楊志剛

（華東建筑設(shè)計研究院有限公司，上海 200041）

（上接第8期）

3 實際工程設(shè)計的綜合分析

結(jié)合已有的技術(shù)知識和工程經(jīng)驗，筆者認(rèn)為在做工程設(shè)計時，需要綜合考慮多種因素。

3.1 關(guān)于舞臺側(cè)墻的角度

只考慮舞臺音質(zhì)的研究，減少側(cè)墻的展開角，可以提高早期聲能（Chiang, Shu）[32]；鞋盒形舞臺會產(chǎn)生最大的后期聲積累（O’Keefe）[11]。對于舞臺音質(zhì)而言，平行的側(cè)墻無論是對早期聲能的提高還是后期聲能的積累都是有利的。

樂隊演奏的總能量是個定值，如果能量過多地分布在舞臺區(qū)域，那么觀眾廳獲得的能量就會減少，相應(yīng)的音質(zhì)效果就會受到影響。音樂廳聲學(xué)設(shè)計很重要的一個方面就是，聲場分布要盡可能均勻。由于舞臺是聲能的發(fā)源地，能量本身就比較大，而觀眾席離聲源比較遠，獲得的能量比較小，把演奏的聲能更多地分布到觀眾席（尤其是主觀眾席）是必要的。舞臺側(cè)墻朝主觀眾席展開一定角度（就像喇叭口），有利于把演奏的聲能導(dǎo)向主觀眾席。

單側(cè)展開角度為多少合適呢？根據(jù)工程經(jīng)驗和世界上著名音樂廳的統(tǒng)計，單側(cè)展開角度宜控制在5°～15°。如果主觀眾席的座位數(shù)占整個觀眾席比較?。ㄏ喈?dāng)數(shù)量的觀眾分布在舞臺的側(cè)邊和后部），開口角度就小一點（如5°，圖17）甚至為0（即墻面平行）。如果主觀眾席的座位數(shù)占整個觀眾席比較大，開口角度就大一點（如15°，圖18）。

圖17 巴黎愛樂音樂廳（單側(cè)展開角為5°）

圖18 德國易北音樂廳（單側(cè)展開角為15°）

3.2 關(guān)于舞臺側(cè)墻上部的形狀

2009年，Dammerad研究發(fā)現(xiàn)，與來自頂部的早期反射聲相比，最小延遲的側(cè)向早期反射聲可以更有效地補償弦樂音樂家的合奏[28]。從指揮的角度考慮，如果有靠近弦樂音樂家的窄側(cè)墻（圖19），舞臺上不懸掛反聲板（讓舞臺直接暴露在觀眾廳）比懸掛反聲板（高度＜13 m）顯然會達到更有益的效果。但是，如果舞臺側(cè)墻太寬，結(jié)果表明，如果不懸掛反聲板將很難完全彌補這一點。

舞臺墻面水平方向的反射，會受到樂師們的遮擋而衰減。故常將上部墻面向下傾斜，可提供最小延遲的側(cè)向早期反射聲，如意大利羅馬音樂公園交響樂廳（圖20）。

舞臺周圍表面提供的早期反射聲被歸類為“補償”或“競爭”關(guān)系[28]。5 ms～20 ms的強早期反射聲，可能導(dǎo)致不利的聲染色（Halmrast）[33]?？梢?，太強的早期反射聲會和直達聲形成競爭關(guān)系。因此，向下傾斜的W1和W2墻面宜做擴散處理（如采用凸弧形或微擴散處理），以降低反射聲的強度，同時使反射聲對舞臺的覆蓋面更大一些。如采用凸弧形的波蘭國家廣播交響樂團音樂廳（圖21）和采用擴散體（表面有微擴散紋理）的美國費希爾音樂廳（圖22）。

3.3 關(guān)于舞臺側(cè)墻表面的處理

為了避免來自舞臺側(cè)墻的強早期反射聲和直達聲形成競爭關(guān)系，最常見的是采用基本平面狀的MLS（圖23）或QRD（圖24）之類的擴散體。當(dāng)然也有做大尺度擴散體的（會減少舞臺的實際使用面積），如德國多特蒙德音樂廳舞臺側(cè)墻的弧形擴散體（圖25）和波蘭De Doelen音樂廳的梯形擴散體（圖26）。

