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顶级音乐厅的声学设计

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在上个世纪,人们根据音乐特点逐渐将音乐厅与歌剧院区分开。以前,音乐会通常在带有舞台的歌剧院中进行,因为舞台可以满足舞台风景和作品的各种需求。然而,由于由于舞台空间大而导致的声能损失,因此在举行音乐会时必须在剧院舞台上安装音乐反射器。这些音乐反射器虽然笨重,难以组装且价格昂贵,但其外观为音乐厅的诞生做出了巨大贡献。来自各国的建筑声学专家开始根据发射罩的声音控制原理一个接一个地设计各种独特的音乐厅。我会带大家去学习更多世界顶级音乐厅的声学设计。


音乐厅声学设计



为什么选择柏林爱乐乐团它仍然是音乐厅建筑的模型吗?著名的声学设计师L. Cremer在设计柏林爱乐交响乐厅时具有很大的决策权,例如他独立使用梯形礼堂布局以及礼堂的内部形状,空间形状,装饰图案和结构。在大厅的设计中,LCremer继承了20世纪初Sabine室内声学的研究成果,并将学院最新的研究和开发成果应用于室内声学。同时,已经仔细研究了各种声音质量评估参数。到1950年代,L.Cremer的研发成果首次应用于德国室内声学行业。柏林爱乐音乐厅的主要特点如下:

 

●这种特殊的阶梯式礼堂布局(统称为“温伯格隔板”)可以增强观众的早期反射感。这是第一次在礼堂中使用此表格。以前,仅在音乐家附近安装反射镜。这种类型的音乐反射器的安装或在交响乐队周围使用反射器的现象通常出现在20世纪初的欧美音乐厅中。

 

●礼堂的内部形式通过彼此面对的“ Weinberg挡板”提供二次反射声。

 

●吊顶的特殊形状及其结构表面特性为以后反射的声音提供了支持。

 

大厅声学设计的成功之处在于这种形式可以在早期反射和晚期反射之间取得平衡,从而使每个座椅都能获得更好的包围感。通过控制早期反射和晚期反射的分布来获得平衡。取得这一进展的原因是缩放后的物理模型能够可视化声学阵列,以及L.Cremer教授在礼堂声音质量领域的专业经验。 L.Cremer教授曾经说过,在法国尼斯的阿波罗音乐厅的建造过程中,他之所以能够成功地把握这些因素,是因为他完全控制了音乐厅的设计。此外,该大厅是第一个使用露台设计的大厅。


音乐厅声学设计


 

值得一提的是,尼斯阿波罗音乐厅还采用了“温伯格挡板”设计。在尼斯阿波罗音乐厅的设计中,LCremer教授和R. Lamoral教授仍采用内部形状,空间形状和装饰结构,这些结构对音质均有利。大厅的音质设计基于计算机模型,该计算机模型是基于有限元方法的计算机模型。

 

计算机模型向我们展示了早期反射声,试图使早期反射声和后期反射声保持平衡,从而获得具有良好音质的声场。音乐厅是多功能的,配有舞台,需要作为音乐会演出进行安装。音乐反射器。这仍然是一个可容纳2500个座位的礼堂,礼堂深50米,前面提到的柏林爱乐厅深30米。

 

大厅的主要特点如下:

 

●分散安装的“ Weinberger挡板”;

 

●波浪形天花板;

 

●舞台附近的墙壁具有以LamoralCremerFutterer的缩写命名的LCF横向反射漫射体(LCF结构)。

 

所有这些措施可以增强早期反射声和后侧反射声,同时可以在早期反射声和晚期反射声之间达到平衡,从而获得良好的音质。其结果与柏林爱乐音乐厅相同,后者在最佳声场中环绕着观众。大厅的设计表明,即使内部形状不同,也可以获得与柏林爱乐大厅相同的出色声学效果。为什么不复制阿波罗音乐厅?

 

阿波罗音乐厅建于1980年代,这是多功能厅建设的终结。确实,今天已经进入了剧院和专用音乐厅之间区分设计的时期,而世界各地建造的所有项目现在都说明了这一点。柏林爱乐音乐厅证明,专用音乐厅比多功能厅更适合音乐会表演,尤其是与多功能厅的多功能性取决于笨重且难以操作的音乐罩相比,更是如此。阿波罗音乐厅的独特之处在于,在其设计之初,其功能主要定位于音乐会和歌剧表演,而不是相反。


音乐厅声学设计



因此,柏林爱乐乐团仍可作为音乐厅设计的参考实例。不仅因为它可以用作专用的音乐厅,还因为它的建筑风格。为什么没有其他形状的音乐厅?


