明显的改变，这样实际使用时，可很 好地满足特定使用场合下对音乐丰满度和语言清晰度的不 同要求。 侧向能量因子LF的测量结果表明，该厅具有较好的侧 向反射声分布，因而音质方面具有较好的空间感，这与该 厅的合适的宽度、墙体有利于声学的建筑形态是有直接关 系的。 声场强度G的测量结果表明，该厅具有非常合适的声音 自然响度，符合中型音乐厅声场强度G的数值规律。对于中 型音乐厅合适地控制声场强度是非常重要的。 厅内本底噪声测试表明，该厅本底噪声达到设计要 表2音乐厅本底噪声频率特性测量结果(空调系统正常运行) 倍频带声级(dBj 计权声级(dB) 63 1252505001k 2k 4k 8k A B C Lin 36 25 18 16 14 13 12 22 41 38 4结语 本厅于2008年10月完工后即投入使用，先后举行过 2008jL京国际低音提琴音乐节、中国音乐学院歌剧大师班 汇报 关于vocs治理的情况汇报每日工作汇报下载教师国培汇报文档下载思想汇报Word下载qcc成果汇报ppt免费下载 音乐会等多场演出活动，包括交响乐、室内乐、独 奏、独唱等。据校方的介绍，音乐节期间，来自国内外的 音乐人士对音乐厅的音质给予了很高的评价。荷兰飞利浦 唱片公司的录音师聆听了现场音乐会的效果后，向校方表 示，拟投资一些录音设备，将此音乐厅作为他们在北京现 场录音的场地。而一般非专业的人士认为，厅内不同位置 的声音效果都很好，即使在大厅的最后排，也能够非常清 晰地听到台上不同乐器的演奏，乐队演出声音的平衡感、 融合度都非常好。 当然，客观地评价一座音乐厅的室内音质，有待于在 建成后相当长的一段时间内听取各方的意见，这些人士包 括熟悉世界各地不同音乐厅特点的乐队指挥、演奏者、专 业的音乐鉴赏家和评论家，以及有很好音乐素养的听众。 音乐厅的设计建造是一项多专业的协同设计，声学专业 理应从建筑方案阶段就深入其中，协同建筑师寻求最佳的建 筑、声学方案，并在整个设计、施工过程中，关注所有与声 学相关的问题，寻求稳妥并有创新的解决方案。 嚼 (编辑潘浪) 参考文献： 1．CremerL．，MueIlerH。王季卿译．室内声学设计原理及 其应用，上海：同济大学出版社，1995 2．LeoBeranek．ConcertHallsandOperaHouses．Second Edition 万方数据