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  • 声学 | “音质最顶级的三大音乐厅”:揭秘音乐厅内的声学设计

    声学 | “音质最顶级的三大音乐厅”:揭秘音乐厅内的声学设计

    波士顿音乐厅、维也纳金色大厅、阿姆斯特丹音乐厅被人们公认为世界三大著名古典音乐厅,也是音质最顶级的三大音乐厅。音乐厅内的声音效果能够让世人所称颂,建筑声学设计是其能扬名世界的重点。今天就来看看这三大音乐厅的声学设计秘密。

    维也纳金色大厅

    波士顿音乐厅

    阿姆斯特丹音乐厅

    维也纳金色大厅

    维也纳金色大厅是世界上最为辉煌的音乐大厅,于1867年由出生丹麦的著名建筑师汉森设计。维也纳金色大厅宽20米、高17.5米、长35米。资料记载大厅容积15000立方米,座位1840座,站位500,每席容积8.9立方米,满场中频(500Hz)混响时间2.1秒

    人们认为维也纳金色大厅的高、宽组成近似于正方形的横截面,宽、长近似1比2,和适中的宽度都是音响空间的理想组合,有利于大量侧向反射声到达观众席,产生良好的空间感;女神像等装饰形成了凸凹丰富的表面,有利于漫反射形成更加均匀的声场;砖墙上涂石膏灰泥,形成恰到好处的反射;较长的混响,不算大的空间,保证有足够的声能密度等等。这些都与现代理论相吻合。

    而金色大厅的屋顶,有九个三角型大钢结构架,架在两边承重墙上,负荷着屋顶的重量,钢架上伸下根根钢筋,吊起云杉木料的天花。天花上面铺了砖块,天花的表面涂上了石膏灰泥,外表镀金,形成了一个略有弹性的大天花。整个天花上面的空间形成了一个巨大的共鸣箱。这也是造就金色大厅优良音质的重要原因。

    在前年,维亚纳金色大厅升级了音响系统,选用了Meyer Sound可转向CAL柱形阵列扬声器,Allen & Heath iDR DSP以及矩阵混音器用于信号处理和基本混音,其他的新设备包括森海塞尔带有MMK 965电容话筒头的手持式无线麦克风,以及天龙DN-700C激光唱机。

    维亚纳金色大厅在近年来似乎因经营原因,变得不再像人们想象中的音乐殿堂了。有媒体爆料,维也纳金色大厅一次3万欧元就能租借演出,被鱼龙混杂的演出透支了不少美誉度。

    阿姆斯特丹音乐厅

    阿姆斯特丹音乐厅建于1888年,2013年4月11日(音乐厅建成125周年),荷兰女王授予阿姆斯特丹音乐厅皇室称号,所以,至那时起它又被称为荷兰皇家音乐厅。

    音乐厅的座位数为2037座,长、宽、高分别为26.2 m、27.7 m、17.1 m,体积为18 780 m?,每座容积为9.2 m?/座。座椅总占地面积843 ㎡,每个座椅占地面积为0.41 ㎡/座,相比目前国内音乐厅每座容积0.52 ㎡/座而言,阿姆斯特丹音乐厅座椅的舒适度要差一些。

    有声学专家认为,反射声纹理能够更好地反映音乐厅的音质效果,因此对阿姆斯特丹音乐厅的池座、侧包厢、楼座以及舞台后部座区分别设立测点测试反射声纹理。得出结论是:由于阿姆斯特丹音乐厅极佳的扩散性,各个测点的混响声都比较丰富,且没有比较大的反射声存在。因此,在此音乐厅不会存在“眩声”等刺耳的声音,而且听起来丰满且圆润。各个测点混响声的方向来自四面八方,环绕感非常好。

    在音响系统上,阿姆斯特丹音乐厅同样使用了Meyer Sound CAL柱形阵列扬声器。

    波士顿音乐厅

    素有“全球音响效果第一名”之美誉的波士顿交响音乐厅,由哈佛大学著名声学教授赛宾根据他通过实验得出的室内混响时间的理论作为指导设计建造。全厅共 2631 座,且保留了该厅 ” 鞋盒式 ” 体型的空间比例,混响时间为 1.8 秒,其现场的音效被专业级音响人士视为 ” 原音重现 ” 标准。

    侧墙有两层浅挑台,后墙有两层挑台,演奏区为尽端式,侧墙和顶棚具有V度,以利反射。厅的高度(H)为18.5m,宽度(W)为23m,长度(L)为39.5m,空间比例(H:W:L为1 : 1. 24 : 2. 14,符合“黄金率”。赛宾在设计该厅时,坚持了声学科学的原则,拒绝了业主提出容量为维也纳容量(1680座)两倍的要求,而为2631座,保持了该厅的“鞋盒式”的空间比例,同时改进了演奏台,以利音乐更好的反射。

  • 观点 | 小型影院设计中的装修与声学当中关键剖析

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    文/清华大学建筑声学研究所 燕翔老师

    近年来,小型影院的发展非常迅速,无论是私人影院还是微影院,发展的需求越来越大。小型影院设计中的装修与声学方面涉及到体型、隔声、吸声及其音质等方面,如何处理并解决好这些关系,这就是下面所要讲到的。

    小型影院声学客观技术指标与主观评价指标

    首先,在小型的影院中,声学的处理方面可分为客观技术指标和主观评价指标两方面。客观技术指标包括背景噪声限值、空气声隔声、中频混响时间(500-1000Hz)、混响时间频率特性、声场不均匀度等方面。背景噪声限值是指影院内空调设备、通风设备和放映设备正常运行的条件下,噪声不超过噪声曲线NC30各频带限值要求,或不超过35dB。空气声隔声是指当声源在影院观众厅发出90dB(A)以上粉红噪声时,观众厅与临近敏感房间(水平、竖直)的声压级差不小于45dB。中频混响时间(500-1000Hz)则需要根据不同的房间容积来确定,在≤200m3的时候,混响时间应为0.15-0.35s,在200-350m3时,混响时间应为0.25-0.40s,在350-500m3时,混响时间应为0.30-0.45。混响时间频率特性方面,各频段的混响时间频率特性应在标准范围内,中频要求平直,低频可略高,高频可略低,但不应超出上下限规定。

    客观技术指标和主观评价指标


    各频段的混响时间频率特性应在标准范围内

    声场不均匀度方面,则要求正常放映时观影区100-4000Hz范围内各频带倍频程声压级最大值与最小值之差不应大于6dB,最大值与平均值之差不应大于3dB。相对而言,客观技术指标方面对小型影院的影响更为重要,主观评价指标则侧重主观性,难以一一概述。

    室内装修与声学的关系

    室内装修对影院的声音效果有非常大的影响作用,可以说室内装修决定了声学效果。合理的空间体型及扩散,能有效解决回声、聚焦、简并等声缺陷;合理的装饰材料吸声特性选择,能获得最佳的混响时间及频率特性;合理的吸声与扩散相结合,能使室内声场均匀分布;吸声、反射材料位置的合理布置,能让声音空间感好,立体声效果强;有效的隔声、空调系统消声等措施,还能降低室内背景噪声干扰。
    另一方面,合适良好的装修还能在声学效果上加入美的享受,这点也是现代小型影院不可忽视的一个方面,这包括装饰结构比例关系、饰面材料色彩搭配、空间布局合理性、材料环保性、室内舒适度及施工工艺等方面。

    体型与音质

    影院房间的体型或者长宽高的比例方面也能对音质造成很大的影响,在一些与房间尺寸相关的频率上,声波会形成前后叠加,产生驻波,出现房间共振,从而影响声音的重播。当不同共振方式的共振频率相同时,出现共振频率的重叠,称为“简并”。简并出现时,形成共振频率特性的失真,低频会产生翁声,或产生“声染色”,这就是简并现象。

    国家大剧院音乐厅的声扩散处理

    另外,对声音重播造成影响的因素还包括墙面的平行问题、扩散体的选择和处理的问题等。并不一定是规则平行的墙面就有利于声音的重播,房间的长、宽、高比例不能是整数,不整数的比例相对对音质的影响也相对较小,能最大限度地还原声音的重播。为消除室内可能产生的声学缺陷,可以采用在空间内部增加扩散体的做法,而对于扩散体的选择和处理方面,要根据不同的实际情况进行选择和处理,小房间的声音比较集中,进行必要的扩散处理对声音的还原重播是非常重要的。可利用对墙面的凸凹变化,使房间简正模式均匀分布从而实现平滑的低频响应,改善室内声场。

    隔声的重要性及其常见处理方法

    房间的隔声处理对影院的重要性不言而喻,它决定着房间可用性问题,要求既不能因内部的声音影响到别人,也不能让外界的声音影响到室内。隔声一般包括墙体隔声、浮筑地板隔振、门窗隔声和通风消声几个方面。而墙体隔声一般可以采用增加墙体密度、双层墙和弹性连接等方式处理,墙面密度每增加一倍,隔声量增加6dB,双面墙、轻重墙复合,弹性吊顶,可以提高隔声量。浮筑地板隔振的原理是为了防止声音通过地板外泄,在地板浇注水泥砂浆层之前铺上一层隔离垫,以此减少声音外泄量而达到隔声的效果。门窗隔声方面,主要采用增加门窗的厚度、设置双道门并设置吸声结构构成声闸以及减少门窗缝隙等方式进行。通风消声方面则主要通过选用不同的通风设备如一些消声器等来防止声音的外泄及干扰。

    吸声与吸声作法

    在影院的设计中,声学吸声也是非常重要的,对于声学中的吸声一般有三种吸声原理,包括多孔吸声、共振吸声和薄板吸声,多孔吸声主要针对中高频段的吸声,共振吸声主要是对于中频段的吸声,薄板吸声则是作用于低频的吸声。
    精准的音色还原是指听者接收到声音的音色与声源发出声音的音色具有一致性(仅是响度的不同)。从主观听音角度来讲,对节目源的原始声音和影院内听到的回放声音进行比对视听时,音色应是一致的,这就要求吸声在中高低频具有良好的均匀性。音乐透明度好,能准确表达出音乐的层次感,音调高低明显,不浑浊。高音谐音丰富,清澈纤细而不刺耳;中音明亮突出,丰满充实而不生硬;低音厚实。这就需要中高低频的吸声量能够满足音乐明晰的要求。若节目源是以左右、上下、前后不同方位录音后发送,则聆听回放的声音应能将原节目源声场中声源的方位准确重现,则需要吸声的部位能满足声像定位的要求。
    另外,对于吸声材料的使用也是有要求的,如果声场影像逼真、空间感好,可准确还原电影中所想表达的声场空间大小,清晰确定声场特征,使人有被环绕声场包围的强烈而真实的感受。这就要求吸声材料与反射材料合理分布,回放的声音使人有“身临其境”的感觉。在播放具有良好的身临其境的声音片段时,回放的声场不应破坏原有的身临其境感,应是声音与视觉的完美结合。这就要求吸声材料的分布与扬声器位置必须配合得当。

    总结

    影院设计中的装修与声学处理对影院的效果非常重要,如何处理好影院中的体型、隔声、吸声及其音质等方面的问题,将是整个影院能否达到理想效果的重点,在整个影院的装修和声学处理过程应该引起必要的重视,这一点大家要谨记。另外,声学效果必须和装修设计相配合,不但要求有良好的室内音质,还必须有美观的视觉效果,才能打造出一个良好的声学视听环境和舒适的家居环境。

  • 大师,从这里启航!2016清华大学建筑声学原理与设计培训课程圆满举行!

    大师,从这里启航!2016清华大学建筑声学原理与设计培训课程圆满举行!

    四月的清华,春色满园,万紫千红,芬芳怡人。走在校园当中,那青涩的面孔、载着心爱之人的自行车、书本、草地……令人不禁回想起了读书时代的情景,也激发了我们心中那丢失已久的学习欲望。

    4月6-8日,由云九(Cloud9)影音文化传播机构精心策划,联合清华大学建筑声学研究所共同举办的“2016清华大学建筑声学原理与设计培训课程”也在这迷人的季节里与北京清华大学隆重举行。

    此次培训反响十分之热烈,吸引了来自全国各地60余位影音集成行业内的精英人士参加,包括技术人员、企业高管以及定制安装设计师等。秉着对建筑声学设计的求知欲望,他们在3天的培训中,通过清华老师们深入的讲解与指导,收获了丰富的建筑声学知识。


    “2016清华大学建筑声学培训”全体师生合影

    下面,“影音新生活”为大家就本次活动进行详细报道。

    燕翔教授:建筑声学是物理科学一大组成部分

    培训第一天,清华大学建筑学院物理实验室主任燕翔教授生动而详细地为学员们阐述了建筑声学的重要性,并对针对室内声学设计重的纲要性问题进行详细的讲解。作为清华大学建筑学院物理实验室主任,燕翔教授长期从事于建筑声学研究工作,不仅拥有深厚的理论知识,同时还拥有丰富的实践经验,曾先后完成国家大剧院、2008北京奥运场馆等国家重要项目。在课堂上,燕翔教授也理论与实践相结合,深入浅出地为学员们进行讲解。


    清华大学建筑学院物理实验室主任燕翔教授

    燕翔教授强调:“室内声学设计是建筑声学中非常重要的组成部分,同时也是私人定制影院行业从业人员完成各类声学工程设计所必须掌握的知识……在定制安装领域,往往影响声音表现最大、最难以克服的问题就是室内声学设计。因此,我们在打造一间视听室之前,必须要根据实际情况选择不同的声学处理方法,有效避免产生声学缺陷。”

    燕翔教授提出:“声学处理的目的就是传递人们接受的声音,掩蔽人们不喜欢的声音,达到传递快乐的效果。”这一观点引起在座学员的认真思考。为此,燕翔教授在课堂上,不仅为学员详细介绍了建筑声学在我国的演变历史、建国后的发展流程,还特别针对声音的产生、频谱、室内外的传播等特性,以及常用声学材料的特性进行了详细的论述。

    尤其是关于大小空间内的混响时间、环境噪音、驻波、反射声、颤动回声等环境声学指标性问题,燕翔教授还通过不同的应用案例为学员们一一解惑。在座的学员们,也时刻做着笔记,生怕错过任何一个知识点。

    课堂最后,燕翔教授还为学员们介绍了目前的新型声学材料,其中谈到了砂岩环保吸声板,这是一种环保、绿色升学材料,可用来打造无缝的抹灰声学系统。燕翔教授通过显微镜放大进行展示吸声板,让同学们更清楚地看到上面的每一处细节。

    通过燕翔教授丰富的课程讲授,参加培训的学员们纷纷表示收获极丰、多有启发,表现出对高质量专业技术培训的高度认同。其中一位学员说到:“燕翔教授丰富的工程经验和严谨的课程讲解,为我们打开了室内声学设计的一扇大门,我们学习到了许多以前不曾了解或者未去重视的核心问题。此次培训,定将为我们以后的定制安装工程提供了理论上的依据。”

    课后,学员们也积极向老师提问,并与其他学员相互交流、探讨

    ▌声学处理的实践与应用

    在下午的课程中,学员们重点参观了清华大学建筑物理实验室、建筑技术科学研究所、建筑环境监测中心、建筑学院培训中心等基地。参观了老师与科研人员们是如何对室内声学进行科学有效地测量和作声学处理的。


    学员们正在听老师讲解新型声学材料的特性、构成等

    指导老师还为学员们介绍了目前世界上所出现的各种各样的声学处理原件,通过不同的声学处理特性以及组成,为不同的空间、建筑进行有效的声学处理,达到出色的声学重放效果。


    学员们忍不住把材料拿在手里细细观看,并通过滴水来测试


    研究中心内的所有墙壁都安装了不同的声学材料,让人大开眼界

    除了种类繁多的声学处理附件外,研究中心内还特别设立了多个独立的声学实验房间,分别用来测试不同产品在隔声、噪声、声音吸收、声音扩散上的各种特性,并且对不同的声学材料进行详细的区分和应用,为国内的众多现代化建筑设计,提供了科学的声学处理和声学设计的有力保证。

    学员们正在参观用作噪声和隔音测试的实验室


    感受强扩声情况下的声学环境,这个实验室主要用作测试声学吸收材料的品质

    据老师介绍,该实验室还用来测试扬声器在强烈扩散时的声音表现

    参观完中央主楼下的声学设计实验室之后,学员们又来到了清华大学另一处的静音室进行参观。该静音室采用“房中房”隔声设计,外墙采用厚重的砖墙,内层为轻质隔声墙体,依靠安装在底部六个角上的弹簧减震器支撑。在通过采用一系列的隔声、吸声、消声、减震等措施,静音室内背景噪声可以低于5dB。这让参观的学员们惊讶不已!

