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多功能厅声学设计

二次世界大战后,世界各地兴建的观演建筑,绝大多数是多功能厅。在我国,绝大多数厅堂都是多功能厅。

所谓多功能厅,就是既可以在其中上演歌剧、舞剧、话剧,也可以演出音乐会,举办会议,有的甚至可以放映电影。

今后国内外兴建的观演建筑仍将以多功能厅居多,因此,研究如何搞好多功能厅的声学设计,具有十分重要的意义。

 

        一、多功能厅体型设计

 

       多功能厅基本上可分为音乐厅型的多功能厅和剧场型的多功能厅两大类。前者可按音乐厅的体型设计,如采用带有乐台空间的厅堂或环绕式的厅堂体型;后者可按剧场的体型设计,最常见的是带有镜框台口箱形舞台空间的厅堂,多数并设有乐池。从数量上看,剧场型的多功能厅远多于音乐厅型的多功能厅。

 

       对于环绕式无专有乐台空间的音乐厅型多功能厅,由于乐台上空的顶棚较高,因此常需在其上空悬吊浮云式反射板。浮云式反射板也可以用于带有伸出式舞台的剧场型多功能厅中。

 

       对于带镜框台口箱形 舞台空间的剧场型多功能厅,由于其体型与典型音乐厅有较大的差别,因此,通常要在舞台上设置可移动、易装卸的音乐罩(也称舞台反射罩),以便构造出类似于音乐厅的乐台空间,适应交响音乐的演出。

 

       二、浮云式反射板设计

 

       悬吊于乐台上的浮云式反射板可用多种材料制作,如玻璃钢、钢丝网水泥板、胶合板及木板等。其悬吊高度通常为6-8m,以便向乐师和观众提供50ms以内的早期反射声。

 

       浮云式反射板的开口面积,可为50%左右。设置浮云式反射板的声学目标是让中高频声音能得到反射,而让低频声音通过开口绕射过去,达到观众厅上空,以提高混响声能的低频成分,使得在提高亲切度,增强直达声响度和保证音乐清晰度的同时,又保持音乐的丰满度和温暖感。

 

        新的设计理念认为,由许多小的反射板组成的反射板阵列比由少数几块大的反射板组成的阵列更有效。所以,我们在设计浮云式反射板时,可以减小反射板的尺寸,从而减轻板的重量,使得搬运、悬吊和调整角度都更为容易。

 

        三、音乐罩设计

 

         音乐罩的声学效果

 

         音乐罩能将乐队和演员的声能更有效地向乐台区和观众区辐射,提高观众厅的响度以及音乐的动态范围。此外,音乐罩还应缩短反射声透射至听众的时间,从而为观众区和乐台区提供早期反射声,以增加音乐的亲切度和明晰度。

 

         同时,音乐罩还可改善乐师之间以及指挥、演员和乐队之间的相互听闻,有利于演奏、演唱和伴奏的同步。音乐罩还有助于各声部声能的平衡,促进其在乐台区的融合,并最后将平衡、融合的声音透射至听众席。

 

         音乐罩的设计

 

         音乐罩的基本形式有两种,一种是分离式,一种是端室式。前者由分立的侧面、后面和顶棚反射板组成;后者是较整体的构造,由顶板、侧板和后壁等组成,成为厅堂界面的一部分。

 

         音乐罩通常面积范围从150-250m2不等,上限用于大型乐队加合唱队。用于室内乐的音乐罩,可采用8.5m X 8.5m的面积。音乐罩的体积,对于端室式音乐罩,可谓2000-2600m;对于分离式音乐罩,容积可小些,约为1100-1500m3即可。音乐罩深度不宜超过12m,侧板距舞台中线的距离,以不超过7.5m为宜。罩的表面常采用弧面或折面,并设计成各种凹凸起伏的形状,使声能产生部分扩散。在铜管乐及打击乐附近的反射板宜作局部强吸声处理或留有释放开口,使声能被部分吸收或逸散,以期取得各声部音量的平衡。

 

         音乐罩应设计成可以移动、方便的结构,并结合舞台美术的考虑,设计成美观大方的样式,以便与厅堂的内部装修相协调。

 

          四、多功能厅音质设计要点

 

          多功能厅既要能够上演戏剧、歌舞、音乐,又要可供举办会议甚至放映电影等,而这些活动对混响时间等音质指标的要求又是差别不小。这对搞好多功能厅的音质设计确实带来很多困难。为了尽量满足不同使用功能的声学要求,通常可采取如下几种办法:

 

         (1)针对厅堂的主要用途,即最经常举办的观演活动,确定其混响时间及其它音质指标参数,同时兼顾其它观演活动音质要求,适当采取折衷值。对于主要用途不很明确的多功能厅,混响时间可取折衷值,如1.5s左右,以兼顾音乐和语言演出的要求。

 

         (2)创造可变混响时间的声学环境。

 

         (3)鉴于厅堂体积和观众区面积一旦确定,欲延长混响时间比使之缩短将更为困难,因此在厅堂设计时,可先考虑满足音乐演出的需要,即混响时间取较长值,同时配备声柱等指向性强的扬声器系统。

 

         (4)在带有镜框台口箱形舞台空间的剧场型多功能厅中,设置舞台音乐罩以便满足交响音乐会演出的需要。对于具有伸出式舞台、中心式乐台等环绕式多功能厅中,设置浮云式反射板等声学反射面,来提供早期反射声。

 

         多功能厅的体积和每座容积,也应根据主要用途来确定。对于主要用途不甚明确的多功能厅,其每座容积可取折衷值,如4-7m3/座。观众厅的体积,还应根据是靠电声还是以自然声演出来决定。对于主要依靠电声系统的厅堂,如会堂等,体积和座位数都可大些。对于以自然声演出为主的厅堂,座位数最好能控制在2000座以内,体积最好不超过20000m3。

 

         多功能厅的允许噪声级,同样应根据厅堂的主要功能和建筑物的等级来确定,一般可采用NC-15或NR-20,至多不超过NR-25。下限用于等级高的多功能厅,上限用于较不重要的厅堂。同时,对于以自然声演出为主的厅堂, 允许的背景噪声级要比主要采用电声系统的厅堂更低些。


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