圖19 舞臺頂部 (C)和上部側(cè)墻 (W1和W2) 反射路線示意圖（來自Meyer，2004）

圖20 意大利羅馬音樂公園交響樂廳

圖21 波蘭國家廣播交響樂團音樂廳

圖22 美國費希爾音樂廳

圖23 中國國家大劇院音樂廳（MLS擴散體）

圖24 葡萄牙波爾圖音樂廳（QRD擴散體）（來源：Dicas da Europa）

圖25 德國多特蒙德音樂廳（弧形擴散體）（來源：www.dortmund.de）

圖26 波蘭De Doelen音樂廳（梯形擴散體）（來源：Arup）

3.4 舞臺后墻的表面處理

舞臺側(cè)墻、后墻和吊頂（如有可能）需要做強反射或擴散面（Shankland）[34]。舞臺側(cè)墻和后墻宜采用散射的反射面（D’antonio[35]和Jaffe[36]）。舞臺后墻做吸聲比較好（Kahle & Katz）[37]。不同的研究結(jié)果不盡相同。

單純從舞臺音質(zhì)考慮，采用反射或擴散比較合適，如美國丹佛爾boettcher音樂廳。如果考慮樂師的聽力保護，就會是另外的結(jié)果?？拷驌魳菲鳎曇舴浅姡┑臉穾?，將會對聽聞樂隊其他聲音受到掩蔽，對樂師聽力也有損害。尤其是2008年歐盟工會對樂師聽力保護法規(guī)（按ISO 9612測試，8小時工作日的dB）實施后，這個問題更引起關(guān)注。例如木管和弦樂部分樂師，本身聲音不大，但由于坐在打擊樂器附近而“超標(biāo)”。所以，在靠近打擊樂器的后墻，通常會設(shè)置厚重的可變吸聲簾幕，以減少后墻的反射聲能（圖27、圖28）。如果樂隊配置的打擊樂器數(shù)量不多（或不配置），響度并不大，吸聲簾幕也可以收起來，作為反射面使用。

有些音樂廳的舞臺后墻比較矮，如蘇州金雞湖音樂廳（圖29）、德國柏林愛樂音樂廳（圖30）等。實際使用時，由于舞臺臺階的升起，以及樂師或合唱人員的遮擋，舞臺后墻暴露的面積已經(jīng)非常有限。所以，無論是做反射、擴散還是吸聲面，作用應(yīng)該都比較有限。

3.5 關(guān)于舞臺上部的反聲板

認(rèn)為早期反射聲重要的學(xué)者，建議舞臺上部的反聲板高度7 m～10 m（Jaffe[36]和Barron[38]）、7 m～13 m（Beranek[24]），如可能6 m～8 m（Gade）。應(yīng)該由許多小反聲板組成，而不是一個大反聲板（Rindel[23]和Dalenback等人[39]）。認(rèn)為后期混響聲重要的學(xué)者，建議舞臺和觀眾廳的頂部一致，不要懸掛反聲板，即使懸掛也要求高度比較高。

其實，來自舞臺頂部反聲板的反射聲，只是眾多反射聲的普通一員（如果考慮到方向性，可能來自側(cè)向的反射聲比頂部更重要），它既可能是早期反射聲，也可能是后期混響聲。如果合理設(shè)計舞臺側(cè)墻、上部側(cè)墻和欄板等的形狀，舞臺已經(jīng)獲得足夠的早期反射聲，則不需要來自頂部的早期反射聲。如果舞臺周圍的墻體比較寬，難以提供可補償樂隊相互聽聞的早期反射聲，則在舞臺頂部懸掛高度較低的反聲板就很有必要。如果再綜合指揮的角度考慮（舞臺和觀眾廳的頂部一致），宜不設(shè)反聲板，即使設(shè)置，也要求高度比較高。所以，近年來新設(shè)計的音樂廳，舞臺上部設(shè)置反聲板的高度都比較高。如美國考夫曼表演藝術(shù)中心音樂廳約為14 m（圖31）、德國易北愛樂音樂廳約為15 m、法國巴黎愛樂音樂廳約為16 m。