    学员们正在静音室好奇地观看

    实验室的老师正在为学员们详细介绍“房中房”的建造过程及其所带来的不同效果

    学员们在参观过程中与老师进行了热情的交流,并且以各种真实的案例、方案进行了深入交流,同时在声学材料的应用、挑选、安装上进行了详细的探讨。

    通过此番对多个实验室的参观,学员们对上午燕翔老师的讲课内容也有了更深入的理解,也对于清华大学在建筑声学上的权威与深厚经验更为惊叹不已。

    空间声学中必须解决隔声、吸声与撞击声等一系列问题

    在课程的第二天,首先由薛小艳老师为学员们带来了《材料及其构造的声学特性》的课程,薛老师为学员们介绍了目前建筑构件的隔声性能分成9个等级,而这个在2005年提出建筑隔声评价标准,在今年也有望获得更新,因此学员们可以留意近期的发布的新国家标准内容。


    清华大学建筑环境检测中心检测部负责人薛小艳老师

    另外,她为学员们介绍了目前建筑物的内隔墙、楼板、外围护结构的空气声隔声性能,不同类型的材料的分类、用途、计算方法,同时还为学员提出了一个目标:最好的隔声性能约大于60dB。在隔声部分,她介绍了目前常用各类隔墙的计权隔声量,各类隔声墙构造对隔声效果的影响和效果,还提出了目前常见的龙骨的设计:减震龙骨(S型、Z型、C型)、轻钢龙骨、木质龙骨。

    在材料的介绍中,她提出了吸声处理,反射系数越小的,吸声效果越好,其中玻璃棉和岩棉是目前最常见的吸声材料。不同材料对于不同频段的吸声效果,都可以使用单位介乎0-1之间来显示,其中材料会有一个NRC单位,但他的取值没有固定的指标,只能按照设计师的设计取向来做选择。


    课间,学员们积极向老师提问

    另外材料的穿孔密度对NRC系数的影响,这里采用一个穿孔率来做计算,如果想提高声学效果,可以考虑制作空腔,而200mm的空腔已经足够了,也是符合大部分实际操作的需求。

    在吸声和隔声的声学处理材料上,水分也和吸声系数有很大的影响,而且我们也应该重点关注的还有隔声材料的耐用度问题,需要考虑温度、湿度和挤压等问题。不同材料的耐用度分析和推荐程度,另外还有不同材料的施工要求。


    大部分时候建筑吸声产品的吸声性能分成4级,NRC的等级分成0.2、0.4、0.6、0.8。空腔对中低频部分的影响,面料对高频部分的影响,不同厚度和容量的吸声系数也会发生改变

    ▌家庭影院房间的声学设计要素

    进入第二天下午的课时,由朱相栋老师为我们带来《家庭影院设计》的课程,朱老师首先为我们介绍了家庭影院对声环境的要求,其次就是演示了关于室内声场建立和衰减的过程。他认为,按照精密计算得出的声压与吸声系数的计算公式,以及使用场所的特性,可以符合目前所有的家庭影院设计所使用。


    清华大学建筑物理实验室工程师朱相栋老师

    在家庭影院房间的设计中,如何才能让室内声能均匀分布,不出现有害的回声呢?这时候我们就需要从软件进行声能的分布分析,通过声学材料以及改变房间的比例来降低室内噪声和振动干扰,朱老师特别提出:200Hz以下的低频会对其他频段的声音产生影响。


    随后他又讲到了小空间内的声学指标,我们对于家庭影院的设计,应该把混响时间控制在0.3-0.4秒之间

    小空间内需要达到的声学效果的最终目的,其实就是要在一个固定空间内还原出不同的空间效果,也就是说,我们在家庭影院中需要既能够重放出电影里“小房间”的声音效果,也能表现出户外“大自然”的开阔声效。


    为了实现这一切,小空间内存在的声学问题处理,有一个基本的做法,就是尽量避免出现平行面

    声波叠加的影响,在大空间可以忽略,但在小空间则有十分复杂的问题,例如声相偏移,解决途径主要有室内体型、比例、吸声和扩散材料布置。最重要的准则是均匀,不要用单一的吸声材料。

    课后,朱老师也耐心地为学员们答疑解惑

    ▌专业的软件分析,是房间声学设计的有力保证

    进入第三天的课时,王鹏老师为我们带来了《软件模拟建筑声学设计》,王老师提出:依靠软件将有效地提高声学设计项目的效率和质量,我们注重的是声学环境的定向分析、声场分布、混响时间分布。现场王老师与学员们分享了相当多的音乐厅与体育场馆的声学设计、案例,其中包括了通过计算机模拟的设计流程、实际操作和目的。


    清华大学建筑物理实验室工程师王鹏老师

    他认为目前的大部分的建筑声学设计,都需要增加空间吸声体,有效消除颤动回声,吸收大部分的声能,混响时间降低明显,起到关键作用。另外他还分析了目前酒店声学设计的核心内容,包括了室外噪声、管道噪声、房间与房间等,这些都和一般家庭中的影院或者视听环境的相似的。


    在设计方面,软件可以为我们提供隔声性能估算、不同材料、结构和组合的隔声效果模拟等等功能


    其中吸声软件:Zorba,就是针对不同材料、穿孔设计、组合所形成的吸声效果,计算出吸声系数来选用吸声材料


    声学材料组合虚拟:Reflex,则可以完成基本的建筑声学设计和模拟,甚至是交通噪声的计算机模拟

    在噪声的评估预测,可以进行基本的建筑规划与设计,并且对环境噪声模拟,应用与分析,更强大的地方就是可以通过软件对声学材料的质量、刚性和阻尼进行组合分析,为室内声学设计带来更大的便利。

    ▌小空间的声学设计更具挑战性

    作为本次培训课程的压轴部分,则是由黄展春老师带来的《小型室内空间的声学与美学》。在这个课程中,黄老师为学员们带来了小型室内空间的室内声学指标及声学设计理论介绍、杜比认证中的声学要求以及各大权威机构在认证中对声学的要求。


    清华大学建筑学院博士、台湾科技大学硕士黄展春老师


    其中特别在小房间的声学设计、最低共振频率控制、小面积的房间内的各种声学效果和出现的问题等方面进行了详细的阐述。

    他提出了目前小房间声学处理的要点就是要注重声学处理的步骤和材料选用,灵活运用各种小房间的声学计算公式。


    他认为最佳的混响设计方案,就是要在混响设计的长短变化在不同房间中的应用,严格控制好混响时间的上下限,可以适当地按照目前国际指标数值来进行参考,很多国际机构都有自己的混响要求

    另外我们还可以通过观看能量衰减曲线的应用,对房间的正面墙壁、背面墙壁和侧墙的声学计算和设计,他提出:背面墙壁的吸声一般是需要最强的。

    小型室内空间的声学,就是要优化声源的音色、改变空间感和控制回音处理,最终的目的就是提高定位的清晰度,相位的准确度,无论是在录音室、私人影院的制作中,我们都需要在建筑材料的布置、各种不同立面的设计等方面下足功夫。

    最后,黄老师还分享了众多他在声学处理上的实际案例,特别是声学材料的位置设计和安装建议,还有小空间声学材料的特殊性和偏向,还有更多各种各样来自全世界各地的小空间声学设计案例。

    学员们正在认证答题

    在学习完所有的课程之后,老师也为我们的学员精心安排了考试,以更好地巩固学员们这集三天的所学内容。当然,这也令很多学员紧张不已,生怕不能通过考试。

    一位学员在考试后笑道:“将近二十年没有参加考试了,那种紧张的感觉似曾相识。不过幸好,题目都是这两天老师们所讲到的,应该答对了!哈哈~”

    结语:2015清华大学建筑声学原理与设计培训课程已经落下帷幕,学员们带着满满的声学设计知识走出了清华校园,相信通过本次高素质与专业的教育培训和学习,我们所有的学员对于声学设计知识有了更深入的了解,并将所学所得应用于实际的工作中,为影音行业整体水平的提升注入了强大的技术活力。

    作为影音行业最大的全媒体文化传播平台,云九影音文化传播机构将携手“影音新生活”继续为众多行业用户、广大影音爱好者带来更多精彩纷呈的高含金量的培训课程,共促行业发展。

  • 探寻声学最深处的秘密:2016清华大学建筑声学培训课程拉开帷幕!

    探寻声学最深处的秘密:2016清华大学建筑声学培训课程拉开帷幕!


    四月的清华,春色满园,万紫千红,芬芳怡人。走在校园当中,那青涩的面孔、载着心爱之人的自行车、书本、草地……令人不禁回想起了读书时代的情景,也激发了心中那丢失已久的学习欲望。

    4月6日,由云九(Cloud9)影音文化传播机构精心策划,联合清华大学建筑声学研究所共同举办的“2016清华大学建筑声学原理与设计培训课程”在北京清华大学甲所第三会议室正式揭开帷幕。

    此次培训反响十分之热烈,吸引了来自全国各地60余位影音集成行业内的精英人士参加,包括技术人员、企业高管以及定制安装设计师等。秉着对建筑声学设计的求知欲望,他们汇聚在这里,相互学习、探讨和提高。

    2016清华大学建筑声学培训”全体师生合影

    下面,“影音新生活”为大家进行详细报道。

    燕翔教授:建筑声学是物理科学一大组成部分

    培训第一天,清华大学建筑学院物理实验室主任燕翔教授生动而详细地为学员们阐述了建筑声学的重要性,并对针对室内声学设计重的纲要性问题进行详细的讲解。作为清华大学建筑学院物理实验室主任,燕翔教授长期从事于建筑声学研究工作,不仅拥有深厚的理论知识,同时还拥有丰富的实践经验,曾先后完成国家大剧院、2008北京奥运场馆等国家重要项目。在课堂上,燕翔教授也理论与实践相结合,深入浅出地为学员们进行讲解。

    清华大学建筑学院物理实验室主任燕翔教授

    燕翔教授强调:“室内声学设计是建筑声学中非常重要的组成部分,同时也是私人定制影院行业从业人员完成各类声学工程设计所必须掌握的知识……在定制安装领域,往往影响声音表现最大、最难以克服的问题就是室内声学设计。因此,我们在打造一间视听室之前,必须要根据实际情况选择不同的声学处理方法,有效避免产生声学缺陷。”

    燕翔教授提出:“声学处理的目的就是传递人们接受的声音,掩蔽人们不喜欢的声音,达到传递快乐的效果。”这一观点引起在座学员的认真思考。为此,燕翔教授在课堂上,不仅为学员详细介绍了建筑声学在我国的演变历史、建国后的发展流程,还特别针对声音的产生、频谱、室内外的传播等特性,以及常用声学材料的特性进行了详细的论述。

    尤其是关于大小空间内的混响时间、环境噪音、驻波、反射声、颤动回声等环境声学指标性问题,燕翔教授还通过不同的应用案例为学员们一一解惑。在座的学员们,也时刻做着笔记,生怕错过任何一个知识点。

    课堂最后,燕翔教授还为学员们介绍了目前的新型声学材料,其中谈到了砂岩环保吸声板,这是一种环保、绿色升学材料,可用来打造无缝的抹灰声学系统。燕翔教授通过显微镜放大进行展示吸声板,让同学们更清楚地看到上面的每一处细节。

    通过燕翔教授丰富的课程讲授,参加培训的学员们纷纷表示收获极丰、多有启发,表现出对高质量专业技术培训的高度认同。其中一位学员说到:“燕翔教授丰富的工程经验和严谨的课程讲解,为我们打开了室内声学设计的一扇大门,我们学习到了许多以前不曾了解或者未去重视的核心问题。此次培训,定将为我们以后的定制安装工程提供了理论上的依据。”

    课后,学员们也积极向老师提问,并与其他学员相互交流、探讨

    ▌声学处理的实践与应用

    在下午的课程中,学员们重点参观了清华大学建筑物理实验室、建筑技术科学研究所、建筑环境监测中心、建筑学院培训中心等基地。参观了老师与科研人员们是如何对室内声学进行科学有效地测量和作声学处理的。


    学员们正在听老师讲解新型声学材料的特性、构成等

    指导老师还为学员们介绍了目前世界上所出现的各种各样的声学处理原件,通过不同的声学处理特性以及组成,为不同的空间、建筑进行有效的声学处理,达到出色的声学重放效果。


    学员们忍不住把材料拿在手里细细观看,并通过滴水来测试


    研究中心内的所有墙壁都安装了不同的声学材料,让人大开眼界

    除了种类繁多的声学处理附件外,研究中心内还特别设立了多个独立的声学实验房间,分别用来测试不同产品在隔声、噪声、声音吸收、声音扩散上的各种特性,并且对不同的声学材料进行详细的区分和应用,为国内的众多现代化建筑设计,提供了科学的声学处理和声学设计的有力保证。

    学员们正在参观用作噪声和隔音测试的实验室


    感受强扩声情况下的声学环境,这个实验室主要用作测试声学吸收材料的品质

    据老师介绍,该实验室还用来测试扬声器在强烈扩散时的声音表现

    采用声学材料混制的水泥天花板,具有非常好的隔声效果

    在实验室内我们可以找到许多不同的声学处理材料,这是三聚氰胺制作的强吸收材料


    通过完全的表面覆盖,实现房间的声音强吸收效果

    另外还有许多不同声学特性的声学材料

    采用不同材料制作的声学扩散和吸收体

    这是面向现场扩声需求的声学处理构件

    面对成千上万的声学材料标本,在场的学员们都兴奋不已

    参观完中央主楼下的声学设计实验室之后,学员们又来到了清华大学另一处的静音室进行参观。该静音室采用“房中房”隔声设计,外墙采用厚重的砖墙,内层为轻质隔声墙体,依靠安装在底部六个角上的弹簧减震器支撑。在通过采用一系列的隔声、吸声、消声、减震等措施,静音室内背景噪声可以低于5dB。这让参观的学员们惊讶不已!

    学员们正在静音室好奇地观看

    实验室的老师正在为学员们详细介绍“房中房”的建造过程及其所带来的不同效果

    学员们在参观过程中与老师进行了热情的交流,并且以各种真实的案例、方案进行了深入交流,同时在声学材料的应用、挑选、安装上进行了详细的探讨。

    通过此番对多个实验室的参观,学员们对上午燕翔老师的讲课内容也有了更深入的理解,也对于清华大学在建筑声学上的权威与深厚经验更为惊叹不已。

    结语:房间声学原理是完成各类声学工程设计所必须掌握的知识!我们也相信通过本次高素质与专业的教育培训和学习,我们所有的学员对于声学设计知识有更深入的了解,从而提高整个定制安装行业用户在建筑声学方面的专业水准。

    当然,本次培训将持续到4月8日,后面还将有更多精彩的课程内容。随后,“影音新生活”也将为大家继续报道与介绍,敬请关注。

  • 再不报名,就来不及了!让我们一同齐聚顶尖学府清华大学

    再不报名,就来不及了!让我们一同齐聚顶尖学府清华大学

    在这样的时代里,没有核心竞争力,您凭什么生存和发展?

    而这里,恰恰可以给您想要的、必要的。国内顶级声学设计的殿堂,国际诸多前沿的室内声学技术,还有良师益友相伴……

    什么?面对含金量如此之高的顶级声学设计培训,您还在犹豫?

    当同行精英们纷纷报名参加,进而提升自我,您难道丝毫没有危机感吗?

    本次培训反响十分热烈,名额即满。再不报名,就来不及了!

    邀请函:

    1911年成立的清华大学,一百多年来,为国家培育了大量的优秀知识分子与国家栋梁,“自强不息,厚德载物”作为清华大学校训,也一直激荡着中华民族奋进图强。为提高家庭影院定制安装、音响、住宅电子集成、智能家居、室内设计等行业的专业技术水准,培育声学设计专家,云九(Cloud9)影音文化传播机构与清华大学即将于4月6-8日联合举办“2016建筑声学原理与设计”专业声学培训课程。


    清华大学分子学院建立于1956年,建立之初由苏联专家协助建设,建筑声学研究所长年从事建筑声学方面的科学研究、实验检测及工程设计工作,技术力量雄厚,拥有由教授、讲师、工程师组成的专业声学队伍,还有博士、硕士的后备梯队,是中国最具实力的建筑声学研究机构。下属建筑物理实验室,包括有混响实验室、墙体隔声实验室、楼板隔声实验室、驻波管吸声实验室、音质模型实验室、减振台实验室、噪声设备检测室等建筑声学专业实验室。


    2015清华大学分子声学原理与设计培训师生合影

    本次培训课程由云九(Cloud9)影音文化传播机构整体策划与组织,由清华大学著名教授及学者讲学,内容包含了室内声学原理、小房间声学装修设计、房间测试及模拟、声学装饰材料特性、小空间声学案例分析等,培训重点针对小空间声学而设计,同时还有消声室、混响室、隔声实验室、静音室等的参观与现场实验,课程完毕经考试合格后将颁发具有重要价值的培训课程认证证书。


    2015清华大学分子声学原理与设计培训现场

    课堂上,学员们认真聆听老师的讲解,并时刻做好笔记


    课间,学员们齐聚一堂,相互交流


    2015届学员参观清华大学声学实验室现场

    我们诚挚欢迎所有智能影音集成、私人影院定制安装、智能家居、室内声学整体设计等领域的从业人员积极参与。借助清华大学分子学院强大的建筑声学技术实力,此次培训将带领影音行业及家居定制安装领域的精英们在建筑声学,特别嗜小房间室内声学设计方面的专业性,在理论及实践水平上获得极大的提高,同时不断提升整个行业的专业水平。

    清华大学分子声学研究所

    云九(Cloud9)影音文化传播机构

    2016年02月22日

    ▌培训地点

    北京清华大学甲所

    ▌培训时间

    2016年4月6-8日

    ▌培训费用

    分子声学原理与设计培训(三天):5800元/人

    ▌报名方式

    报名邮箱:

    点击下方“原文阅读”下载报名表,并填写好后发送至cloud919@foxmail.com

    联系电话:

    刘小姐 18680471193

    汪先生 13660252880

    课程大纲

    1、房间声学原理

    2、实验室参观

    3、小房间声学装修设计

    4、房间测试及模拟

    5、声学装饰材料特性

    6、小空间声学案例分析

    7、声学论坛与技术交流

    课程内容

    ■?房间声学原理

    燕 翔

    清华大学分子环境检测中心负责人、声学实验室主任

    讲师简介:毕业于清华大学,分子声学博士,著名建筑声学专家。长期从事于厅堂音质、噪声控制、声学实验检测、计算机模拟等科研工作。近年主要完成的项目有:国家大剧院、2008北京奥运场馆等。

    声音的物理本质是在空气中传播的机械波,疯助空气分子的振动进行传播。由于人耳可听的频率范围较大,包括20Hz~20000Hz范围内的所有频段;人耳能够接受的声音能量的范围也比较大,最大声压和最小声压相差100万倍;声音作为机械波,能够引起室内房间共振等现象。所有这些声音特性造成了室内声学设计特殊性和复杂性。在房间声学原理课程内主要讲述如何在房间对该范围的声音进行有效控制的理论基础,包括房间声场的传播规律、声音的计量、室内空间共振等内容。

    课程提纲

    1、声音的基本性质

    2、声音的计量

    3、人耳听觉特性

    4、频谱与A声级

    5、声音在室外空旷地带的传播规律

    6、室内声场

    7、混响时间

    8、室内声压级

    9、房间共振

    10、厅堂音质

    11、小空间音质

    ■?材料和构造的声学特性

    薛小艳

    清华大学分子环境检测中心检测部负责人

    讲师简介:毕业于北京分子工程学院,长期从事声学实验检测工作,并从事噪声控制、实体缩尺模型测试等科研工作。

    分子声环境的形成及其特点,一方面取决于声源的情况,另一方面取决于分子环境的情况。而分子环境,一方面是指分子空间,另一方面是指形成分子空间的物质实体—按照各种构造和结构方式“结合”起来的材料以及在建筑空间中的人和物。所以,在分子环境中,无论是创造良好的音质还是控制噪声,都需要了解和把握材料和结构的声学特性,正确合理地、有效灵活地加以使用和处理。对于分子师来说,把材料和结构的声学特性和其他建筑特性如力学性能、耐火性、吸湿性、外观等结合起来综合考虑,是尤为重要的。

    课程提纲

    1、材料及其构造的声学特性之吸声性能

    2、材料及其构造的声学特性之空气声隔声性能

    3、材料及其构造的声学特性之撞击声隔声性能

    A、轻质撞击声隔声性能

    B、重质撞击声隔声性能

    4、材料及其构造的声学特性之散射性能

    ■?计算机模拟建筑声学设计

    王 鹏

    清华大学分子物理实验室工程师

    讲师简介:毕业于清华大学电机工程系。毕业至今从事建筑声学工作,现工作于清华大学分子物理实验室,主要研究方向为建筑声学设计和建筑声学模拟与测量。

    作为建筑设计的一个重要组成部分,分子声学设计越来越成为人们在评价分子质量的重要因素。与国内比较而言,国外对于使用计算机进行分子声学的研究,已经有许多年了,并且推出了许许多多的应用软件,辐行计算机辅助分子声学设计,如丹麦的ODEON,意大利的RAMSETE,比利时的Raynoise,已及德国的EASE等等。这些计算机软件都已经进入市场,一些建筑声学工程顾问公司使用这些软件,辐行建筑声学顾问工作,使用软件模拟来预测建筑的声学质量,以及对建筑声学改造方案辐行可行性预测。

    计算机软件模拟方法的优势在于,分立几何模型之后,能够非常方便的短时间内对设计方案辐行调整,提供给工程师或分子师声学方案设计的合理性的参考信息。在分子项目设计的各个阶段计算机模拟能发挥其便捷性和指导性的预测意见。

