音乐厅室内音质设计声环境理论

声环境理论及其分析

学院：土木工程与建筑学院

姓名：胡根根

班级： 12建筑学（2）班

学号： 1210641224

指导老师：张辉

目录

摘要、前言 (2)

1、前言 (3)

2、体型设计 (3)

3、声扩散处理 (4)

4、演奏台设计 (4)

5、音乐厅声环境主观要求和客观评价量建筑 (5)

5.1 影响厅堂声环境的因素归纳 (5)

5.2研究因素总结归纳表 (5)

6、音质设计要求准则 (6)

7、国家大剧院音乐厅 (7)

7.1 声学材料分析 (8)

8、德国柏林爱乐音乐厅 (8)

9、结语 (9)

参考文献 (10)

音乐厅的室内音质设计分析

___以国家大剧院和柏林爱乐音乐厅为案例

摘要：

音乐厅音质设计除了和其他有音质要求的建筑一样满足一些共同要求外，它在建筑上与其他的剧场的主要不同之处在于没有单独的舞台空间，不设乐池，

演奏席与观众席在同一空间之间，演出大都靠自然声。本文就其音质设计在对听众的一种欣赏音乐的感受，和设计的要求、方法和措施，最后结合具体案列再具体分析。

关键词：音乐厅；音质；体型；声扩散；演奏台；国家大剧院；柏林爱乐音乐厅

Indoor concert hall sound design analysis _____To the National Theatre and the Berlin Philharmonic Hall case

Abstrac:In addition to the concert hall sound design and other quality requirements as to satisfy some common architectural requirements, it is the main difference with the other theater in the building at no separate stage space, with no orchestra pit,

I played with the same space between the auditorium, performing mostly by natural sound. In this paper, its sound design experience to the audience an appreciation of music, and requirements, methods, and measures designed to last, then the specific case out specific analysis.

Key words:Concert Hall; sound; figure; sound diffusion; bandstand; National Theatre; Berlin Philharmonic Hall

1、前言

音乐厅和其他有音质要求的建筑，如剧场、多功能厅、会堂、电影院等一样，其音质设计必须满足一些共同要求：合适的响度；声能充分扩散、均匀分布；最佳的混响时间及其频率特性；没有回声、颤动回声、声聚焦、声影等音质缺陷；没有噪声干扰等。此外，由于音乐厅通常靠其本身良好的自然声音质，

而不借助电声系统来满足音乐演出的要求。它在厅堂建筑中对音质设计的要求最高，因而在音乐厅音质设计时必须特别注意其体型设计、声扩散处理和演奏台设计。

2、体型设计

体型设计即平剖面设计，它直接影响音乐厅内直达声、早期反射声和混响声在时间和空间上的分布情况，是音乐厅音质设计重要的一环。

音乐厅的平面形式主要有矩形、扇形、圆形、马蹄形和不规则形等。矩形平面的特点是侧向反射声分布比较均匀，尤其当宽度较窄时有丰富的早期侧向反射声，而这正是古典式音乐厅音质优美的主要原因。所以，现在许多音乐厅都仍然采用这种“鞋盒式”的平面。

可是矩形平面不能容纳较多的听众，而扇形、圆形和马蹄形平面则可以在保证良好视角、视距的前提下容纳更多的听众。但这将使大厅缺少侧向反射声，而且容易产生回声、声聚焦等音质缺陷。为克服这些不足，近年来开始在大厅内悬吊侧向反射板，为听众提供早期侧向反射声。

对于一些大型音乐厅，为了提高声场的扩散程度及获得早期侧向反射声，还采用了不规则形状的平面。这样，大量的听众不仅能够靠近演奏台，同时可以利用将听众席划分成若干座席区的分隔矮墙，向听众提供更多的早期侧向反射声。这种自由的布局给建筑设计提供了更大的回旋余地，同时又能满足音质设计的要求。

