設(shè)計(jì)師運(yùn)用建筑聲學(xué)原理(例如聲波的傳播、反射與吸收),通過對音樂廳形狀的巧妙設(shè)計(jì)、建筑材料的精心選擇、吸音結(jié)構(gòu)的合理設(shè)置,打造出能夠引導(dǎo)和控制聲音的理想空間。
如圖所示,音樂廳內(nèi)設(shè)有聲學(xué)材料及構(gòu)件,從而保障室內(nèi)良好的音質(zhì),例如:不規(guī)則的反射板、吸聲材料與吸聲體、隔聲構(gòu)件、隔振構(gòu)件、高度不同的挑臺(tái)等。
根據(jù)聲波傳播反射吸收原理,設(shè)計(jì)師要推斷出聲波在室內(nèi)的走向與分布,使聲波能在一定時(shí)間里均勻地分布在整個(gè)室內(nèi)。例如,安排足夠的近次反射聲(一次或兩次反射后被接收的聲音),使聲音分布更均勻;調(diào)節(jié)混響(聲源停止發(fā)聲后,聲音由于多次反射或散射而延續(xù)的現(xiàn)象)時(shí)長,增強(qiáng)音樂的豐滿度,讓每個(gè)音符都在空間中“舞動(dòng)”。
當(dāng)藝術(shù)和科技完美融合,此時(shí)音樂奏響,音樂殿堂里除了美妙的音符,還飄散著滿滿的科技符號。
音樂廳中的聲學(xué)材料及構(gòu)件示意圖(供圖/趙艷霞)
音樂廳的形狀設(shè)計(jì),不僅是為了視覺上的美感,更是為了實(shí)現(xiàn)對聲音的引導(dǎo)和控制。而音樂廳形狀的變化,會(huì)影響聲音的傳播路徑。
“鞋盒式”音樂廳是最經(jīng)典的形狀之一:矩形平面、寬度較窄、頂棚較高,廳的兩側(cè)及后部有淺的挑臺(tái)。
“鞋盒式”音樂廳兩側(cè)墻體距離較近,廳內(nèi)容易得到側(cè)向的第一次反射聲,是欣賞音樂演出的理想聲場(媒質(zhì)中有聲波存在的區(qū)域)。但是由于其進(jìn)深較大,從后墻反射到前部的反射聲可能形成回聲,設(shè)計(jì)師會(huì)在側(cè)墻設(shè)置反射板,在后墻設(shè)置擴(kuò)散材料來避免聲缺陷。
材料的選擇對音響效果同樣至關(guān)重要。不同材質(zhì)的墻壁、地板和天花板,對聲音的反射和吸收效果也不同。設(shè)計(jì)師需要根據(jù)音樂廳的具體需求選擇合適的材料,以達(dá)到最佳的音響效果。
多孔吸聲材料是最普遍的吸聲材料之一,當(dāng)聲波入射到多孔材料上時(shí),聲波會(huì)順著微孔進(jìn)入材料內(nèi)部,引起空隙中空氣的振動(dòng),使一部分聲能轉(zhuǎn)化成熱能被損耗掉,從而實(shí)現(xiàn)吸聲。
吸音結(jié)構(gòu)的設(shè)置也是調(diào)控混響的重要手段之一。通過在特定位置設(shè)置吸音結(jié)構(gòu),例如吸音板、吸音墻,可以調(diào)節(jié)聲音的混響,改善音質(zhì)。
?“鞋盒式”音樂廳反射聲分布示意圖(供圖/趙艷霞)
多孔材料吸聲原理示意圖(供圖/趙艷霞)
音樂廳的設(shè)計(jì)不僅僅關(guān)乎美感,更是為了獲得最佳的音響效果,讓音樂在這個(gè)空間中得到最完美的表達(dá),它是聲音、形狀、材料和混響構(gòu)成的奇妙“交響曲”。
聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的聲波,通過介質(zhì)(空氣或固體、液體)傳播,被人或動(dòng)物聽覺器官感知。人耳可以聽到的聲音頻率范圍在20~2萬赫茲之間。
聲音的傳播:聲音是通過空氣中的振動(dòng)傳播的,而建筑物的形狀和材質(zhì)會(huì)影響聲波的傳播路徑和速度。
聲波的反射:墻壁、地板和天花板的材質(zhì)會(huì)影響聲波的反射程度,從而影響音響效果。合理設(shè)計(jì)這些表面可以使聲波得到適當(dāng)?shù)姆瓷?,不至于產(chǎn)生過多的混響。
聲波的吸收:吸音材料的選擇和布局決定了空間中聲音的吸收程度,有助于控制混響時(shí)長,使音樂更清晰。
(責(zé)任編輯 / 高琳? 美術(shù)編輯 / 周游)