    课程题纲

    1、计算机模拟在厅堂音质中的应用

    2、计算机模拟在体育建筑设计中的应用

    3、计算机模拟在分子规划和交通噪声中的应用

    4、计算机模拟在工业降噪领域的应用

    5、计算机模拟与实际测量之间的误差分析

    ■?小空间声学装修设计

    朱相栋

    清华大学分子声学硕士

    讲师简介:毕业于石家庄铁道学院分子系,主修建筑设计专业,清华大学分子声学硕士。工作于清华大学分子学院分子物理实验室,专业从事建筑声学工程设计与技术咨询工作。

    小空间,顾名思义是指室内空间相对尺寸较小的房间,其房间尺寸一般在3~5m,尺寸略大的能达到10m左右。其声学设计主要包括混响时间控制和室内声场控制。由于小空间内房间尺寸较小,与声波波长能发生一定的比例关系,因此小房间固有的共振模式会引起某部分频段声音能量衰减不同于正常的衰减过程,或者共振频率集中于某一频段,造成声染色现象,使得声音的某些频率成分被大大的加强,从而导致原有音色的失真或产生染色效应。

    混响时间是室内音质重要的衡量指标,不同的房间其要求的混响时间要求亦不同。因此应该选择不同吸声特性的材料辐行合理搭配,控制室内混响时间曲线的平直性(响应)。在小空间内如混响时间过长,容易造成室内声音尾音过长,含混不清,影响听音效果。

    本课程主要侧重于小空间内存在的房间共振、驻波振颤回声等声学问题产生的原因辐行分析及相关处理方式辐行介绍。

    课程提纲

    1、小空间室内声学指标

    2、小空间声学设计难点

    3、小空间室内声学处理方式

    3.1室内体型比例选择

    3.2室内扩散处理

    3.3室内吸声处理

    4、与周围环境的隔声处理

    5、实际工程案例分析

    ■?小型室内空间的声学与美学

    黄展春

    清华大学分子学院博士

    讲师简介:清华大学分子学院博士、台湾科技大学分子硕士。现职于黄展春剧场建筑设计顾问(北京)有限公司,长期从事建筑声学设计和室内装饰设计工作。

    小型室内空间是指相对于剧院、音乐厅等大表演空间的,空间尺度相对较为亲切的小型坏境。本课程主要针对声音重放的空间,即采用电声系统而不是以自然声为主的空间,包括视听室、混录棚、审片室、电影院等空间辐行探讨,以工程实例为主、辅以建筑声学设计理论,同时也就前述空间之装饰美学辐行论述,兼顾科学与艺术的平衡。

    课程提纲

    1、小型室内空间的室内声学指标及声学设计理论介绍

    2、杜比认证中的声学要求

    3、THX认证中的声学要求

    4、工程实例探讨—北京七星级电影会所,怀柔私人会所视听室,天津中新生态区动漫城之混录棚、审片室空间

    5、小型室内空间之装饰设计风格趋势介绍

    在三天的课程中,我们为您准备了丰富的早、午餐及三晚(4月5-7日)的住宿(清华大学伏春园宾馆)。学员需要自付在参加课程时所产生的其他交通费用,包括了飞机票、车辆租金以及停车费等。同时,清华大学帆会为大家提供所需的教学材料和调校工具,并提供全程的辅导。

    佳机难得,仅限40个名额,希望大家报名从速!云九影音文化传播机构携手清华大学分子声学研究所诚挚欢迎您的到来!

  • 品牌 | 尽享智慧优越生活!华歌,不止于智能!

    品牌 | 尽享智慧优越生活!华歌,不止于智能!

    华歌集团,全球领先的智能家居端到端解决方案提供商与云服务运营商,旗下拥有面向中高端市场的高级定制品牌DVACO Lifestyle和面向主流市场的轻奢品牌d.SmartHome,以及面向办公会议、社区酒店、娱乐会所、政府教育和餐饮购物等市场的智慧商业品牌DVACO Business。华歌同时也是50余个世界一流智能、影音、照明品牌的大中华区独家战略合作伙伴。从2009年成立以来,华歌已拥有数千家终端和上万名服务顾问,我们将共同致力于让每户家庭尽享智慧优越生活。华歌,不止于智能!

    DVACO是“Digital Video & Audio Control Overall”的首字母缩写,意为“数字影音与智能控制的全面整合”。

    华歌主营业务:智能影音 ,智能是美国排名前三的ELAN智能主机,有十多个影音一线品牌,涵盖外摆、嵌墙、吸顶、隐形四个种类,满足不同客户的各种需求。

    旗下自有品牌:

    “DVACO Lifestyle 智慧豪宅”,是华歌旗下的智能家居高级定制品牌,倡导“不智慧,非豪宅”的优越生活方式理念。从比尔盖茨的未来之家,到 Iron Man 钢铁侠的山顶海景豪宅,再到中国的众多“智慧豪宅”,世界尖端科技已经来到了您的身边,就在现在,进入未来生活!根据房间数量和功能强大程度的不同,整体预算从30万元起可至数百万元。

    “dARTS 帝驰”,是华歌旗下的纯美式顶级私人影院品牌,创立于1955年的美国纽约,传承了美国电影文化的内涵,代表了美国私人影院的建造规范与技术标准。历经十年研发,dARTS帝驰于2006年震撼发布了全球首款全数字智能校准影院,无论何种装饰风格和声场条件,自动校准后的视听体验与美国所有最顶尖私人影院完全一致。

    “g!极智”,是华歌旗下的智能家居运算核心、用户界面与操作系统品牌。g!不仅是智能家居系统的大脑,通过行业首创的开放式API架构,更实现了对未来最新应用的超强兼容性与扩展能力。g!OS如今不仅完美运行在PC和Mac上,还可以实现iPhone、iPad和安卓设备的各类移动场景应用,即使家中的电视,也可实现g!OS最新的可视对讲功能。基于华歌云计算的持续升级能力,让你的互联之家永远领先。

    “C.I.定制”,是华歌旗下的发烧级一体化定制家庭影院品牌。首创设备配置、装饰风格、设计施工和校准指标的“四位一体”模式,让高端定制的品质与服务走进千家万户。C.I.定制影院包含开放式客厅影院、独立私人影院和半开放式的影音娱乐空间等类型,以嵌入式和隐蔽式的定制化安装确保与装饰风格完美融合,能够获得更大声压级、更低的失真和更宽广的频响范围,达到“身临其境”的震撼视听体验。

    d.SmartHome是华歌经过7年对上万用户的服务和调研,联合全球五大研发中心:美国、德国、英国、中国、荷兰历时3年打造的主流智能家居生态系统。采用无线Z-WAVE技术,功能强大,安装简单,简化智能家居的布线系统,通过自身尖端的通讯、电子、互联网技术为更多的家庭打造一个安全、环保、舒适、便捷的居家生态环境。品牌包含d.WiFi、d.Safe、d.Play、d.Health、d.Light五大系统。

  • 室内声学大师的殿堂:2015清华大学建筑声学模拟软件与测量培训课程

    室内声学大师的殿堂:2015清华大学建筑声学模拟软件与测量培训课程

    作为影音行业最高级别的专业声学技术培训,备受关注的“2015清华大学建筑声学模拟软件与测量培训课程”将于11月12—16日在北京清华大学举行!培训由云九(Cloud9)影音文化传播机构与清华大学建筑声学研究所共同精心策划和举办,由身处声学技术研究最前沿的清华大学著名专家及学者授课,讲述国际最为权威和最受欢迎的声学设计、模拟、测量、评估等软件课程,旨在以具有极高的含金量、专业性的声学设计和模拟软件学习与实践,提高智能影音集成、私人影院定制安装、室内声学设计人员的声学设计水平。

    2014年清华大学建筑声学模拟软件与测量培训课程全体师生合影

    此项培训已经举办过多届,拥有成熟的培训体系和广泛的知名度、美誉度。每届培训的内容都紧跟国际前沿声学技术的发展变化,并特别针对高端音响、家庭影院定制安装市场进行了优化,包含了建筑声学原理、计算机模拟建筑声学设计、BK Dirac厅堂测量软件、德国EASE声学模拟软件、INSUL建筑结构隔声性能预测软件、ZORBA建筑材料吸声性能预测软件和Soundplan噪声预测评估软件等声学技术的学习与实际操作,并有众多案例实地参观学习。课程为期5天,由清华大学老师全程一对一地进行实习指导。课程结束后,经考试合格者将颁发具有重要价值的培训课程证书。

    我们诚挚欢迎智能影音集成、私人影院定制安装、室内声学设计相关人员积极参加。参加培训学员需具备三年以上影音、影院及住宅工程设计相关经验。基于清华大学建筑学院强大的建筑声学技术实力,通过深入而系统的建筑声学知识学习与操作,培训将全面提高影音行业及家居定制安装领域的精英们在建筑声学,特别是小房间室内声学设计上的专业理论及实践水平,提升自身的硬实力和竞争力。同时,也为影音行业培养更多的优秀人才,提升行业的整体技术水平。

    2014年清华大学建筑声学模拟软件与测量培训课程现场

    2015清华大学建筑声学模拟软件与测量培训课程

    培训地点:清华大学建筑学院

    培训时间:2015年11月12日—16日(五天)

    培训报名:下载并填写报名表(https://tj.iavlife.com/portal.php?mod=view&aid=3345)发送至邮箱cloud919@foxmail.com);或者直接回复“姓名+联系电话+邮箱+公司”到此微信报名。

    想咨询更多关于本次培训内容,欢迎联系我们:13427554873 谢小姐、18926198787 陆先生(技术咨询)
    课 程 大 纲

    1、建筑声学原理

    2、BK Dirac厅堂测量软件

    3、CARA房间声学设计软件

    4、CATT建筑声学软件

    5、德国EASE声学模拟软件

    6、INSUL建筑结构隔声性能预测软件

    7、ZORBA建筑材料吸声性能预测软件

    8、Acoubatsound房间隔声计算软件

    9、SoundPlan噪声预测评估软件

    10、声学空间的参数化设计与建模技巧

    11、建模软件SketchUp与声学模拟软件的结合

    12、清华大学建筑声学实验室参观

    13、剧院实地参观

    备注:每人需携带Windows系统笔记本一台,电池续航时间不小于1.5 小时。

    课 程 内 容● 建筑声学原理

    主讲老师:燕翔
    清华大学建筑环境检测中心负责人、声学实验室主任

    讲师简介:著名建筑声学专家,毕业于清华大学,建筑声学博士。长期从事于厅堂音质、噪声控制、声学实验检测、计算机模拟等科研工作。近年主要完成的项目有国家大剧院、2008北京奥运场馆等声学设计工作。主持翻译了《建筑声学设计指南》(美),编制修订了《厅堂混响时间测量规范》、《厅堂音质比例模型测量规范》等国家标准。

    课程简介:

    计算机建筑声学模拟是体育场馆建筑声学设计、厅堂音质设计、区域环境噪声预测等方面的重要手段和有力工具,它能有效帮助:

    1、声学设计者在较短的时间内完成声学设计和准确控制声学指标;

    2、建筑设计师理解声学设计并有的放矢地完成方案调整;

    3、扩声系统设计人员的重要依据;

    4、业主直观地了解声学设计思想,评估声环境,有利于与声学设计者的沟通;

    5、计算机模拟建筑声学设计。

    ● CARA、CATT、BK Dirac等声学软件

    主讲老师:朱相栋
    清华大学建筑声学硕士,天津大学建筑声学博士

    讲师简介:毕业于石家庄铁道学院建筑系。主修建筑设计专业,清华大学建筑声学硕士。2005 年7月至今,服务于清华大学建筑学院建筑物理实验室所,专业从事建筑声学工程设计与技术咨询工作。近年来,参与完成了中国国家大剧院、福建大剧院、大庆大剧院、洛阳歌剧院等项目的建筑声学工程设计与技术咨询工作。

    课程简介:

    1、CARA房间建筑声学软件

    CARA是一款专门针对家庭视听室设计、简单易学的有限元分析软件。CARA软件可针对录音室、琴房、视听室等空间进行专业的建筑声学的混响时间设计,采用可视化的简易操作界面,基于计算机的处理能力,可以以十分直观的方式来设计新的录音室或者是音乐制作室。

    课程中讲述软件建模、修改房间平面结构、房间内物体设置、材料表面设定、材料的选择、声学环境计算、听音位置设定、计算结果分析等。

    2、CATT建筑声学软件

    厅堂音质模拟软件CATT主要可以针对各种类型的房间进行建筑声学参数的分析,设计者可以通过SketchUp、Autocad软件建模导入软件中,对各个房间界面设定各种材质和吸声参数,通过其软件的虚声源和声线追踪等先进的计算方法对房间内的各种声学行为进行计算。是一套小型专业的建声软件,也是设计团队中高效率的设计软件。应用范围包括小型的剧院、演播室、视听室、琴房、录音棚的建筑声学分析与设计。

    3、BK Dirac厅堂测量软件

    Dirac测试软件由丹麦B&K公司开发,主要用于建筑声学参数测量,其测量精度和准确性被业内人士一致认可。测量内容包括混响时间、脉冲响应、清晰度、明晰度、侧向声能和双耳互相关系数等各项内容。现阶段常用的声学参数均能够通过该软件进行测量。所有参数的测量和数据处理均依照ISO 3382和IEC 60268-16中的规定进行。在该软件的测量过程中,脉冲声、MLS声源和啭音等均可作为测试声源,适用范围广,数据准确可靠。

    ● 德国声学模拟软件EASE

    主讲老师:唐文
    高级工程师(电声技术)

    讲师简介:1998年-2002年就读电子信息工程 (本科);2009-2012年毕业于清华大学建筑学院(建筑与土木工程领域工程硕士),供职于中国电子科技集团公司第三研究所(2002年至今);北京奥特维科技有限公司(专业音响技术业务部总经理)。是国标《体育场建筑声学技术规范》、《扩声系统工程施工规范》、《厅堂、体育场馆扩声系统设计规范》、《声音质量主观评价》主要起草人。主要参与及主持项目有国家大剧院电声工程监理、烟台文化中心大剧院、京剧院扩声系统工程等。

    课程简介:

    德国ADA公司的EASE声学模拟软件已为世界40多个国家所广泛采用,它的扬声器数据库包含了70多家世界著名的扬声器厂商提供的扬声器数据。因此EASE声学模拟软件成为了一个统一的声学模拟设计计算平台。通过EASE软件可以对不同品牌的扬声器计算结果进行比较。

    针对该厅堂扩声系统声学特性指标,采用声学计算机辅助设计软件EASE(Electro Acoustic Simulator for Engineers)4.3版本进行设计及计算,其计算结果以声场分布彩色展示图的方式给出。通过EASE软件所计算的主要内容包括:

    1、混响时间频率特性曲线;

    2、直达声声压级(Direct SPL);

    3、总声压级 (Total SPL);

    4、临界距离 (Critical Distance);

    5、直达声/混响声比 (D/R Ratio);

    6、辅音损失率(ALcons%);

    7、快速传递指数(RASTI、STIPA);

    8、C系列参量 (C Measurements)。

    ● INSUL&ZORBA建筑结构隔声性能预测软件

    主讲老师:王鹏
    清华大学建筑物理实验室工程师

    讲师简介:毕业于清华大学电机工程系。毕业至今从事建筑声学工作,现工作于清华大学建筑物理实验室,主要研究方向为建筑声学设计和建筑声学模拟。

    课程简介:

    INSUL&ZORBA建筑结构隔声性能预测软件是世界上第一个声学材料计算软件,有隔声计算和吸声计算两个模块界面,通过它可以计算目前国内的99% 的建筑声学产品,设计师可以对材料的构造变化进行有效预测,并把计算结果反馈到设计中,有效的支持设计方案。该软件被业内称为移动(笔记本)声学材料实验室。

    INSUL建筑材料吸声性能预测软件,估算墙体和楼板的隔声量,评估墙体和楼板构造变化对隔声量的影响;ZORBA建筑材料吸声性能预测软件,预算声学表面吸声性能,评估构造变化对吸声性能的影响。

    ● Acoubat sound建筑隔声及视听化模拟软件、SoundPlan噪声预测评估软件

    主讲老师:王江华
    清华大学建筑物理实验室工程师

    讲师简介:主修计算机专业。2005年4月至今,服务于清华大学建筑物理实验室,专业从事建筑声学工程设计与技术咨询工作。近年来,组织并完成了北京首都机场、上海虹桥机场噪声监测工作;参与了京津高铁、武广高铁噪声的检测分析工作;完成项目有远洋地产一方项目铁路噪声控制、沈阳万科明天广场项目交通噪声控制、富丽熊猫城声学技术服务及东莞板岭地产项目交通噪声控制等工作。

    课程简介:

    ACOUBAT是法国CSTB开发的一款室内声环境设计与控制软件。它具有建模简单、材料库开放、标准可选/转换、等优点。可进行各种房间隔声模式(墙面垂直、斜向隔声计算,建筑外墙、幕墙、门窗隔声计算,楼板撞击声隔声计算等)并具备虚拟视听技术。通过该套隔声软件的使用与掌握,可以迅速的分析目标房间的各种墙体和地板的设计措施,并通过软件的分析虚拟听闻方案的设计效果,是一套行业内称誉的建筑声学精品软件!

    SoundPlan软件1986年颁布以来,迅速成为德国户外声学软件的标准,并逐渐成为世界关于噪声预测、制图及评估的领先软件。欧洲市场占有率为70% 。它可以模拟出大型区域的3D鸟瞰图,也可预测噪声地图和噪声截面图。

    这是一款强大的噪声预测评估软件,主要进行外部噪声计算、环境噪声传播、分布计算,包括:交通噪声、工业噪声现状模拟和预测、声屏障设计优化、建筑立面噪声模拟预测、隔声窗布局优化等。

    ● 声学空间的参数化设计与建模技巧

    主讲老师:李卉
    清华大学建筑学院硕士

    讲师简介:2011年7月获清华大学建筑环境与设备工程学士学位;2014年7月获清华大学建筑学硕士学位。自硕士研究生阶段起从事建筑声学材料检测、噪声控制、厅堂音质设计以及计算机模拟等声学相关研究。参与项目:昌平区人民法院大审判庭改造工程、天桥剧场声学设计工程、中国尊建筑声学顾问、深圳大剧院环境振动顾问、石景山文化中心建筑声学与环境振动顾问、包商银行建筑声学顾问等。

    课程简介:

    1、参数化设计的基本思想与常用软件介绍;

    2、使用Rhino建立简单家庭影院模型;

    3、使用Grasshopper建立动态可变的家庭影院模型;

    4、模型的导出及与声学模拟软件的结合。

    ● 建模软件SketchUp与声学模拟软件的结合

    主讲老师:王熙伟
    清华大学建筑物理实验室工程师

    讲师简介:毕业于中国石油大学,主修环境工程专业,国家注册建造师,就职于清华大学建筑学院建筑物理实验室,专业从事建筑声学工程与噪声治理工程的设计、咨询工作,以及新型声学材料研发与推广工作。

    课程简介:SketchUp又名“草图大师”, 是一款可供您用于创建、共享和展示3D模型的软件。建模不同于3dsmax,它是平面建模。它通过一个简单而详尽的颜色、线条和文本提示指导系统,让人们不必键入坐标,就能帮助其跟踪位置和完成相关建模操作。是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具,其创作过程不仅能够充分表达设计师的思想而且完全满足与客户即时交流的需要,它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思,是三维建筑设计方案创作的优秀工具。

    针对一个项目案例,演示建模的全面过程,如怎样根据建筑体型来搭建模型、模型搭建的细节处理、SketchUp模型搭建过程中的常用按钮、特殊模型的搭建等实用技巧;演示模型如何导出到AUTOCAD中,并在AUTOCAD中如何进行声学材料界面处理,以及如何为声学软件进行3DFACE界面准备等实用技巧;以CATT声学软件为例,演示如何将准备好的模型导入到CATT中,并对模型进行有针对性的模拟前处理。

    在五天的培训中,不仅有前沿而丰富的专业声学课程,我们还为您准备了必要的教学材料和软件调校工具,并有老师提供全程的实验辅导,以及丰盛的早、午餐和五晚的住宿(11-15日,清华大学甲所)。学员需要自付参加课程过程中所产生的其他费用(包括交通等)。

    仅限18个名额,大家报名从速!
    云九影音文化传播机构携手清华大学建筑声学研究所诚挚欢迎您的到来!