这主要是由于设计团队无法控制声音反射和大厅空间形式之间的平衡。当前应用于音乐厅的框架设计仍沿用1960年代的方法,一次又一次地使用比例模型而没有太大的改进。比例模型实验有一定的局限性,因为它不能与设计方案同时进行更新。就表达形式而言,它不能在视觉上反映反射的声波的形式和声波的传播过程。


在音乐厅的设计中,声学设计师和建筑师之间无法良好沟通仍然是一个普遍的问题。即使按比例缩放的物理模型也无法改善它们之间的通信。

 

但是,必须承认,在施工现场进行的所有设计工作都必须按照相关规定进行。这些代码通常是从现有架构经验的总结中得出的(但是这也从一定角度限制了创新的发展和突破),这使业主对是否采用创新设计感到困惑。这是可以理解的,但我们还应注意,按照规范进行设计的结果通常缺乏新颖性,并且结果通常不令人满意。


音乐厅的设计系统及其建设中的遗憾因素,某些质量标准的限制以及业主对创新的缺乏信心,使设计师经常采用模仿现有大厅的设计来避免犯错,并且对复制现有大厅感到满意,而不是探索大厅的实际需求。在过去的30年中,RLamoral教授成功开发了可以精确模拟大厅声音质量的声学计算机软件。当然,这需要正确使用和操作以确保仿真结果的准确性。在当前的大厅设计市场中,音乐厅的音质设计创新没有地位,人们更倾向于接受建筑设计方面的创新。即使建筑师部分或完全模仿柏林爱乐音乐厅的布局设计,由于建筑师和声学设计师之间的障碍和沟通障碍,也可能产生令人失望的声音质量。


因为模仿的大厅只是建筑元素的积累,所以他们并没有真正理解所研究的大厅的声学特性。模仿建筑计划无法在早期反射和晚期反射之间取得平衡,因此无法满足每个听众的声音质量要求。我不会在这里重复这些大厅,但是在过去的半个世纪中,专业人员和业主遇到了这种工作方式所带来的失望和沮丧。


音乐厅声学设计



如何控制剧院和音乐厅的声场?通过早期反射和晚期反射之间的平衡可以获得良好的声场。但是问题是如何确保这种平衡?然后有必要控制反射到墙壁的波形。必须通过墙的整体形状和装饰图案的设计来识别和控制这些波形。

 

近年来,在美国出现了波形的定性分析方法。在此基础上,我们可以通过计算机模型将定性分析进一步发展为定量分析。根据已开发的霍尔声学仿真软件,可以反射从每个表面反射的阵列波的整个轨迹。


计算机工具的最大优势在于其灵活性,并提供了无法通过缩放的物理模型测量的大量信息。通过计算机模型,可以在声学设计师和建筑师之间建立直观而良好的交流,这也有助于消除所有者的顾虑。

 

我们必须注意,在过去30年中,通过测量大量音乐厅的声音质量和声学参数,已经证明了计算机模型应用的准确性。不幸的是,这种设计方法很少应用。我们还可以注意到,几乎所有歌剧院和音乐厅所有人的首要要求是获得最佳混响时间。但是我们应该知道,最好的混响时间是通过控制反射声音的过程来实现的,并且该顺序不能逆转。

 

如何控制反射声的过程?考虑到礼堂的规模,形式,材料,布局以及乐队之间的相互作用,以及礼堂中声音传输的特性,声学设计师应在表演艺术建筑的设计中起指导作用。

 

声学设计师应控制壁反射的波形。此外,声学设计师和建筑师必须制定详细的墙体处理方案,以便建筑师每次选择形状或材料时,声学设计师都可以用声学语言表达修改的结果。这样,建筑师可以设计出具有良好音质的大厅。因此,通过这种互动过程,我们可以确定墙的规模,方向和结构,掌握围护结构,礼堂隔墙,天花板的形式,整体内部形式的处理方式,尤其是控制外壳的材料和结构。结构的声学响应,掌握座椅的形状和声学特性。将来我们会感觉音乐厅有不同的形式吗?在大厅的整个设计过程中,建筑设计和声学设计应完全融合。但是,很难在声学设计师和建筑师之间就方法和方法,特别是在该领域的经验上达成一致,并且难以消除业主对遵守音乐厅建筑规范的担心。


因此,只有当业主采纳新的施工意见时,音乐厅的形式才会有新的发展,而不是模仿现有的音乐厅。的确,形状与柏林爱乐乐团相同的音乐厅将拥有非常美好的未来。但是,我们必须认识到,复制既不能保证声学设计的成功,也不能满足本世纪出现的新型演奏形式的需求。在音乐厅和剧院的声学设计中,专业人士应注入更多创新元素,并投入更多精力进行仔细和仔细的调查。

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2018-07-21

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