剖面设计首先要求确定大厅的总容积，以保证大厅有足够的响度和混响时间。大厅混响时间与总容积成正比，与总吸声量成反比。而在总吸声量中听众吸声所占比例很大（可占1/2～1/3），因此，控制每座容积也就在一定程度上控制了混响时间。为获得合适的混响时间，音乐厅每座容积一般建议控制在7～10 m3/人。但有时受经济、建筑造型等条件的限制，不可能有太大的容积，而希望利用屋顶空间来保证大厅的混响时间，这就出现了“浮云顶棚”。这时大厅的混响时间由浮云上下空间的平均吸声系数、总容积及浮云的悬挂率、吊高等因素决定。各种形状的浮云顶棚还可使大厅获得充分扩散的声场。但这也使大厅的声场更加复杂，设计时要特别谨慎，如设计不当，不仅不能增加大厅的混响时间，反而会形成一个巨大的吸收体。

3、声扩散处理

声扩散程度和音乐厅音质有密切的关系，古典式音乐厅音质之所以优美，除了上述和体型有关外，大厅内的许多装饰处理，如壁柱、壁龛、雕刻、藻井式顶棚，甚至华丽的大吊灯都起了很大的作用。

大厅充分的声扩散可使声能分布均匀，混响时间衰减平稳，以保证合适的早期衰减时间，同时还能消除可能出现的回声、声聚焦等音质缺陷。音乐厅的声扩散处理可以结合室内艺术要求采用各种形式，如半壁柱、外露梁，锯齿形、波浪形的天棚和墙面，浮雕式的细部处理，将立体的几何体悬挂于大厅内，采用不规则的平剖面形式等，这里顶棚的声扩散对大厅的音质特别重要。

声扩散处理的效果取决于扩散体的尺寸，只有当尺寸与要扩散的声波波长相当时，才有理想的扩散效果。因此，为了保证低频声的扩散，扩散体应有一定的大小。同时为了在较宽的频率范围内取得理想的扩散效果，应采用几种不同尺寸、不同形状的扩散体组合在一起。如果尺寸、形状过于单一，它们之间将产生干涉现象，而达不到满意的扩散效果。

现在许多音乐厅按照数论中的二次剩余序列来设计声扩散墙面，这种墙面看上去象凸凹起伏的、不规则排列的竖条，目的是扩散声音，它可保证室内声场的均匀性，使声音更美妙动听。这种声扩散墙面扩散声音的原理是，声波到达墙面的某个凹凸槽后，一部分入射到深槽内产生反射，另一部在槽表面产生反射，两者接触界面的时间有先后，反射声会出现相位不同，叠加在一起成为局部非定向反射，大量不规则排列的凹凸槽整体上形成了声音的扩散反射。它比一般形状的传统扩散体具有更好的扩散特性，同时可以在较宽的频率范围内获得理想的扩散效果。

4、演奏台设计

演奏台是一座音乐厅的核心，犹如乐队中最大的一件乐器，它的设计好坏将直接影响大厅的音质和演员演奏水平的发挥。它是音乐厅音质设计中最复杂的问题之一。

对于演员，除了要求和听众一样的声学条件，如混响时间等要求外，很重要的一点还要求演员之间能够互相听闻，以达到乐队演奏的整体和谐，使各声部的音乐在演奏台充分融合后再送给听众。

对于演员的相互听闻，早期反射声是最重要的，合适的延时时间是17～35ms，短延时的反射声还能改善乐队的整体感。对于演员的相互听闻和乐队的整体感，中高频（500～2000Hz）的反射声起决定作用。各声部提供的早期反射声要相互平衡，声级差不应大于3dB。此外，充分的声扩散是音质优美的重要因素，演奏台的扩散反射。由于中高频起主要作用，扩散体的尺寸可以较小些。

的侧墙、后墙及顶棚如果只有定向反射并不能产生满意的效果，还必须具有丰富许多音乐厅在演奏台上方都设有舞台反射板，形式有平板式、棱锥形及有机玻璃圆环等。这些舞台反射板除了为前中排听众提供一些早期反射声外，主要是为乐队设置的。它能为演员提供早期反射声，尤其是中高频的反射声，使各声部之间保持良好的相互听闻条件，保证乐队有良好的合奏条件，使各声部在演奏台