  • 设计聚焦 | 超高层建筑的声学设计

    设计聚焦 | 超高层建筑的声学设计

    《民用建筑设计通则》GB50352—2005规定:建筑高度超过100m时,不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。和CBD、商业区的出现、密集的交通和人群等城市特征一样,超高层建筑的拔地而起是城市化高度发展的重要节点。我国人口多,城市人居密度大,只要政府和开发商能够算好经济账,在二三线城市,建设超高层是一个必然的趋势。据不完全统计,国内250 米以上建成超高层建筑有34%在华东地区,是全国超高层建筑最密集的地区。在建的超高层建筑主要集中于华中和华南地区。

    超高层声学设计的必要性

    随着全球低碳概念的盛行,绿色环保和高效节能将是超高层建筑开发商、设计师及行业专家未来高度关注的新领域。提升节能生态技术,有利于降低建筑自身的总能耗并减少建筑运营对周边环境的影响。目前超高层建筑中,有专业绿色建筑机构认证的项目不足10%,随着各地政府的倡导和推进,预计到2020年,这一比例将超过50%。声学是绿色建筑评估中必不可少的项目。超高层建筑如在建筑初期就聘请专业的声学顾问,将在成本最小的前提下完善大楼的整体声环境,提升建筑的竞争力和品质。

    超高层建筑体量庞大,业态丰富。通常内部包含商业、高档办公、星级酒店或高档公寓。这也意味着,超高层建筑具备多种机电系统和声功能区域,不同声功能区的噪声与振动问题也不一样,怎样使有不同功能要求的用房和谐共处于一个“竖向社区”里,需要专业的声学顾问意见。例如,国内酒店的噪声问题一直是客人投诉的前三位问题,网络的一项调查数据显示,多家五星级酒店的夜间噪声值不符合规范要求。超高层建筑如果包含酒店业态,那么酒店的声学设计将变得非常重要。

    另外,超高层建筑一般有多个避难层,其中会集中布置设备机房,而且管井转换也较普通建筑复杂。这些空间均容易成为干扰其它层面的噪声或者振动源。如何减少这些空间对上下层的噪声和振动影响,需要专业的声学设计。

    超高层声学设计的重点

    超高层中的噪声与振动源主要为暖通系统的设备及管道,包括空调机组、冷却塔、热泵、水泵、冷冻机、变压器、风机、柴油发电机、排油烟机等等。超高层声学设计的工作重点一方面是设备机房的噪声与振动控制,另一方面是特殊声功能用房(包括会议室、客房、办公室、宴会厅等)的隔声、音质设计,这两者都是评价绿色建筑的加分项。

    武汉绿地中心(华中第一高楼)


    南京绿地紫峰洲际酒店大厦(450米高)

    南昌绿地紫峰大厦(299米高,华中首家国际五星奢华酒店)

    大连国贸中心(365米高)

    苏州绿地中心超高层B1地块

    成都蜀峰(468米高,功能定位为:集高端商务中心、国际会议中心、创意产业中心、品牌购物中心、风情商业中心、星级酒店集群以及高品质居住社区等“七位一体”的高端产业集群。)

  • 声学设计入门:浅谈吸声与隔声之间的区别

    声学设计入门:浅谈吸声与隔声之间的区别

    室内声学设计是一门涉及面较广的系统学科,其声学原理来源于物理声学,同时又与材料学、心理学、建筑学等相互交融,形成以人和听音环境为核心,侧重于解决厅堂音质和噪声控制的科学分支。为保证室内,特别是视听空间的音质效果,合理地进行声学设计,并依据不同的声学性能正确布置装饰材料是非常必要的。

    下面,“影音新生活”就吸声和隔声及相关材料结构方面的知识作简单介绍,希望能帮助大家更好地了解声学材料和结构。

    吸声与隔声的基本概念

    我们知道,声音在传播途径中若碰到一个界面很大的屏障时,它的能量一部分被屏障反射,另一部分被材料吸收,还有一部分会透过屏障传到另一侧去,因此也就造就了吸声与隔声两种不同的声学概念,具体如下:

    ●在声学原理上完全不同

    吸声是指利用吸声材料或吸声结构,将入射的声能吸收消耗掉,减少反射声,从而降低容积内噪声。

    隔声,则是利用隔声结构将声音隔挡,减弱噪声的传递,使噪声环境与需要安静的环境分隔开,如降噪箱、隔声间、隔声屏等就是常用的隔声装置。已达到保证室内环境的私密性,降低外界声音的影响。

    ●吸声与隔声措施的着眼点不同

    吸声所注意的是在屏障侧反射回来的声能的大小,反射声越小则衣示吸声效果越好;隔声所注意的是在屏障的另一侧透过的声能的多少,透过声能越小则隔声效果越好。

    在具体应用中,利用隔声材料或隔声构造隔绝噪声的效果比采用吸声材料的降噪效果要高得多。但是吸声材料的特有作用更多地表现在缩短、调整室内混响时间的能力上,这是任何别的材料代替不了的。

    ●吸声与隔声所用的材料不同

    吸声多用一些膨松多孔的材料,隔声则使用密实而不透气的材料。

    ▌吸声材料和隔声材料

    对于单一声学材料(不是专门设计的复合材料)来说,吸声能力与隔声效果往往是不能兼顾的。如砖墙或钢板等,虽可以作为好的隔声材料,但吸声效果极差;反过来,如果拿吸声性能好的材料(如玻璃棉)做隔声材料,即使声波透过该材料时声能被吸收99%(这是很难达到的),只有1%的声能传播到另一空间,则此材料的隔声量也只有20dB,并非好的隔声材料。因此,把吸声材料误称为“隔音材料”是不对的。

    ●吸声材料

    吸声材料是指吸声系数比较大的建筑装修材料。如果材料内部有很多互相连通的细微空隙,由空隙形成的空气通道,可模拟为由固体框架间形成许多细管或毛细管组成的管道构造。当声波传入时,因细管中靠近管壁与管中间的声波振动速度不同,由媒质间速度差引起的内摩擦,使声波振动能量转化为热能而被吸收。

    好的吸声材料多为纤维性材料,称多孔性吸声材料,如玻璃棉、岩棉、矿碴棉、棉麻和人造纤维棉、特制的金属纤维棉等等,也包括空隙连通的泡沫塑料之类。吸声性能与材料的纤维空隙结构有关,如纤维的粗细(微米至几十微米间为好)和材料密度、材料内空气容积与材料体积之比(称空隙率,玻璃棉的空隙率在90%以上)、材料内空隙的形状结构等。从使用的角度,可以不管吸声的机理,只要查阅材料吸声系数的实验结果即可。当然在选用时还要注意材料的防潮、防火以及可装饰性等其他要求。

    一般平板状吸声材料的低频吸声性能差是普遍规律。一种改进的方法是将整块的吸声材料切割成尖劈形状。当声波传播到尖劈状材料时,从尖部到基部,空气与材料的比例逐渐变化,也即声阻抗逐渐变化,声波传播就超出平板状材料有效厚度的限制,达到材料的基部,从而可改善低频吸声性能。当然这样的吸声结构一般不宜用于室内装修,主要用于声学实验室或特殊的噪声控制工程。

    ●共振吸声结构

    共振吸声结构利用不同的共振吸声机理,设计各种类型的共振吸声结构,使吸收峰值选择在所需频率位置,满足不同频率吸声量的要求,特别是解决低频吸声量不足的问题。

    主要利用一下几种专业结构衣达到吸声效果:薄层多孔性吸声材料的共振吸声,薄膜共振吸声,薄板共振吸声,穿孔板共振吸声结构。

    ●隔声材料

    不透气的固体材料,对于空气中传播的声波都有隔声效果,决定隔声效果的好坏最根本的一点是取决于材料单位面积的质量。

    隔层材料在物理上有一定弹性,当声波入射时便激发振动在隔层内传播。当声波不是垂直入射,而是与隔层呈一角度θ入射时,声波波前依次到达隔层表面,而先到隔层的声波激发隔层内弯曲振动波沿隔层横向传播,若弯曲波传播速度与空气中声波渐次到达隔层表面的行进速度一致时,声波便加强弯曲波的振动,这一现象称吻合效应。这时弯曲波振动的辐度特别大,并向另一面空气中辐射声波的能量也特别大,从而降低隔声效果。

    ●双层隔声结构

    根据质量定律,频率降低一半,传递损失要降6dB;而要提高隔声效果时,质量增加一倍,传递损失增加6dB。在这一定律支配下,若要显著地提高隔声能力,单靠增加隔层的质量,例如增加墙的厚度,显然不能行之有效,有时甚至是不可能的,如航空器上的隔声结构。这时解决的途径主要是采用双层以至多层隔声结构。

    一般双层隔声结构的两层,不用相同厚度的同一种材料,以避免这两层出现相同的吻合频率。同时,在设计和施工中要特别注意,两层之间不能有刚性连接。破坏了“固体——空气——固体”的双层结构,把两层固体隔层由刚性构件相连,使两个隔层的振动连在一起,隔声量便大为降低。尤其是双层轻结构隔声,相互之间必须相互支撑或连接时,一定要用弹性构件支撑或悬吊,同时注意需要分割的两个空间之间,不能有缝或孔相通。“漏气”就要漏声,这是隔声的实际问题。

    结语:吸声与隔声均是噪声控制中的重要技术措施,两者有着本质的区别,但实际应用中又互相联系,并发挥了综合的声场优化和噪声控制效果。

    因此,首先从概念上将吸声、隔声、吸声材料、隔声材料区别开来,并合理地选用材料,提高建筑物吸声和隔声处理的效果,能够更好地夯实影音行业、私家定制安装等领域从业人员的技术实力,从而更好地服务于消费者。

    在云九影音文化传播机构与清华大学联合举办的“建筑声学原理与设计”、“模拟软件与测量”两大培训课程中,会有详实、专业与全面的技术讲解与实践,是大家进入声学设计殿堂的必由之路。

  • 顶级声学设计的殿堂:2015清华大学建筑声学培训课程拉开帷幕

    顶级声学设计的殿堂:2015清华大学建筑声学培训课程拉开帷幕

    4月10日,由云九(Cloud9)影音文化传播机构精心策划,联合清华大学建筑声学研究所共同举办的“2015清华大学建筑声学原理与设计培训课程”在北京清华大学甲所第三会议室正式揭开帷幕。此次培训吸引了来自全国各地60余位影音集成行业内的精英人士参加,包括技术人员、企业高管以及定制安装设计师等。秉着对建筑声学的求知欲望,他们汇聚在这里,等待着清华老师们传授新的知识……

    那么,本次的培训究竟有多精彩呢?下面,就让“影音新生活”带领大家一同去了解下吧!

    燕翔教授:建筑声学是物理科学一大组成部分

    今天(4月10日)是培训的第一天,清华大学建筑学院物理实验室主任燕翔教授生动而详细地为学员们阐述了建筑声学的重要性,并对针对室内声学设计重的纲要性问题进行详细的讲解。

    清华大学建筑学院物理实验室主任燕翔教授,长期从事于建筑声学研究工作,曾先后完成国家大剧院、2008北京奥运场馆等项目

    燕翔教授强调:“室内声学设计是建筑声学中非常重要的组成部分,同时也是私人定制影院行业从业人员完成各类声学工程设计所必须掌握的知识……在定制安装领域,往往影响声音表现最大、最难以克服的问题就是室内声学设计。因此,我们在打造一间视听室之前,必须要根据实际情况选择不同的声学处理方法,有效避免产生声学缺陷。”

    燕翔教授提出:“声学处理的目的就是传递人们接受的声音,掩蔽人们不喜欢的声音,达到传递快乐的效果。”这一观点引起在座学员的认真思考

    为此,燕翔教授在课堂上,不仅为学员详细介绍了建筑声学在我国的演变历史、建国后的发展流程,还特别针对声音的产生、频谱、室内外的传播等特性,以及常用声学材料的特性进行了详细的论述。尤其是关于大小空间内的混响时间、环境噪音、驻波、反射声、颤动回声等环境声学指标性问题,燕翔教授还通过不同的应用案例为学员们一一解惑。

    学员们对于燕老师的研究成果以及案例十分感兴趣

    通过燕翔教授丰富的课程讲授,参加培训的学员们纷纷表示收获极丰、多有启发,表现出对高质量专业技术培训的高度认同。他们说到:“燕翔教授丰富的工程经验和严谨的课程讲解,为我们打开了室内声学设计的一扇大门,我们学习到了许多以前不曾了解或者未去重视的核心问题。此次培训,定将为我们以后的定制安装工程提供了理论上的依据。”

    ▌声学处理的实践与应用

    在下午的课程中,学员们重点参观了清华大学建筑物理实验室、建筑技术科学研究所、建筑环境监测中心、建筑学院培训中心等基地。参观了老师与科研人员们是如何对室内声学进行科学有效地测量和作声学处理的。

    学员们正在参观了清华大学建筑物理实验室、建筑技术科学研究所、建筑环境监测中心、建筑学院培训中心

    研究中心内的所有墙壁都安装了不同的声学材料,让人大开眼界

    指导老师还为学员们介绍了目前世界上所出现的各种各样的声学处理原件,通过不同的声学处理特性以及组成,为不同的空间、建筑进行有效的声学处理,达到出色的声学重放效果。

    学员们正在观看声学处理的理论录像,还有许多国家级声学处理案例

    研究用的声学材料除了用途不一外,在外观上也能迎合不同的装修设计要求

    除了种类繁多的声学处理附件外,研究中心内还特别设立了多个独立的声学实验房间,分别用来测试不同产品在隔声、噪声、声音吸收、声音扩散上的各种特性,并且对不同的声学材料进行详细的区分和应用,为国内的众多现代化建筑设计,提供了科学的声学处理和声学设计的有力保证。

    学员们正在参观用作噪声和隔音测试的实验室

    该实验室的顶部还加入了悬浮设计,完全实现房中房的隔声效果

    感受强吸声环境下的声学环境

    感受强扩声情况下的声学环境,这个实验室主要用作测试声学吸收材料的品质

    该实验室还用来测试扬声器在强烈扩散时的声音表现

    采用声学材料混制的水泥天花板,具有非常好的隔声效果

    学员们还在参观过程中与老师进行了热情的交流,并且以各种真实的案例、方案进行了深入交流,同时在声学材料的应用、挑选、安装上进行丰富的沟通,对于清华大学在建筑声学上的权威与深厚经验都惊叹不已。

    在实验室内我们可以找到许多不同的声学处理材料,这是三聚氰胺制作的强吸收材料

    通过完全的表面覆盖,实现房间的声音强吸收效果

    另外还有许多不同声学特性的声学材料

    采用不同材料制作的声学扩散和吸收体

    这是面向现场扩声需求的声学处理构件

    导师在为学员介绍不同声学材料的声学属性,通过特殊的仪器即可测量出来

    面对成千上万的声学材料标本,在场的学员们都兴奋不已

    暖春四月,清华校园内已是花团锦簇

    结语:正如燕翔教授所说的那样:“房间声学原理是完成各类声学工程设计所必须掌握的知识”。我们也相信通过高素质与专业的教育培训和学习,必将整体提高整个定制安装行业用户在建筑声学方面的专业水准。

    当然,在本次为期三天(4月10-12日)的“2015清华大学建筑声学原理与设计培训课程”,还有更多精彩的培训内容。尤其是倍受关注的“中国智能影音行业(北京)论坛”暨“云九大师班”重量级开放式培训课程将在明日(4月11日)下午16:00-21:00在甲所第三会议室隆重举行,这同样是一场不如错过的行业盛事,感兴趣的朋友不妨赶紧预约报名参加吧!随后,“影音新生活”将会继续为大家带来更多精彩的课程报道与介绍,敬请留意。

  • 建筑声学基础知识(四):浅谈视听空间的房间比例设计

    建筑声学基础知识(四):浅谈视听空间的房间比例设计

    一套家庭影院的组建成功与否,最直观的表现就是所得到的音效。然而声音好不好听,除了使用的音响器材本身因素以外,还存在着器材搭配、调整和空间因素的影响。在这其中,空间因素是影响最大的,也是最难以克服的。各种不同类型房间的声学特性,将会对声音的回放造成各种各样的影响,这其中的房间大小与比例则是至关重要的部分。

    下面,“影音新生活”就与大家一同来了解视听空间房间比例设计的原理,认识国际公认的效果比较理想的视听空间房间比例。

    一、视听空间房间比例设计的原理

    1、波尔围线(Bolt-Area)

    在上个世纪早期关于房间比例的研究与讨论过程中,取得最大成果的当数来自著名声学专家Bolt所带来的波尔围线(Bolt-Area),将生硬的数字比例转变为具体的图像范围。Bolt假定刚性矩形房间的固有共振频率被均匀分开,那么在声音频率响应曲线上将会更加平坦,不会出现过多的峰谷。不过就现在的声学理论来看,利用平均模式间隔作为基本理论并不够理想,但是在当时来说,不能不说是重大的突破。

    波尔围线

    波尔围线对后世房间比例的研究带来极大的帮助,图中的横轴为W(房间宽度比值),纵轴为L(房间长度比值),房间的高度比例定为1。Bolt认为封闭曲线内部的范围是较为理想的房间比例取值,而这条封闭曲线是针对中小型房间推导出来的,曲线内部左方对应的是体积相对较小的房间,右方则是对应体积较大的房间。当年Bolt也留意到在封闭曲线之外的区域同样也存在多个可以接受的房间比例,这正是由于他所依据的平均模式间隔作为基础的理论仍然存在缺陷所确定的。

    2、小房间声学系统

    谈及家庭视听空间的声学缺陷,就必然联系到小房间声学系统。由于房间容积较小,三边的长度与声波波长能产生一定的比例关系,必然会由于房间的固有共振频率模式而引起某部分频段的声音叠加或者衰减的现象,造成房间声染的问题,导致房间声音质量下降。

    家庭视听空间的声学缺陷包括了驻波、梳状滤波、共振与简并等声学缺陷。当中与房间大小与比例相关的包括驻波、共振与简并。当房间的尺寸与低频部分波长相近或与低频部分波长呈简单倍数关系时,房间就会产生驻波现象。房间共振方式有三种,包括轴向共振、切向共振以及斜向共振。

    下图为房间共振形成图:

    当用户的音响系统发出的某一声音频率与房间中的某个固有频率相同之时,整个房间便会在该频率上产生共振,使得房间中某几个固定位置上的声音出现叠加变成峰值,声音变得响亮;同时也会使得房间内的某几个固定位置上的声音出现谷值,声音变得柔弱,这就形成了驻波。

    二、视听空间房间大小与比例研究发展历程

    从上个世纪开始,声学界对视听空间房间比例的探讨就层出不穷。下面我们将从早期视听空间房间推荐比例、目前著名的视听空间房间比例范围计算方法和目前国内外组织与机构关于视听室房间大小与比例的推荐标准三个方面着手,对视听空间房间大小和比例研究发展历程来做回顾。

    1、早期著名的视听空间房间推荐比例

    对于视听空间的房间大小与比例的研究,其实从上个世纪40年代就陆续得到了不少著名声学专家的重视,并发现房间的比例与大小是两个互相影响的房间声学特性。起初大多数的研究是围绕演奏厅、录音室等环境而进行的,经过数十年的发展,随着家庭影院逐渐成熟与普及,国际上也出现了针对小空间家庭视听空间房间大小与比例的标准。现在,绝大多数优秀的家庭影院视听空间的建立都是基于这些标准之上。

    关于视听空间房间的形状,这些声学专家认为矩形的房间易于建筑以及进行声学控制,同时任何环境都要尽量避免凹表面,因为它会引起声学上的聚焦点与盲点,难以消除影响。以下为最著名的几个声学专家推荐房间比例(高:宽:长):

    A、Sabine 1:1.5:2.5

    该比例的声学模拟图:

    高:3m,宽:4.5m,长:7.5m,面积:33.75m?,容积:101.25m?