圖27 福州海峽文化藝術(shù)中心音樂廳

圖28 法國巴黎愛樂音樂廳

3.6 關(guān)于觀眾席聲反饋的措施

3.6.1 來自主觀眾席的聲反饋

來自主觀眾席（正對舞臺的位置）的聲反饋，無論對于樂隊還是指揮都是至關(guān)重要的。不僅可以通過欄板和矮墻，還可利用座椅靠背的木板作為反射面。人坐在座椅上，肩膀以上部分為木板，木板的高度只要不遮擋后排的視線即可（圖32）。木板（除了人頭遮擋）可以把來自舞臺的聲能反射回舞臺，也能起到聲反饋的作用。

圖29 蘇州金雞湖音樂廳（被臺階遮擋）

圖30 德國柏林愛樂音樂廳（被合唱遮擋）（來源：柏林愛樂音樂廳官網(wǎng)）

圖31 美國考夫曼表演藝術(shù)中心音樂廳

3.6.2 來自非主觀眾席的聲反饋

來自非主觀眾席（舞臺的側(cè)邊和后邊的觀眾席）的聲反饋，雖然不如主觀眾席那樣必不可少，但也是整個房間對舞臺聲反饋的組成部分，作為一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆晫W(xué)工程師切不可忽視。如日本MUZA川崎交響樂廳和臺灣衛(wèi)武營文化藝術(shù)中心音樂廳（圖33），舞臺側(cè)邊和后邊的樓座欄板向下傾斜（表面有微擴散紋理更好），把來自舞臺的聲能反射回舞臺，起到聲反饋的作用。

圖32 座椅靠背上部的木板反射面

圖33 臺灣衛(wèi)武營文化藝術(shù)中心音樂廳（來源：Iwan Baan）

圖34 舞臺和池座中心測點的實測脈沖序列圖

表1 舞臺和池座中心測點的實測聲學(xué)參量數(shù)據(jù)

3.7 關(guān)于早期反射聲和混響聲的孰重孰輕

從國內(nèi)某音樂廳舞臺和池座中心測點的實測脈沖序列圖（圖34）可以看出，由于舞臺測點的直達聲比較大（距離聲源距離比較近），單個反射聲的能量差別不太大（和體型設(shè)計有關(guān)）。從實測聲學(xué)參量的數(shù)據(jù)（表1）可以看出，RT和EDT變化不大，但C50和C80明顯比較大，這明顯是較大的直達聲能量所致。由于舞臺的直達聲能量比較大，早期反射聲的能量相對較小，對早期的能量影響不會太大?；祉懧曉截S富，則房間聲反饋越良好，因此，混響聲似乎比早期反射聲更重要一些。

但是，樂器都有一定的指向性，且樂隊相互之間存在一定的遮擋可能，實際演奏時直達聲并沒有測量的那么大（測量時為無指向性聲源且不受遮擋），因此，舞臺周圍表面的反射聲支持是必要的。從前文所述的大量研究也表明，早期反射聲（尤其是35 mm以內(nèi)）很重要。

舞臺音質(zhì)和觀眾廳音質(zhì)的要求既不相同，又有一定相似性，可以從比較成熟的觀眾廳音質(zhì)設(shè)計中汲取一定的經(jīng)驗。觀眾廳的音質(zhì)特點是早期反射聲比較豐富（比較多、強度大且分布均勻），則清晰度或明晰度會提高；混響聲比較豐富，則豐滿度會增強。早期反射聲和混響聲各有各的作用，都需要得到重視，否則音質(zhì)效果難以完美。

4 結(jié)語

在舞臺音質(zhì)方面的研究，中國涉及的還比較少。迫切需要聲學(xué)設(shè)計單位（工程設(shè)計經(jīng)驗豐富）、高等院校（提供消聲室等技術(shù)力量）、交響樂團（提高樂隊的主觀感受）、音樂廳管理單位（提供音樂廳的場所）等展開廣泛合作，尤其是應(yīng)該加強對民族樂團的研究。

（全文完）