    B、Volkmann 1:1.6:2.5

    该比例的声学模拟图:

    高:3m,宽:4.8m,长:7.5m,面积:23.04m?,容积:69.12m?

    C、Knudsen 1:1.88:2.5

    高:3m,宽:5.64m,长:7.5m,面积:42.3m?,容积:126.9m?

    D、Harmonic 1:2:3

    该比例的声学模拟图:

    高:3m,宽:6m,长:9m,面积:54m?,容积:162m?

    E、Boner 1:1.26:1.59

    该比例的声学模拟图:

    高:3m,宽:3.78m,长:4.77m,面积:18m?,容积:54m?

    F、黄金比例 1:1.62:2.62

    该比例的声学模拟图:

    此外,还有早期欧洲声学专家们推荐的1:1.67:2.67。从这7个推荐的房间比例可以得知,大致将房间比例的范畴定于1:(1~2):(1.5~3)区间之内,虽然上面几个房间推荐比例多是针对容积较大的音乐厅而设定的,但也为后期的小房间比例标准的建立打下了坚实的基础。当中值得留意的是由Boner所推荐的1:1.26:1.59,这是为容积较小的广播演播室而推荐的房间比例,也最终成为家庭影院视听空间房间推荐比例国际标准的前身。

    2、视听空间房间比例范围计算方法

    在早期声学专家对房间比例方面取得的研究成果的基础上,自上世纪60年代到现在,不断出现全新的寻求最佳房间比例范围的计算方法,当中较为出名的包括以下几种:

    A、Gilford:松散共振频率统计法

    Gilford对大约20Hz的驻波带宽进行查找分组,改变房间的尺寸,不断计算,直到出现一个令人满意的平均分布。当年,Gilford是通过手工计算的方式来完成,工作量之巨大让人佩服。Gilford当时也指出了Bolt所建议的1:1.5:2.5比例存在着一定的问题,原因在于轴向模式导致房间声学特性的改变。

    B、Louden:共振频率分布标准差均匀度统计法

    1971年,著名的声学专家Louden使用共振频率分布标准差的均匀度统计方法,计算精度比早期Bolt所提出的采用平均差统计法的更加精确。Louden在1:(1.1~1.9):(1.1~2.8)的房间比例范围内,比例间隔为0.1的125个矩形房间分别计算出前36个共振频率及其标准差。为了避免房间容积方面的影响,Louden所选取的各个比例的体积均选取了201.6 立方米,然后再以标准差为判断方式列出统计所得出的125个房间的尺寸比例的优劣次序。

    于是就产生了现在国际广播电视组织与欧洲广播联盟推荐的1:1.4:1.9的房间比例,另外1:1.5:2.1、1:1.4:2.1以及1:1.6:2.1等经典房间比例都出现在Louden的研究成果之中。从Louden的研究所得出的房间比例数值与Bolt所带来的波尔围线相比较,最佳的三个数值均在围线的中部,与波尔围线相当接近,为后人选取最佳的房间比例尺寸提供了便利。

    C、Bonello:1/3倍频驻波密度统计法

    1981年,又一位声学专家Bonello对房间比例的统计方法展开全新的研究。Bonello的研究的主要根据是:当进行1/3倍频程至更高带宽时驻波密度是不会减少的,5个或更多一致的频率模式在1/3倍频程中是可以接受的。Bonello认为一个良好的视听空间共振频率在1/3倍频程内的共振频率密度是单调递增的,后一频程中的共振频率数量总是比相邻的前一频程更多。

    一种全新的统计方式出现了:只需将各种不同比例的房间低频段的共振频率计算出来,分析各1/3频程中的共振频率数量,如果属于单调递增,那么这个房间尺寸比例就较佳。

    Bonello也将自己的研究结果与Bolt的波尔围线相比较,发现封闭曲线中的某些比例不能满足要求,相反曲线外的某些比例则可以接受。此外,Bonello指出:共振频率的分布状况除了与房间长宽高的比例有关之外,还与房间的容积有关。

    对于小容积房间合适的比例,在容积较大的房间就不一定合适。反之也一样。当中,Bonello发现1:1.25:1.6这个比例,对于60m?、200m?以及400m?同样也能符合共振频率分布密度呈单调递增的要求。Bonello的这套理论在目前专业演播室与录音室的设计过程中都取得了非常理想的效果。


    3、关于视听室房间大小与比例的推荐标准

    经过前人的研究积累,目前关于视听空间形状、大小与比例方面,国内外组织与机构都订立了相关的标准与推荐值,当中包括国际电工委员会、国际广播电视组织、欧洲广播联盟、Dolby公司、THX公司、PMI公司、清华大学等等。

    在这些规定之中,尤以国际电工委员会带来的IEC29-B家庭视听空间标准为重点,是家庭影院房间设计参考的重点标准。而又Dolby公司专门为顶级电影后期审片室而制定的相关推荐标准,对于家庭影院视听空间的设计同样也有着重要的意义。因为家庭影院的前身就是电影后期审片室,电影后期审片室是家庭影院建造的标准。相对而言国际广播电视组织与欧洲广播联盟所推荐的房间大小与比例标准是针对广播录音室环境而制定的,与家居环境仍有一定差异。

    值得注意的是,大家在参考相关标准的时候,除了要留意房间的推荐比例之外,还需要留意推荐的房间容积,两者都会影响房间的声学特性。房间容积较大的推荐比例,也许并不适合作为容积较小的房间的推荐比例。

    除此之外,在各种的推荐标准中,也展开了对房间形状的讨论,如THX与PMI公司就认为,除了矩形的房间形状,其他形状的房间也可用来作为视听空间(当中不包括正方形),但是由于很难对房间的声学特性进行预测、计算与控制,并不推荐使用。

    A、IEC29-B家庭听音室设计标准

    关于视听室的建立标准,由IEC所建立的IEC29-B家庭视听室标准是最具权威性的标准。与IEC早期带来的IEC268-13视听室标准相比,IEC29-B标准更加详细与准确,适合于面积较小的房间使用,便于用户在普通家居环境之下建立家庭影院视听室。由于IEC机构是建立在欧洲地区,因而IEC29-B标准也是根据欧洲家居环境的状况对房间三边的长度、比例以及房间的面积以及混响时间等提出了相关的建议。

    在房间的形状方面,建议最佳的房间形状是矩形,稍微梯形的四边形也在接受范围,但是绝不建议采用正方形或者窄长的形状,以减低低频共振所造成的房间声染的严重问题。推荐的房间比例为1:1.6:2.4(高:宽:长),建议的房间面积应该在24m?以上。此外,IEC29-B标准还对房间内部的装饰进行了细致的规定,要求音箱前方的地面无地毯等吸音物料,音箱的背后与天花顶棚呈现反射性,音箱的前面呈现吸声性。

    B、Dolby在顶级电影后期审片室房间设计方面推荐建议

    Dolby(杜比)在电影后期审片室房间设计方面有着相当独到的一面,具体就表现在Dolby最顶级的PREMIER STUDIO顶级电影后期审片室的认证之中,当中有提及房间设计这方面的要求。Dolby认为最佳的房间面积应该在45m?以上,最佳的房间容积应该在150m?以上。由此,可以发现空间过小的房间特性较差,同时也更难进行声学处理。

    C、专业广播视听室的国际标准EBU(欧洲广播联盟)在房间比例与容积方面的推荐

    专业广播试听室的房间设计实际上也属于小空间的房间声学范畴,与家庭视听室实际上也同出一辙。EBU与OIRT对于广播视听室房间比例与尺寸都有共同的推荐标准,以1:1.4:1.9与120m?为立体声试听室的最佳比例与房间容积,这个比例广泛应用于欧洲各国的广播试听室的设计中。值得留意,这个参考标准是依据当年Louden共振频率分布标准差均匀度统计法所得的参考标准,同时也完全符合波尔围线推荐的房间比例。推荐的房间比例(高:宽:长):1:1.4:1.9,建议房间容积:120m?。

    D、国内相关的家庭视听室标准

    环顾全球IEC29-B标准已经成为家庭视听室房间设计标准的主流。不过国内同样也有关于家庭视听室房间设计的的标准,其中《扬声器听音试验国家标准》规定了视听室的最佳混响时间,《家庭影院用环绕声放大器通用规范》则规范了家庭影院视听室的基本特征,关于房间比例与容积推荐标准则在《家庭影院用环绕声放大器通用规范》之中。《家庭影院用环绕声放大器通用规范》认为视听室内声音频响曲线应尽可能平滑,无明显声染色。

    在100~5000Hz频率范围内,室内不应有任何异常共鸣和颤动回声。至于空场(无聆听者)时的本底噪声,在视听室的聆听区域测得的本底噪声级别应低于35dB(A计权、慢档)。视听室推荐容积为80 m?,高为2.8m,长为6.7m,宽为4.2m,房间的比例为1:1.5:2.39。将这个推荐房间比例放置在波尔围线中,正好在封闭曲线之内,属于Bolt推荐的房间比例之一。从我国对于房间比例与容积方面的推荐,不难发现这与国际标准非常吻合,表明了我国在房间声学设计方面已经与国际完整接轨。推荐的房间比例(高:宽:长):1:1.5:2.39,建议房间容积:80m?。

    E、清华大学在家庭视听室房间设计方面的推荐建议

    清华大学在建筑声学方面也有相当深入的研究,包括在小空间的家庭视听室设计方面。清华大学方面认为规则的房间形状容易在室内造成声学缺陷,尤其是空间的长宽高比例是整数比的情况。因此,可以在视听室设计之初,确定房间大小的同时调整房间的长宽高比例。理想的视听室房间长宽高的比例应该为1:1.4:1.26,不过这样的比例在建筑设计条件中是很难达到的,以下表格中的推荐比例可作为参考:

    采取上表中的推荐比例,可以使室内共振模式均匀分布在全频带的范围内,避免集中在某一频带附近,造成房间声染现象。清华大学在这里并没有特别强调房间的容积,实际上由于这些比例均是建立在家庭视听室的小空间,因此,都符合普通家庭环境中使用,大家在选择的过程中,可以结合房间的形状来综合考虑,不必拘泥于某种最佳比例。

    结语:“影音新生活”认为,房间比例与大小是构建理想视听空间的重要基础。通过了解目前国际上比较公认的视听空间房间比例,可以帮助我们更好地进行室内声学设计,以得到理想的听音效果。

  • 建筑声学基础知识:了解那些晦涩难懂的声学术语

    建筑声学基础知识:了解那些晦涩难懂的声学术语

    随着定制安装行业的不断扩大,良好的声学设计越来越受到建筑设计师及建筑使用者的重视。在这其中,作为建筑声学组成部分的室内声学设计尤为重要。其内容主要包括房间体型和容积的选择、最佳混响时间及其频率特性的选择和确定、吸声材料的组合布置和设计适当的反射面,以及合理地组织近次反射声等。

    对于许多初学者来说,掌握这些知识不免有点困难。下面,“影音新生活”就为大家详细地解读关于声学处理的一些专业术语,帮助大家更多地掌握室内声学设计的知识。

    Decibel分贝

    分贝是指一贝尔的十分之一,通常被用于表达音量。分贝并不能表达所有的事情,它只是两个能量水平的比率。由于我们靠耳朵感知音量,这些遵循对数曲线的比值按分贝来表达使许多事情变得简单多了。

    下面是一些值得记住的分贝数字:人耳在正常情况下能感觉出变化的最小音量单位是1分贝;扬声器功率增加一倍,其结果是会有3分贝的明显增加,音量增加一倍就是6分贝的变化;如果要把音量增加一倍的话,我们需要把放大器的功率增加到原来的四倍。

    Frequency频率

    声的源头是振动,振动就有频率(符号f),即每秒种振动的次数,单位是赫兹(Hz)人耳不是所有的频率的声音都能听的到,只有振动频率为20Hz(一说16Hz)~20000 Hz的声音,人耳才能有声觉。

    20Hz以下为次声,20000Hz以上为超声,低于20Hz和高于20000Hz的声音人耳不会有声的感觉,人耳最敏感的频率在100~3150Hz。在建筑声学中,一般把200~300Hz或以下的声音称为低频声,500~1000Hz的声称为中频声,2000~4000Hz或以上的声称为高频声。
    Absorption吸音

    在声学方面,吸音指声音没有反射,声波在遇到软材料时被吸收了。各种材料的吸收能力根据吸收系数进行分级,这是根据声音撞击到表面时被材料吸收的相对声能量来确定。


    Absorption Coefficient吸音系数

    吸音系数测量的是当声音撞击到物体表面时被材料吸收的相对声能量,它通常是一个从0到1的值,它乘以物体表面积所得的数就是被物体表面吸收的声音的百分比。这个百分比的单位就是Sabins,起源于哈佛教授,声学家Wallace Sabine的名字。

    吸收系数为1代表着声音撞击到物体表面后被完全吸收了,没有任何反射,如果吸收系数为0则代表着声音被完全反射了,没有任何吸收。当然,系数为0的现象明显是不可能的,系数为1的情况也很少出现。另外,由于不同的材料在不同的频率下有不同的吸收特征,所以吸收系数会随着频率的变化而改变。声学家们常采用吸收系数来判断室内的RT60和回响时间,事实上许多建筑材料都被测量了声学系数,以备使用参考。
    Anechoic消声

    从字面上讲,消声就是没有回声,没有音频反射。本质上讲最接近这种情况的就是空旷的户外了,但即使在户外仍还有来自地面和其他各种物体反射回来的声音。创造一个绝对没有回声的环境是不可能的事情,因为没有什么材料能够将声音完全吸收。

    相对于高频率声音,我们有可能创造一个接近无回声的环境,但是对于低频声音就很困难(吸收的程度取决于波长,比如,一个100 Hz的声波大约10英尺长,那么吸音材料的厚度必须至少有波长的一半长才能起作用,所以创造一个足够大的空间并设计足够的吸音材料来吸收低频声音显然是相当不实际的。)

    Damping辐射阻尼

    在物理学上,这是指一个电子波或一个机械波振幅的减少。在室内声学设计当中,可特指感应振动或者一些声学反映。例如,在一面墙或者一个扬声器的内部来安装一些声学吸音材料就可以有效地隔音或减少反射。


    Bass trap低频陷阱

    每一个封闭的空间随其尺寸大小的不同会有不同共鸣频率,所以尺寸大小直接影响着该空间各个不同的角落特定频率的产生或消失。低频吸音板是一个用于减少室内滞留声波影响的低频声音吸收设备,一般沿着墙安装或装在墙角。

    低频吸音板的吸音特征有效防止了低频声音在室内相互影响彼此干扰,所以在听力区会有更加准确的响应。低音吸音板有很多形状和大小,安装时也需要很多技巧,您可以根据自己的需要来安装。

    Helmholz Resonator亥姆霍兹共鸣器

    亥姆霍兹共鸣器是指包括一定量的空气和一个通往外部的开口设备,音箱的内部音量和它的端口就是一个共鸣器的例子。瓶子是另外一个例子,我们在开口处吹一下会产生一个音调,就是产生的空气的共鸣,而音调的高低是与音量的共鸣频率有关的。在一个开口的扬声器箱体中,来自驱动器的空气回波往往是被用于加强共鸣频率的前波的。

    在声学方面,我们将一定量的空气封闭起来(例如一个箱子),在它的表面穿一些孔或者缝,这样就制作了一个共鸣系统了,它可以用来吸收(或者更准确的说是去掉)不流动的波形和问题频率,而这些问题对于一个房间来讲都是非常突出的。如果房间中有一两个频率太强了,那么共鸣器将会是一个很有效的矫正方法。

    Decay衰减

    在音频方面,衰减是一种声音终止的方法。任何声学信号或者一个电子乐器的波形包络都可以说是由许多要素组成的,比如内部动态、延音、释放和衰减,这些都可以定义一个信号或波形包络的特征。所有信号或波形包络衰减的本质,都可以根据诸如时间和衰减幅度这些因素的变化而变化。

    Decay Time衰减时间

    衰减的时间是指回响的声压电平按60 dB(百万分之一)的水平从原来的长度下跌所花费的时间,有时候这也叫做混响时间。如果您悉心设置了一下衰减时间,就可以按自己的想法将混音变湿,而且声音还不会变得混浊或不清晰。

    Diffraction衍射

    声波在向前传播时遇到一个障碍物或要穿过小孔时(声波、电磁波或光波)发生改变的现象就叫做衍射。相对于障碍物来讲,波长越短越容易发生反射多而散到周围的现象。声波还能弯曲填满一个物体后部的开阔空间(这在一定程度上还能解释为什么在门开着的时候,您能够听见隔壁人说话却看不见他)。


    Diffusion扩散

    在声学方面,扩散是一个重点考虑的问题,因为它可能会因为破坏了连续性反射而导致严重的问题,另外他也会导致一个封闭的空间听起来比实际的要大。事实上,在声学处理方面,扩散是对吸收的一个很好的替代或补充,因为它不会减少声能,也就是说他能够在空间中或现场表演场地中能够有效的减少反射。

    Reverb混响

    音源停止振动后房间中的余音称为混响,有时人们错误的称其为回声。在较大的密闭空间中,如果拍手或打篮球就可以听见混响。所有的房间都可以产生混响,只是有时候我们发现不了罢了。混响是我们对房间主观评价的主要标准之一,我们的大脑会根据混响做出对周围环境的判断。

    RT60

    Reverb Time -60dB的缩写,这种表达方式常常用于表示给定的混响时间。在较大的空间内混响消散的时间往往可达到15-20秒。这意味着在实际操作中,混响需要经过该长度的时间才能消散至环境噪音中。

    增加环境噪音20dB,则混响消散的时间会相应缩减。RT60的目的就是提供一种客观的衡量混响时长的方法。该参数说明了混响消散于环境噪音为60dB时所需要的时长,或者混响减少到原来音量百万分之一所需的时长。

    Critical Distance临界距离

    当声源的音量与从其他表面反射的音量相同时,那个点就是临界距离。这些反射音量和时间的控制,在创建一个精确的倾听环境时是一个非常重要的因素。

    STL(Sound Transmission Loss声透射损失、隔声量)

    是以分贝表示的在某一特定音阶或1/3音阶某些材料或分隔材料可达到的隔音效果。例如1/2英寸隔音墙在125Hz时STL为15dB。不同的隔音材料进行比较时必要的一个因素就是传声损失,事实上现实环境中测量的传声损失值与在实验室测量的肯定有所不同。但有一个道理确是肯定的,即使一堵混凝土墙相比实验室的测试结果隔音效果会差一些,但一定远远优于简单的单层隔音墙。

    SPL(Sound Pressure Level,声压级)

    分贝是计量声音强度相对大小的单位,物理学家引入了SPL声压级来描述声音的大小:声音通过空气的振动所产生的压强叫做声压强,简称声压,把声压的有效值取对数来表示声音的强弱,这种表示声音强弱的数值就叫做声压级,声压级以符号SPL表示,单位为分贝(dB)。

    一般来说,人的耳朵所能感受到的最小声压是20μPa=0dB SPL,即为听阈;当声压达到20 Pa,即声压级为120dB SPL时,人们的耳朵会感觉到疼痛,因此,在声学或医学上把20Pa=120dB SPL定义为痛阈,长时间在此环境下工作,会对听觉系统造成伤害。

    NC Curve/Contour NC曲线/轮廓线噪音标准

    NC曲线特指在诸如礼堂等空间中的静止噪音以及环境噪音。曲线或轮廓线正是人耳感觉声音的机理,简而言之人耳对不同频率的声音敏感程度不同。当噪音音量发生变化时,敏感度也会随之发生变化。NC曲线正用于解释该机制,可以客观的表征环境噪音水平。

    由于大多数礼堂等空间的环境噪音是由通风系统所造成的,所以其噪音的频率维持在较低的水平,人耳相对不敏感。NC曲线可以有效地衡量整个频谱的环境噪音标准,其数值范围一般介于NC-15和NC-70之间。NC-15代表一个较为安静的环境,符合该标准的环境一般为30 dB SPL,噪音频率低于80Hz,NC-20就更嘈杂一些,但还是相对比较安静,而NC-25~NC30对于听觉来说就过于嘈杂了。

    NRC(Noise Reduction Coefficient,降噪系数)

    NRC是噪音缩减系数噪音缩减系数的简称,通常作为具体参数表示噪音吸收材料的吸音效率。通常它表示某一种材料对于125Hz-4kHz频段Sabine系数的均值。数值越高,吸音效果也越好。它是一种较笼统地标准,相比其他噪音缩减系数它不能表示对某一特殊频段的吸音效果。例如家中的毯子对高频段噪音吸音效果较好,低频段则差强人意。

    Standing Wave驻波

    技术上来说这是由房间的模式即房间中空气的震动模式所决定的。音波互相干扰,导致在某些区域SPL值较高,在另一些区域SPL值较低。上述区域分别成为顶点和节点。驻波容易出现在两个反射面距离为该频率波长一半的整数倍的空间内。对于一个给定的距离,将会有很多的频率可能产生驻波。驻波对房间的空间音效将产生不利的影响,但是这可以通过房屋的设计以及吸音板材的安装予以避免。

    Node节点

    当驻波发生时,房间中有一些特定的点成为节点,由于声音的波峰和波谷彻底的抵消,在该点不存在任何音波。节点大约以半波长为间距分布,在每个节点的两侧分别为振动波腹。波腹交替的分布,所以声波就类似于一条正弦波。同样节点也可用于表示电缆的交点,带状电缆往往在两点和中间点分布有节点。

    Flutter Echo颤动回声

    声音在两个平行的反射表面之间多次反射造成的回声效果,而且这两个表面之间的距离大到收听者能够直接听到回声。这种声音效果在许多情况下往往表现为一种飘动的声音,因为这些回声彼此之间间隔的时间很短。在一个小房间里,由于这些回声之间间隔如此紧凑,所以就体现为一种管状回荡的声音。

    U-Boat

    现在主要指由Auralex公司生产的用于构建录音室的隔音材料。它们采用橡胶制成,呈U形管道状,内里填充泡沫。该材料一般用于混凝土板的表面,用于减少连接部位的低频震动。这样可以大大隔绝声音的传播,按照上述方式建造的房间一般称为“浮动式”,即在房屋结构连接处音效的传播是断开的。

    Oblique Room Mode倾斜房间模式

    一般而言,房间的模式是不规则的,它会导致声波相互干扰,从而出现共鸣及抵消效果。倾斜房间模式,一般包括6个表面,四面墙以及屋顶和地板。它的音效约为轴线模式的1/4,切线模式的1/2。

    Quarter Space 1/4空间

    扬声器放在一个理想的空间中,音波可以自由的向各个方向传播。但如果将扬声器背对墙壁放置,其音波只能朝180度的范围传播,如果将扬声器放在屋角,其音波只能朝90度的范围传播。但是在上述三种情况下,音量是不同的:90范围时音量比180度高3dB,比自由传播情况下高6dB。

    结语:掌握室内声学设计并不是一朝一夕的事,不过通过对上述专业术语的解读,想必大家已经对这方面的知识有了更深入的理解了吧。在云九影音文化传播机构与清华大学联合举办的“建筑声学原理与设计”、“模拟软件与测量”两大培训课程中,会有详实、专业与全面的技术讲解与实践,是大家进入声学设计殿堂的必由之路。

    随后,“影音新生活”还将为大家带来关于电声、扬声器设计等方面的内容,敬请期待。

  • 建筑声学基础知识:了解那些晦涩难懂的声学术语

    建筑声学基础知识:了解那些晦涩难懂的声学术语

    随着定制安装行业的不断扩大,良好的声学设计越来越受到建筑设计师及建筑使用者的重视。在这其中,作为建筑声学组成部分的室内声学设计尤为重要。其内容主要包括房间体型和容积的选择、最佳混响时间及其频率特性的选择和确定、吸声材料的组合布置和设计适当的反射面,以及合理地组织近次反射声等。

    对于许多初学者来说,掌握这些知识不免有点困难。下面,“影音新生活”就为大家详细地解读关于声学处理的一些专业术语,帮助大家更多地掌握室内声学设计的知识。

    Decibel分贝

    分贝是指一贝尔的十分之一,通常被用于表达音量。分贝并不能表达所有的事情,它只是两个能量水平的比率。由于我们靠耳朵感知音量,这些遵循对数曲线的比值按分贝来表达使许多事情变得简单多了。

    下面是一些值得记住的分贝数字:人耳在正常情况下能感觉出变化的最小音量单位是1分贝;扬声器功率增加一倍,其结果是会有3分贝的明显增加,音量增加一倍就是6分贝的变化;如果要把音量增加一倍的话,我们需要把放大器的功率增加到原来的四倍。

    Frequency频率

    声的源头是振动,振动就有频率(符号f),即每秒种振动的次数,单位是赫兹(Hz)人耳不是所有的频率的声音都能听的到,只有振动频率为20Hz(一说16Hz)~20000 Hz的声音,人耳才能有声觉。

    20Hz以下为次声,20000Hz以上为超声,低于20Hz和高于20000Hz的声音人耳不会有声的感觉,人耳最敏感的频率在100~3150Hz。在建筑声学中,一般把200~300Hz或以下的声音称为低频声,500~1000Hz的声称为中频声,2000~4000Hz或以上的声称为高频声。

    Absorption吸音

    在声学方面,吸音指声音没有反射,声波在遇到软材料时被吸收了。各种材料的吸收能力根据吸收系数进行分级,这是根据声音撞击到表面时被材料吸收的相对声能量来确定。


    Absorption Coefficient吸音系数

    吸音系数测量的是当声音撞击到物体表面时被材料吸收的相对声能量,它通常是一个从0到1的值,它乘以物体表面积所得的数就是被物体表面吸收的声音的百分比。这个百分比的单位就是Sabins,起源于哈佛教授,声学家Wallace Sabine的名字。

    吸收系数为1代表着声音撞击到物体表面后被完全吸收了,没有任何反射,如果吸收系数为0则代表着声音被完全反射了,没有任何吸收。当然,系数为0的现象明显是不可能的,系数为1的情况也很少出现。另外,由于不同的材料在不同的频率下有不同的吸收特征,所以吸收系数会随着频率的变化而改变。声学家们常采用吸收系数来判断室内的RT60和回响时间,事实上许多建筑材料都被测量了声学系数,以备使用参考。

    Anechoic消声

    从字面上讲,消声就是没有回声,没有音频反射。本质上讲最接近这种情况的就是空旷的户外了,但即使在户外仍还有来自地面和其他各种物体反射回来的声音。创造一个绝对没有回声的环境是不可能的事情,因为没有什么材料能够将声音完全吸收。

    相对于高频率声音,我们有可能创造一个接近无回声的环境,但是对于低频声音就很困难(吸收的程度取决于波长,比如,一个100 Hz的声波大约10英尺长,那么吸音材料的厚度必须至少有波长的一半长才能起作用,所以创造一个足够大的空间并设计足够的吸音材料来吸收低频声音显然是相当不实际的。)

    Damping辐射阻尼

    在物理学上,这是指一个电子波或一个机械波振幅的减少。在室内声学设计当中,可特指感应振动或者一些声学反映。例如,在一面墙或者一个扬声器的内部来安装一些声学吸音材料就可以有效地隔音或减少反射。


    Bass trap低频陷阱

    每一个封闭的空间随其尺寸大小的不同会有不同共鸣频率,所以尺寸大小直接影响着该空间各个不同的角落特定频率的产生或消失。低频吸音板是一个用于减少室内滞留声波影响的低频声音吸收设备,一般沿着墙安装或装在墙角。

    低频吸音板的吸音特征有效防止了低频声音在室内相互影响彼此干扰,所以在听力区会有更加准确的响应。低音吸音板有很多形状和大小,安装时也需要很多技巧,您可以根据自己的需要来安装。

    Helmholz Resonator亥姆霍兹共鸣器

    亥姆霍兹共鸣器是指包括一定量的空气和一个通往外部的开口设备,音箱的内部音量和它的端口就是一个共鸣器的例子。瓶子是另外一个例子,我们在开口处吹一下会产生一个音调,就是产生的空气的共鸣,而音调的高低是与音量的共鸣频率有关的。在一个开口的扬声器箱体中,来自驱动器的空气回波往往是被用于加强共鸣频率的前波的。

    在声学方面,我们将一定量的空气封闭起来(例如一个箱子),在它的表面穿一些孔或者缝,这样就制作了一个共鸣系统了,它可以用来吸收(或者更准确的说是去掉)不流动的波形和问题频率,而这些问题对于一个房间来讲都是非常突出的。如果房间中有一两个频率太强了,那么共鸣器将会是一个很有效的矫正方法。

    Decay衰减

    在音频方面,衰减是一种声音终止的方法。任何声学信号或者一个电子乐器的波形包络都可以说是由许多要素组成的,比如内部动态、延音、释放和衰减,这些都可以定义一个信号或波形包络的特征。所有信号或波形包络衰减的本质,都可以根据诸如时间和衰减幅度这些因素的变化而变化。

    Decay Time衰减时间

    衰减的时间是指回响的声压电平按60 dB(百万分之一)的水平从原来的长度下跌所花费的时间,有时候这也叫做混响时间。如果您悉心设置了一下衰减时间,就可以按自己的想法将混音变湿,而且声音还不会变得混浊或不清晰。

    Diffraction衍射

    声波在向前传播时遇到一个障碍物或要穿过小孔时(声波、电磁波或光波)发生改变的现象就叫做衍射。相对于障碍物来讲,波长越短越容易发生反射多而散到周围的现象。声波还能弯曲填满一个物体后部的开阔空间(这在一定程度上还能解释为什么在门开着的时候,您能够听见隔壁人说话却看不见他)。


    Diffusion扩散

    在声学方面,扩散是一个重点考虑的问题,因为它可能会因为破坏了连续性反射而导致严重的问题,另外他也会导致一个封闭的空间听起来比实际的要大。事实上,在声学处理方面,扩散是对吸收的一个很好的替代或补充,因为它不会减少声能,也就是说他能够在空间中或现场表演场地中能够有效的减少反射。

    Reverb混响

    音源停止振动后房间中的余音称为混响,有时人们错误的称其为回声。在较大的密闭空间中,如果拍手或打篮球就可以听见混响。所有的房间都可以产生混响,只是有时候我们发现不了罢了。混响是我们对房间主观评价的主要标准之一,我们的大脑会根据混响做出对周围环境的判断。

    RT60

    Reverb Time -60dB的缩写,这种表达方式常常用于表示给定的混响时间。在较大的空间内混响消散的时间往往可达到15-20秒。这意味着在实际操作中,混响需要经过该长度的时间才能消散至环境噪音中。

    增加环境噪音20dB,则混响消散的时间会相应缩减。RT60的目的就是提供一种客观的衡量混响时长的方法。该参数说明了混响消散于环境噪音为60dB时所需要的时长,或者混响减少到原来音量百万分之一所需的时长。

    Critical Distance临界距离

    当声源的音量与从其他表面反射的音量相同时,那个点就是临界距离。这些反射音量和时间的控制,在创建一个精确的倾听环境时是一个非常重要的因素。

    STL(Sound Transmission Loss声透射损失、隔声量)

    是以分贝表示的在某一特定音阶或1/3音阶某些材料或分隔材料可达到的隔音效果。例如1/2英寸隔音墙在125Hz时STL为15dB。不同的隔音材料进行比较时必要的一个因素就是传声损失,事实上现实环境中测量的传声损失值与在实验室测量的肯定有所不同。但有一个道理确是肯定的,即使一堵混凝土墙相比实验室的测试结果隔音效果会差一些,但一定远远优于简单的单层隔音墙。

    SPL(Sound Pressure Level,声压级)

    分贝是计量声音强度相对大小的单位,物理学家引入了SPL声压级来描述声音的大小:声音通过空气的振动所产生的压强叫做声压强,简称声压,把声压的有效值取对数来表示声音的强弱,这种表示声音强弱的数值就叫做声压级,声压级以符号SPL表示,单位为分贝(dB)。

    一般来说,人的耳朵所能感受到的最小声压是20μPa=0dB SPL,即为听阈;当声压达到20 Pa,即声压级为120dB SPL时,人们的耳朵会感觉到疼痛,因此,在声学或医学上把20Pa=120dB SPL定义为痛阈,长时间在此环境下工作,会对听觉系统造成伤害。

    NC Curve/Contour NC曲线/轮廓线噪音标准

    NC曲线特指在诸如礼堂等空间中的静止噪音以及环境噪音。曲线或轮廓线正是人耳感觉声音的机理,简而言之人耳对不同频率的声音敏感程度不同。当噪音音量发生变化时,敏感度也会随之发生变化。NC曲线正用于解释该机制,可以客观的表征环境噪音水平。

    由于大多数礼堂等空间的环境噪音是由通风系统所造成的,所以其噪音的频率维持在较低的水平,人耳相对不敏感。NC曲线可以有效地衡量整个频谱的环境噪音标准,其数值范围一般介于NC-15和NC-70之间。NC-15代表一个较为安静的环境,符合该标准的环境一般为30 dB SPL,噪音频率低于80Hz,NC-20就更嘈杂一些,但还是相对比较安静,而NC-25~NC30对于听觉来说就过于嘈杂了。

    NRC(Noise Reduction Coefficient,降噪系数)

    NRC是噪音缩减系数噪音缩减系数的简称,通常作为具体参数表示噪音吸收材料的吸音效率。通常它表示某一种材料对于125Hz-4kHz频段Sabine系数的均值。数值越高,吸音效果也越好。它是一种较笼统地标准,相比其他噪音缩减系数它不能表示对某一特殊频段的吸音效果。例如家中的毯子对高频段噪音吸音效果较好,低频段则差强人意。

    Standing Wave驻波

    技术上来说这是由房间的模式即房间中空气的震动模式所决定的。音波互相干扰,导致在某些区域SPL值较高,在另一些区域SPL值较低。上述区域分别成为顶点和节点。驻波容易出现在两个反射面距离为该频率波长一半的整数倍的空间内。对于一个给定的距离,将会有很多的频率可能产生驻波。驻波对房间的空间音效将产生不利的影响,但是这可以通过房屋的设计以及吸音板材的安装予以避免。

    Node节点

    当驻波发生时,房间中有一些特定的点成为节点,由于声音的波峰和波谷彻底的抵消,在该点不存在任何音波。节点大约以半波长为间距分布,在每个节点的两侧分别为振动波腹。波腹交替的分布,所以声波就类似于一条正弦波。同样节点也可用于表示电缆的交点,带状电缆往往在两点和中间点分布有节点。

    Flutter Echo颤动回声

    声音在两个平行的反射表面之间多次反射造成的回声效果,而且这两个表面之间的距离大到收听者能够直接听到回声。这种声音效果在许多情况下往往表现为一种飘动的声音,因为这些回声彼此之间间隔的时间很短。在一个小房间里,由于这些回声之间间隔如此紧凑,所以就体现为一种管状回荡的声音。

    U-Boat

    现在主要指由Auralex公司生产的用于构建录音室的隔音材料。它们采用橡胶制成,呈U形管道状,内里填充泡沫。该材料一般用于混凝土板的表面,用于减少连接部位的低频震动。这样可以大大隔绝声音的传播,按照上述方式建造的房间一般称为“浮动式”,即在房屋结构连接处音效的传播是断开的。

    Oblique Room Mode倾斜房间模式

    一般而言,房间的模式是不规则的,它会导致声波相互干扰,从而出现共鸣及抵消效果。倾斜房间模式,一般包括6个表面,四面墙以及屋顶和地板。它的音效约为轴线模式的1/4,切线模式的1/2。

    Quarter Space 1/4空间

    扬声器放在一个理想的空间中,音波可以自由的向各个方向传播。但如果将扬声器背对墙壁放置,其音波只能朝180度的范围传播,如果将扬声器放在屋角,其音波只能朝90度的范围传播。但是在上述三种情况下,音量是不同的:90范围时音量比180度高3dB,比自由传播情况下高6dB。

    结语:掌握室内声学设计并不是一朝一夕的事,不过通过对上述专业术语的解读,想必大家已经对这方面的知识有了更深入的理解了吧。在云九影音文化传播机构与清华大学联合举办的“建筑声学原理与设计”、“模拟软件与测量”两大培训课程中,会有详实、专业与全面的技术讲解与实践,是大家进入声学设计殿堂的必由之路。

    随后,“影音新生活”还将为大家带来关于电声、扬声器设计等方面的内容,敬请期待。

  • 文物建筑声学改造—清华大礼堂声学问题解决方案

    文物建筑声学改造—清华大礼堂声学问题解决方案

    1 清华大礼堂历史背景

    清华大礼堂由美国建筑师亨利·墨菲设计,始建筑于1917 年 9 月,1920 年 3 月落成,与图书馆、科学馆、体育馆一起构成清华早期的“四大建筑”。大礼堂融合希腊式与罗马式建筑风格,如图1所示。平面呈正十字形,南端为门厅,北端为舞台,如图2所示,建筑面积 1 840 m2,体积12 350 m3,坐席1 400个,是当时中国大学中最大的礼堂兼讲堂,由于没有进行建筑声学设计,演说时听闻不清晰的声学问题从建成伊始就存在了。


    图1 清华大礼堂建筑外景


    图2 清华大礼堂平面

    2 清华大礼堂声学问题的求解历史

    清华大学在百年校庆之前,曾前后数次试图解决大礼堂的声学问题,或未能切中问题本质,或因经济技术条件限制未能实施,大礼堂的声学问题一直未能彻底解决。但因此开启了近代建筑声学在中国奠基的历程,清华大礼堂听音问题的校正成为开创中国近代建筑声学研究的源头,在这一过程中,也可以看到由一个现实问题引申为科学研究进而确定一门学科的理工融通的清华大学学术品格。

    2.1 地板抬高方案

    1924年,清华学校委派自然科学部教师海宴士等三人研讨解决大礼堂声学问题。作为一名清华学校高等科的数学教师,海宴士通过一般性观察和经验性分析,认为礼堂内部四壁直角太尖,致使声音不易传达,由此初步提出应对方案: 或“将橡皮地板提高,钝其角度”;或“用布幕挂礼堂天花板作圆形,则角度可以加多”。海宴士等人得出的仅是极粗略的方案,并没能切中建筑声学问题的实质。

    2.2 首次运用建筑声学理论提出解决方法

    1926年,叶企孙教授领导创建之初的物理学系同仁以及实验辅助人员组成研究小组,对国外建筑声学的最新进展进行全面学习,掌握了通常情况下赛宾公式的意义,初步认识到大空间结构、发声特点、声场分布、温度等因素对混响时间的影响。同时,叶企孙小组创造性地研究了赛宾公式未考虑在内的室内温度变化对混响时间的影响,并完成了着中国衣服者吸声能力的测定,为当时中国建筑声学提供了重要的基础参数。

    叶企孙小组运用新的建筑声学理论,分析出导致大礼堂听音困难的原因: 拱顶造型的空间体型缺陷、石灰砖材质的内墙吸声材料过少直接造成混响时间过长。提出清华大礼堂最适宜的混响时间为1.75 s,并计算得出还需补充吸声量 470 m2,圆拱顶、四弧面、四墙壁为铺设吸声材料的主要位置的结论。应该说,叶企孙小组已从理论上准确地找出了清华大礼堂存在声学问题的原因,并提出了解决建筑声学问题的方法。虽然叶企孙小组提出的解决方法未能实施,但他们的理论研究,使建筑声学研究和实践由清华大学进入了更广泛的科学共同体视野,为中国近代建筑声学的起步奠定了基础。

    2.3 清华大学建校 90 周年的声学改造

    2001年清华大学 90 周年校庆前,清华大学组织相关专家对大礼堂进行过简单的声学改造,当时学校确定的原则是不动大礼堂的建筑与装饰,因此仅在墙面开窗位置更换了原来的窗帘,新加的窗帘比原来窗帘厚度大,质量重,吸声系数更高。同时增补了原扩声系统的扬声器数量,使观众席扩声声场更为均匀。

    这次改造,在一定程度上改善了大礼堂室内声学效果,但并没有从根本上解决建筑声学混响时间过长的问题。

    3 清华大学建校一百周年时的建声改造

    3.1 项目立项

    2009 年,在清华大学建筑学院院长朱文一老师推动下,清华大礼堂修缮工程经清华大学批准正式立项,将大礼堂定位为“学生活动的观演空间为主的多功能礼堂”,在保留原大礼堂建筑风貌的基础上,将大礼堂建筑进行全面修缮,完善功能、加固结构、改善建筑声学效果和增加舞台工艺功能。清华大学由朱文一老师带领清华大学各专业专家组成设计团队,其中由石慧斌老师负责大礼堂的建筑声学设计,建筑声学设计在项目过程中得到了朱文一老师充分的重视和全力支持。

    3.2 声学改造需要解决的问题

    清华大学对清华大礼堂修缮后的功能定位为学生活动的场所,要求能满足中小型文艺表演、大中型会议,并兼顾电影播放。根据大礼堂的使用功能定位,声学改造需要解决以下问题:

    (1) 克服体形缺陷。

    体形缺陷包括穹顶和圆柱弧顶产生的声聚焦、方形平面和平行墙面带来的颤动回声等。

    清华大礼堂室内由一个直径为23 m 的大穹顶和四个直径19 m的圆柱弧顶组成,大穹顶居中,四个圆柱顶环绕四周,见图3。由于大穹顶和四个圆柱顶的构造为苇箔抹灰膏( 灰膏由石灰、水泥和麻刀组成),厅内存在声聚焦,声聚焦的主要区域为大穹顶正下方9~14 m,圆柱顶正下方8~11 m。尤其在圆柱顶下,声聚焦区域与楼座观众席重合,在楼座观众席声聚焦区讲话,能听到圆柱顶形成的聚焦声。


    图3 穹顶和圆柱弧顶

    (2) 缩短过长的混响时间。

    在清华大礼堂修缮工程之前,2009 年 8 月 27 日对混响时间进行了测试,结果如表1 所示。

    清华大礼堂的体积约为13000 多立方米,作为礼堂,3.8 s 左右的混响时间偏长。

    (3) 控制新增设备噪声。

    此次修缮增加了空调系统,极大地改善了大礼堂的物理环境,但同时也可能带来新的噪声源,在设计与实施过程中应注意控制空调系统噪声。

    3.3 声学改造中的困难分析

    (1) 修缮应符合国家级文物修旧如旧的原则。

    以清华大礼堂为中心的清华大学早期建筑,1990年被北京市政府公布为北京市文物保护单位,2001年被国务院公布为重点文物保护单位。作为文物保护单位,在修缮过程中明确了修旧如旧的基本原则,这给建筑声学设计的吸声材料选择带来限制。

    (2) 因年代久远而老化造成墙面与顶棚承载力减弱。

    四个圆柱顶的苇箔抹灰膏吊顶由木方直接承重,木方再固定在混凝土梁上,见图 4,中间大穹顶的苇箔抹灰吊顶也由木方直接承重,木方再由8 根钢筋固定在混凝土穹顶上,见图 5。由于年代久远,木方与钢筋的承载力已不能承受过重荷载。


    图4 圆拱上方木方龙骨


    图5 穹顶由8 根钢筋吊挂

    3.4 笔者的声学解决方案

    在清华大礼堂声学改造的设计中,笔者在前辈对大礼堂的研究成果基础上,并结合清华大学多年的建筑声学实践积累,在满足修旧如旧原则的基础上,创造性地提出了大礼堂声学问题的解决方案。

    (1) 解决声聚焦与颤动回声问题的措施如下:

    ① 在四个圆柱弧顶上设置强吸声材料,为保持原貌要求进行吸声材料无缝处理,见图6。


    图6 圆拱顶玻璃纤维无缝处理节点图

    ② 中间的大穹顶由于结构强度条件限制,虽不能进行吸声处理,要求扩声系统扬声器直达声尽量避开该区域,使声聚焦不被激发; 另一方面,采用软质座椅,强加地面的吸声量。

    ③ 在东、南、西三面砖墙开窗位置,设置大面积、强吸声的特殊构造的电动窗帘,见图7。


    图7 吸声窗帘

    ( 2) 增加吸声面积以解决混响时间长的问题。

    ① 在四个圆柱弧顶上设置强吸声材料玻璃纤维,面积300 m2,见图8。


    图8 圆拱玻璃纤维板

    ② 楼座下天花设置强吸声材料玻璃纤维,面积204m2,见图9。


    图9 楼座下玻璃纤维板

    ③ 在东、南、西三面砖墙开窗位置,设置大面积、强吸声的特殊构造的电动窗帘,面积220m2,见图7。

    ④ 在舞台背墙上设置木质条缝吸声板,面积为120m2。

    ⑤ 地面 1 000 多个软包座椅为厅堂提供了大量的吸声量。

    (3) 解决背景噪声控制问题。

    ① 采用座椅下送风;

    ② 采用低噪声的空调设备;

    ③ 静压箱用吸声喷涂做消声处理。

    3.5 建筑声学装饰构造做法

    ( 1) 四个圆柱顶用玻璃纤维吸声板做无缝处理,并喷象牙白涂料,见图 6、图 8,玻璃纤维吸声板无缝处理做法如下:

    ① 固定龙骨

    a. 直径 8 mm U 形钢筋抱住 240 mm × 40 mm 原有木龙骨,并穿透50mm 厚苇箔抹灰膏;

    b. 50 mm × 3 mm 扁钢 3 条沿圆弧贴苇箔抹灰膏外侧均匀布置,与直径8 mm U 形钢筋焊接;

    c. 40 mm × 60 mm 轻钢龙骨,垂直圆弧方向,间距300 mm,贴50 mm ×3 mm 扁钢布置,并与扁钢固定结实。

    ② 玻璃纤维板

    a. 1 700 mm × 600 mm,25 mm 厚玻璃纤维板,木螺丝带垫片穿透纤维板与轻钢龙骨固定结实,并使玻璃纤维平面板弯曲成弧形;

    b. 玻璃纤维板接缝处、木螺丝穿孔处用腻子刮平处理;

    c. 腻子完成后,在玻璃纤维板表面贴一层完整面贴,实现无缝处理;

    d. 面贴本色为白色,最后需对面贴喷涂一层象牙白涂料。

    四个圆柱顶玻璃纤维吸声板的面积为300 m2。

    (2) 楼座下原天花混凝土梁板外露,并刷深绿色油漆,采用玻璃纤维吸声板做悬浮式吊顶,并喷深绿色涂料。

    玻璃纤维吸声板悬浮式吊顶做法如下:

    ① 玻璃纤维板布置

    a. 根据原楼座下天花梁板分隔,将东西两侧天花分为6 个区域,每个区域大概为3 m ×4.5 m,将南侧天花分为5 个区域,每个区域大概为3.5 m ×4.5 m。

    b. 各区域内设置 5 块玻璃纤维平板,板与周围混凝土梁之间留150 mm 左右的缝,板与板之间留30 mm左右的缝,使得5 块玻璃纤维板悬挂在混凝土梁板下。

    c. 楼座楼板由两块平板与一块斜板组成Z字形,5 块玻璃纤维板顺应楼板形状吊挂,并尽量贴近楼板,使玻璃纤维板设于梁间。

    ② 玻璃纤维板吊挂做法

    a. 吊筋固定在混凝土梁板下,并轻钢龙骨固定于吊筋下端。

    b. 有筒灯的区域,先安装上 9mm 厚石膏板;

    c. 将 2 500 mm × 850 mm × 50 mm 玻璃纤维板用木螺丝带垫片穿透固定于石膏板上;

    d. 将螺丝孔处用腻子刮平处理;

    e. 腻子完成后,在玻璃纤维板表面贴一层面贴;

    f. 将面贴喷涂一层深绿色涂料。

    楼座下玻璃纤维板的面积为204 m2。

    (3) 礼堂窗户吊挂宽频吸声帘,即起到吸声作用,又实现遮光作用见图 9,宽频吸声窗帘为电动升降窗帘,上下升降以实现窗帘的开合。

    ① 窗帘构造

    a. 由内外两层高面密度吸声帘组成,两层吸声帘均横向打褶,形成倒V字形,并且两层吸声帘每褶均缝合在一起,吸声帘的最下端与最上端内包木板,这样内外两层吸声窗帘就形成菱形空腔。

    b. 在缝合线处,自下而上穿过三根钢丝绳,钢丝绳最终与电机滚轴相连,用以实现窗帘升降。

    c. 窗帘顶端由两根 50 mm× 50 mm 木方吊挂,电机也安装在木方下。

    ② 幔帘构造

    幔帘用于隐藏上升开启状态下的窗帘。

    a. 用吸声帘吊挂于电动帘上方,形成幔帘;

    b. 楼座上方窗帘幔帘吊挂于圆柱形拱副拱上,下方窗帘幔帘吊挂于灰砖上。

    电动升降吸声窗帘面积为220 m2。

    ( 4) 在舞台背墙上设置了120m2的木质条缝吸声板,穿孔率6%,后填50 mm 厚离心玻璃棉。

    ( 5) 更换座椅,修缮后将大礼堂的座椅由原来木座椅更换为软包座椅,1 000 多个软座椅也为大厅提供了大量的吸声面积。

    3.6 舞台工艺改造情况

    此次改造过程中将原来缺失的舞台工艺尽可能地完善,并且要让舞台机械做得看起来是临时的可以挪动的,这也是文物建筑对新增设施的另一要求。将原来过小的舞台向观众席扩大3 m,观众席数适当减少。在舞台上用钢结构架起一个8 m多高的钢平台,作为舞台机械与舞台灯光的葡萄架,在钢平台上设置了5根光吊杆和3根景杆。灯光系统设置了面光1道、顶光5道、耳光1道、台口柱光和2台追光。扩声系统设置了左中右三声道主扩声系统和电影扩声系统。同时还在舞台中部设置了一块约 10 m×6 m的LED屏。以上舞台工艺已能满足学校学生活动场所的基本使用要求。

    4 修缮完成情况

    4.1 混响时间

    在清华大礼堂修缮工程竣工之后,2011年4月7日对混响时间进行了测试,现对修缮之前与修缮之后的结果对比如表2所示。

    表2 修缮前后混响时间对比


    清华大礼堂作为礼堂,1.3 s 左右的混响时间可以很好地满足使用要求。

    4.2 声聚焦

    在四个圆柱形拱顶上采用强吸声构造,基本消除了四个拱顶的声聚焦。声聚焦情况对比如图10所示。


    图10 声聚焦情况对比

    4.3 颤动回声

    在东西侧墙面开窗位置,吊挂强吸声帘幕,基本消除了东西墙面的颤动回声。颤动回声情况对比如图11所示。


    图11 颤动回声情况对比

    4.4 修缮完成后的使用情况

    2011 年 4 月清华大礼堂修缮后可容纳观众1 011 人,其中池座面积 583 m2,可容纳观众642人,楼座面积317 m2,可容纳观众346 人,舞台面积162 m2。

    修缮完成后,大礼堂语言清晰度、声场均匀度均有提高,基本消除声聚焦、颤动回声等声缺陷。竣工至今一年多的时间里,大礼堂举办过音乐会、会议、话剧、电影、舞蹈、婚礼等各种活动,其中包括2011 年 9 月温家宝总理的演讲。大礼堂建筑声学改造满足了“学生活动的观演空间为主的多功能礼堂”的要求,声学效果得到了清华大学的肯定。

    5 总结

    清华大礼堂承载了中国建筑声学九十多年的发展历史,清华大礼堂的声学改造也可以称为是对中国建筑声学史的回顾和总结。这次百年校庆对大礼堂的成功修缮,重新赋予了清华大礼堂新的生命,解决了大礼堂由来已久的声学问题,探索了文物建筑声学改造的过程与方法,同时也是对清华大学建筑声学前辈“知行合一”、“自主创新”学术精神的传承与发扬。

    作者简介:

    石慧斌,教授,主要研究方向为建筑声学与舞台工艺;
    金迪锋,硕士,主要研究方向为建筑声学;
    陈勇,硕士,主要研究方向为室内设计;
    王亚戈,硕士,主要研究方向为舞台工艺;
    秦毅,硕士,主要研究方向为建筑声学。

    注:文章来自网络,声讯网编辑整理。

  • 培训 | 2015清华大学建筑声学原理与设计培训课程招生正式开始!

    培训 | 2015清华大学建筑声学原理与设计培训课程招生正式开始!

    邀请函:

    “自强不息,厚德载物”作为清华大学校训,一直激荡着中华民族奋进图强。1911年成立的清华大学,为国家培育了大量的优秀知识分子与国家栋梁。为提高住宅电子集成、影音定制安装、家居整体设计等行业的专业水准,培育室内声学专家,云九(Cloud9)影音文化传播机构与清华大学即将于4月10日-12日联合举办2015“建筑声学原理与设计”的专业声学培训课程。

    清华大学建筑学院建立于1956年,建立之初由苏联专家协助建设。建筑声学研究所长年从事建筑声学方面的科学研究、实验检测及工程设计工作,技术力量雄厚,拥有由教授、讲师、工程师组成的专业声学队伍,还有博士、硕士的后备梯队。下属建筑物理实验室,具有混响实验室、墙体隔声实验室、楼板隔声实验室、驻波管吸声实验室、音质模型实验室、减振台实验室、噪声设备检测室等建筑声学专业实验室。

    本次培训活动由云九(Cloud9)影音文化传播机构整体策划与组织,为大受欢迎的清华大学建筑声学培训课程的延续与深化,由清华大学建筑学院著名教授及学者讲学,内容包含了房间声学原理、小房间声学装修设计、房间测试及模拟、声学装饰材料特性、小空间声学案例分析等,培训重点针对小空间声学设计,同时还有消声室、混响室、隔声实验室等的参观,课程完毕经考试合格后将颁发具有重要价值的培训课程证书。

    2014清华大学建筑声学原理与设计培训师生合影

    为进一步提高培训质量,保证学员学到更多相关知识,在深化课程内容的同时,我们还特别邀请了中国著名电影、音乐、影音等领域的权威专家,开设“云九(Cloud9)大师班”课程,让大家更深入地了解电影与音乐及应用型影音技术,以助工作能力的提高。同期还将举办盛大的中国智能影音集成行业(北京)论坛及聚会,以促进行业交流与进步!

    2014清华大学建筑声学原理与设计培训现场

    我们诚挚欢迎所有智能影音集成、私人影院定制安装、家居整体设计人员积极参与。凭借清华大学建筑学院强大的建筑声学技术实力,此次培训将带领影音行业及家居定制安装领域的精英们在建筑声学,特别是小房间室内声学设计方面的专业性和理论及实践水平实现大的提高,也有利于整个行业专业水平的提升。

    清华大学建筑声学研究所
    云九(Cloud9)影音文化传播机构
    2015年01月07日

    培训地点
    北京清华大学建筑学院

    培训时间
    2015年4月10-12日

    培训费用
    建筑声学原理与设计培训(三天):5800元/人

    报名方式

    报名邮箱:
    cloud919@foxmail.com

    联系电话:
    刘小姐 18680471193
    王先生 13926059151
    汪先生 13660252880

    课程大纲

    1. 房间声学原理
    2. 实验室参观
    3. 小房间声学装修设计
    4. 房间测试及模拟
    5. 声学装饰材料特性
    6. 小空间声学案例分析
    7. 声学论坛与技术交流
    8. 电影与音乐艺术欣赏

    课程内容:

    房间声学原理

    燕 翔
    清华大学建筑环境检测中心负责人、声学实验室主任

    讲师简介:毕业于清华大学,建筑声学博士。长期从事于厅堂音质、噪声控制、声学实验检测、计算机模拟等科研工作。近年主要完成的项目有:国家大剧院、2008北京奥运场馆等。

    声音的物理本质是在空气中传播的机械波,借助空气分子的振动进行传播。由于人耳可听的频率范围较大,包括20Hz~20000Hz范围内的所有频段;人耳能够接受的声音能量的范围也比较大,最大声压和最小声压相差100万倍;声音作为机械波,能够引起室内房间共振等现象。所有这些声音特性造成了室内声学设计特殊性和复杂性。在房间声学原理课程内主要讲述如何在房间对该范围的声音进行有效控制的理论基础,包括房间声场的传播规律、声音的计量、室内空间共振等内容。

    课程提纲:

    1、声音的基本性质

    2、声音的计量

    3、人耳听觉特性

    4、频谱与A声级

    5、声音在室外空旷地带的传播规律

    6、室内声场

    7、混响时间

    8、室内声压级

    9、房间共振

    10、厅堂音质

    11、小空间音质

    材料和构造的声学特性

    薛小艳
    清华大学建筑环境检测中心检测部负责人

    讲师简介:毕业于北京建筑工程学院,长期从事声学实验检测工作,并从事噪声控制、实体缩尺模型测试等科研工作。

    建筑声环境的形成及其特点,一方面取决于声源的情况,另一方面取决于建筑环境的情况。而建筑环境,一方面是指建筑空间,另一方面是指形成建筑空间的物质实体—按照各种构造和结构方式“结合”起来的材料以及在建筑空间中的人和物。所以,在建筑环境中,无论是创造良好的音质还是控制噪声,都需要了解和把握材料和结构的声学特性,正确合理地、有效灵活地加以使用和处理。对于建筑师来说,把材料和结构的声学特性和其他建筑特性如力学性能、耐火性、吸湿性、外观等结合起来综合考虑,是尤为重要的。

    课程提纲:

    1、材料及其构造的声学特性之吸声性能

    2、材料及其构造的声学特性之空气声隔声性能

    3、材料及其构造的声学特性之撞击声隔声性能

    A、轻质撞击声隔声性能

    B、重质撞击声隔声性能

    4、材料及其构造的声学特性之散射性能

    计算机模拟建筑声学设计

    王 鹏
    清华大学建筑物理实验室工程师

    讲师简介:毕业于清华大学电机工程系。毕业至今从事建筑声学工作,现工作于清华大学建筑物理实验室,主要研究方向为建筑声学设计和建筑声学模拟。

    作为建筑设计的一个重要组成部分,建筑声学设计越来越成为人们在评价建筑质量的重要因素。与国内比较而言,国外对于使用计算机进行建筑声学的研究,已经有许多年了,并且推出了许许多多的应用软件,进行计算机辅助建筑声学设计,如丹麦的ODEON,意大利的RAMSETE,比利时的Raynoise,已及德国的EASE等等。这些计算机软件都已经进入市场,一些建筑声学工程顾问公司使用这些软件,进行建筑声学顾问工作,使用软件模拟来预测建筑的声学质量,以及对建筑声学改造方案进行可行性预测。

    计算机软件模拟方法的优势在于,建立几何模型之后,能够非常方便的短时间内对设计方案进行调整,提供给工程师或建筑师声学方案设计的合理性的参考信息。在建筑项目设计的各个阶段计算机模拟能发挥其便捷性和指导性的预测意见。

    课程题纲:

    1、计算机模拟在厅堂音质中的应用

    2、计算机模拟在体育建筑设计中的应用

    3、计算机模拟在建筑规划和交通噪声中的应用

    4、计算机模拟在工业降噪领域的应用

    5、计算机模拟与实际测量之间的误差分析

    小空间声学装修设计

    朱相栋
    清华大学建筑声学硕士

    讲师简介:毕业于石家庄铁道学院建筑系,主修建筑设计专业。清华大学建筑声学硕士。于清华大学建筑学院建筑物理实验室所,专业从事建筑声学工程设计与技术咨询工作。

    小空间,顾名思义是指室内空间相对尺寸较小的房间,其房间尺寸一般在3~5m,尺寸略大的能达到10m左右。其声学设计主要包括混响时间控制和室内声场控制。由于小空间内房间尺寸较小,与声波波长能发生一定的比例关系,因此小房间固有的共振模式会引起某部分频段声音能量衰减不同于正常的衰减过程,或者共振频率集中于某一频段,造成声染色现象,使得声音的某些频率成分被大大的加强,从而导致原有音色的失真或产生染色效应。

    混响时间是室内音质重要的衡量指标,不同的房间其要求的混响时间要求亦不同。因此应该选择不同吸声特性的材料进行合理搭配,控制室内混响时间曲线的平直性(响应)。在小空间内如混响时间过长,容易造成室内声音尾音过长,含混不清,影响听音效果。

    本课程主要侧重于小空间内存在的房间共振、驻波振颤回声等声学问题产生的原因进行分析及相关处理方式进行介绍。

    课程提纲:

    1、小空间室内声学指标

    2、小空间声学设计难点

    3、小空间室内声学处理方式

    3.1室内体型比例选择

    3.2室内扩散处理

    3.3室内吸声处理

    4、与周围环境的隔声处理

    5、实际工程案例分析

    小型室内空间的声学与美学

    黄展春
    北京清华大学建筑学院博士

    讲师简介:清华大学建筑学院博士、台湾科技大学建筑硕士。现职于黄展春剧场建筑设计顾问(北京)有限公司,长期从事建筑声学设计和室内装饰设计工作。

    小型室内空间是指相对于剧院、音乐厅等大表演空间的,空间尺度相对较为亲切的小型坏境。本课程主要针对声音重放的空间,即采用电声系统而不是以自然声为主的空间,包括视听室、混录棚、审片室、电影院等空间进行探讨,以工程实例为主、辅以建筑声学设计理论,同时也就前述空间之装饰美学进行论述,兼顾科学与艺术的平衡。

    课程提纲:

    1、小型室内空间的室内声学指标及声学设计理论介绍

    2、杜比认证中的声学要求

    3、THX认证中的声学要求

    4、工程实例探讨—北京七星级电影会所,怀柔私人会所视听室,天津中新生态区动漫城之混录棚、审片室空间

    5、小型室内空间之装饰设计风格趋势介绍

    荷塘月色

    在三天的课程中,我们为您准备了丰富的午餐及三晚(4月9-11日)的住宿。学员需要自付在参加课程时所产生的其他交通费用,包括了飞机票、车辆租金以及停车费等。同时,清华大学将会为大家提供所需的教学材料和调校工具。

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    值得关注的是,著名专业视听集成展infocomm2015将于4月8-10日在北京举行,参加本次培训的同学也可顺便观摩此次大型集成盛会。

  • 建筑声学发展史简论:科学还是艺术?

    建筑声学发展史简论:科学还是艺术?

    由于建筑声学是一个非常专业的领域,以至有专家称:建一个音效完美的歌剧院靠的是运气。最典型的例子就是大名鼎鼎的悉尼歌剧院,作为一个标志性建筑物,如同许多经典名作一样,悉尼歌剧院那无懈可击的外形世界闻名,只要提到它的名字,人们就会联想到那屹立于悉尼湾贝尼朗岬角上如同白色风帆的独特外形。

    同时,它的空间使用的不合理以及声学方面的缺陷也如同对它的赞美般自建成之日起便与其伴随至今,多数表演者认为歌剧院的音效不佳。有专家做过这样的比较:悉尼歌剧院是一流的建筑,但不是一流的剧院,法国巴士底大剧院是一流的剧院,但不是一流的建筑。

    我们应用建筑声学理论能否主动地创造出传世杰作,还是只能无奈地等待历史的自然选择给出未来的结果?

    科学还是艺术?

    建筑声学首先是一门严谨的科学。建筑声学用科学的语言描述和解释客观现象。建筑声学的基础理论来源于物理声学,同时又与材料学、心理学、建筑学等相交融,形成具有独特研究领域的、人和环境为核心的、侧重于解决厅堂音质和噪声控制的科学分支。虽然,建筑声学尚有众多不能完备解决的问题,但是她已具有完整的知识体系,是严谨的科学。

    建筑声学还是一门技术。我们可以利用已经掌握的科学原理,去改造人们的生存环境,去满足人们声环境方面的不断发展的需求,并研究解决声学问题的实用方法和理论工具。技术对建筑声学来讲,是它的竞争力的所在。因为失去了这样的一些技术,失去了这样的一些应用,建筑声学无法在市场经济条件下生存。这些实用的技术包括:厅堂音质设计,建筑隔声材料及构造,建筑吸声材料及构造,消声减振,环境噪声评价与控制,建筑声学测量等。

    建筑声学更是一门艺术。建筑声学的魅力,一方面在于解决建筑实际问题,另一方面,也是更重要的方面,她还是艺术。她不全是冷冰冰的公式和计算,还与人的悟性和感觉息息相关。她所解决的绝对不是单纯的物理问题,更多的是在处理人与人、人与群体之间那种因人而异、因时而异的相互作用的问题。什么是优美的音质?情人眼里出西施,西施的美貌当然不可或缺,然而,情人的评价更具有价值和意义。西施和情人关系问题,就是艺术了。技术,一定会被淘汰、一定会推陈出新,但是,艺术,却是人们永恒的追求,历久不竭。

    谁注定的机缘?

    美的事物,是永远需要机缘的。这是因为,影响那种美妙的感觉体验的因素太多了。就建筑声学而言,技术的、文化的、政治的、经济的、历史的多种因素,就像众多的蝴蝶翅膀一样,谁也无法精确控制到底那一只蝴蝶的“蝴蝶效应”会引起大众如飓风般的对“美”的普遍认同。

    建筑声学理论可以使设计师们掌握创造“美”的大方向,但是,只有认真地对待每个设计案例,细心地体会和找寻那些影响成功和失败的、众多的、点点滴滴的细节,不断地总结经验和教训,“美”的出现就距离不远了。

    在工程实践中所积累的大量细节因素,还需要理论的翻别、分析和沉淀,进而补充理论、完善理论。在理论指导实践中取得了验证,普遍意义上的“成功”就更进一步了。

    万物皆有个“理”字,物有其理,即物理,人亦有其理,即人理,声学设计的最终评判者是人,而不是机械的数字,因此,对人理的研究与对物理的研究同等重要。

    有一个吃馒头的故事说,一个和尚,每次吃到第六个馒头的时候就吃饱了,他每吃一个就希望能够直接找到“第六个馒头”,但总是一次次地失望,直至第六个他才吃饱。同样道理,在一次次建筑声学实践中,成功的机缘应该是越来越近的,但是我们每次都吃到馒头了么?案例经验与理论指导相结合、工程实践与理论研究相结合、物理学与人理学相结合的“三结合”,就是建筑声学的馒头,它是建筑声学研究者水平不断提高,最终与成功结缘的必经之路。

    未来属于谁?

    人无完人,未来之路在于自我完善。要做到不断自我完善,必须不断学习日积月累。“寸有所长,尺有所短”,扬长避短的关键在于“专心致志”地进行钻研学术。建筑声学是一门博大精深的学问,是科学与艺术的辩证统一,是技术与文化的相互交融,任何背景的人都有机会参与其中,感受其浩瀚深邃的魅力。

    当今的建筑声学行业是一块金灿灿的处女地,她并不排斥任何真心追求她的勇敢者。但是,建筑声学的未来只属于那些懂理论、有实践、重人理的“专业内行”,而无情地抛弃不懂装懂、远离实践、好高骛远的“不学无术者”。

    注:本文作者燕翔老师为清华大学建筑环境检测中心负责人、声学实验室主任,其毕业于清华大学,建筑声学博士。长期从事于厅堂音质、噪声控制、声学实验检测、计算机模拟等科研工作。近年主要设计的项目有国家大剧院、2008北京奥运场馆(国家游泳中心、老山自行车馆、国家体育馆等)、洛阳体育中心、大庆文化中心、福建剧院、北京南火车站、西气东输金坛储气库噪声控制等。主持翻译了《建筑声学设计指南》,编制修订了《厅堂混响时间测量规范》、《厅堂音质比例模型测量规范》等国家标准,为中国著名建筑声学专家。

    预告:由云九影音文化传播机构联合清华大学举办的“2015清华大学建筑声学原理与设计”培训课程即将于2015年4月举行,这是目前中国影音行业最高级别的室内声学培训,也是最适合高级音响、高端家庭影院、私人影院定制安装市场需求的顶级技术培训燕翔老师将亲自为学员授课。详细报名方式可留意“影音新生活”随后的通知。

    本次培训活动由云九(Cloud9)影音文化传播机构整体策划与组织,为大受欢迎的清华大学建筑声学原理与设计培训课程的延续与深化,由清华大学建筑学院著名教授及学者讲学,内容包含了房间声学原理、小房间声学装修设计、房间测试及模拟、声学装饰材料特性、小空间声学案例分析等,培训重点针对小空间声学设计,同时还有消声室、混响室、隔声实验室等的参观,课程完毕经考试合格后将颁发具有重要价值的培训课程证书。

  • 建筑声学发展史简论:中国剧场的“工业化”时期(3)

    中国剧场的“工业化”生产期

    ●?1990年代至今

    90年代后,改革开放带来了经济迅速腾飞,使我国一部分地区率先进入了小康生活。在一些中心大城市以及一些沿海地区城市,地方政府通过税收、土地交易等途径,积累了雄厚的资金,客观上为剧场建设准备了物质条件。各地兴建“大剧院”的风潮逐渐开始。另外,作为改革开放的一种标志,更多的国外设计者被引入了中国。政治、文化中心北京,经济中心上海,最先实施了大剧院,对于全国的剧场建设产生了巨大影响。随后,一些省会城市也开始纷纷仿效。在我国经济最为发达的浙江地区和广东地区,更是兴建了大量的大剧院,成为大剧院最为密集的两个地区。

    上海大剧院

    上海大剧院的建成具有标志性意义,它是新中国第一座采取国际招标方式设计的剧场,也是90年代设施最完备、功能最豪华的剧场。1994年4月,法国夏邦杰建筑师事务所在13家设计单位中脱颖而出,其“反弧型大帽子”方案一举中标。该工程于1997年竣工,历时3年。上海大剧院包括:1800座的大剧场,650座的小剧场,200座的戏剧排演场,乐队和合唱排练厅,芭蕾舞排演场,以及其它的配套设施,建筑面积达63000平方米。

    上海大剧场以演出歌剧为主,兼顾芭蕾舞表演,为了能够演奏交响乐,舞台上设置了活动音乐罩。由于国外设计师的强调,建筑声学受到政府承建部门的高度重视。上海华东建筑设计院为主承担了声学设计,并委托清华大学进行了1/10比例模型音质测定。大剧院观众厅声学设计严格参照了当时所知的所有声学知识。

    上海大剧院内景

    跌落式顶棚具有最佳声反射角度的曲线,台口两侧八字墙的张开角度经过严格声线分析计算,侧包厢栏板的倾斜角度经过精心设计增加侧向反射声的亲切感,挑台栏板按照声学要求进行了扩散设计防止回声和不良声反馈,侧墙采用鱼麟式装饰有利于声扩散,座椅在清华大学建筑物理实验室进行了严格的吸声量测定,大厅的混响时间也经过了最严格的计算达到“最佳混响曲线”的要求。上海大剧院的音质效果是比较成功的,多年来所积累的声学原理的合理运用,以及正确的施工组织控制,为其室内音质提供了保障。

    国家大剧院

    国家大剧院的设计和兴建,是我国现代剧场史上最为重要的事件。无论剧场的规模、模式,还是设计方案引发的广泛的争论,以及对于全国各地剧场兴建的影响,都是史无前例的。1989年底国家大剧院的建设又正式提上日程,设计方案采用国际招标的方式征集。在反复多次、错综复杂、饱受争议的过程中,1999年7月由中央政治局最终拍板确定选用法国巴黎机场安德鲁的“水煮蛋”方案。2001年12月正式开工,2007年12月正式竣工演出。若从1959年从孕育算起,经历了48年,即便按1989年作为起点,也经历了20年。

    国家大剧院音乐厅

    国家大剧院位于北京人民大会堂西侧,总建筑面积15万平方米。主体建筑由外部围护钢结构壳体和内部2416个坐席的歌剧院、2017个坐席的音乐厅、1040个坐席的戏剧院、公共大厅及配套用房组成。外部围护钢结构壳体呈半椭球形,东西方向长轴212米,南北方向短轴143米,高46米,最深部分-32.5米。椭球形屋面主体为钛金属板饰面,中部为渐开式玻璃幕墙。外环绕人工湖,通道和入口都设在水面下。国家大剧院作为中国最高表演艺术中心,举世瞩目。

    她是我国科技实力和综合国力的充分体现,也是我国文化艺术事业受到高度重视和飞速发展的标志。其中,建筑声学效果是关系到国家大剧院成败的关键之一。国家大剧院的建筑声学主设计为法国CSTB研究所,清华大学建筑学院作为国内声学配合单位,协助CSTB完成深化设计、理论计算、实验研究等工作。国家大剧院建筑声学设计中应用了一些创新技术,包括“蛋壳”底层喷涂纤维素防止雨噪声、戏剧场的MLS声扩散墙面、音乐厅GRC声扩散装饰板、歌剧院金属透声装饰网、歌剧院木装饰板顶棚的混凝土覆层、舒适的观众厅声学软座椅、座椅下送风静音均流风口、录音室”房中房弹簧减振隔声结构、Z型轻钢减振龙骨轻质隔声墙、音乐厅的单侧透明隔声玻璃等。

    在法国设计师浪漫主义的大胆创新下,加之清华大学全国最优秀建筑声学实验室的技术配合下,以及国家大剧院业主委员会的高度重视和全力支持下,在艺术和科学两方面意义上,国家大剧院的建筑声学效果需要取得成功。2007年12月8日进行了首场试演音乐会,同时进行了满场声学测试和主观评价,之前法国声学设计师专门给清华大学建筑声学设计组发来邮件,重点强调“国家大剧院的建筑声学效果:1)其指标首先要达到世界公认的优秀数值范围;2)更重要的是,主观评价的正面反映和媒体对声学效果的正面支持才是国家大剧院音质效果获得真正成功的根本保障”。可以看出,法国声学设计师富有经验地认识到,科学技术所获得的最终效果,不但需要数据说话,还依赖于人的评价和公众认同。

    浙江省人民大会堂

    上海大剧院和国家大剧院拉开了中国90年以来的大剧院建设高潮,各地由于“两会”的需要,或“这个节那个节”的需要,或“城市标志建筑”的需要,近20年来,已建成的大剧院(音乐厅)不下100个,2008年正在兴建的也不少于40个。大剧院热潮不但席卷长三角、珠三角等经济发达地区,也不乏贵州、新疆、宁夏、陕西、四川、江西、甘肃、青海等经济欠发达地区。值得称道的是,这些剧院的建设过程中,建筑声学的重要性已经成为剧院业主的共识,虽然重视程度不一而同、剧院建设过程中声学设计介入时机有早有晚、建筑声学效果有优劣,但是,建筑声学作为一门严谨的科学基本上已经被建筑设计师和业主所认可。浙江省人民大会堂,设计定位以会议为主,兼顾文艺演出。台口宽度很大,达到20米,目的是允许更多的主席台就坐的领导。50年代以来,人民大会堂的巨大台口对于这类会堂建筑的影响是很大的。

    杭州大剧院

    杭州大剧院是浙江省投资最大、规模最大、剧场舞台设备最力齐全、最为豪华的剧场。杭州大剧院从设计到主要的舞台设备,都是选择外国顶级的,目的据说是为了建成全国最具现代化的标志性文化设施。杭州大剧院主要包含三个剧场:1607座歌剧院,600座音乐厅,400座多功能剧场,以及一个700座室外下沉露天剧场。

    宁波大剧院

    宁波大剧院是浙江地区第二个投资较大的剧场,位于宁波市区江北湾头,而不是安排在政府办公大楼附近的中心广场,这是宁波大剧院比较特别的地方。共包括两个剧场1489座大剧院和800座多功能厅。大剧场的观众厅呈马蹄形,由于观众厅的最宽处达到近30米,为了获得座席中间良好的侧反射声,池座采取了分区处理。

    绍兴大剧院

    绍兴大剧院的规模相对小一些,主要包括一个1349座大剧场和一个108座多功能厅(兼大排演厅)。设计者的设计构思来自于绍兴当地具有民俗特征的乌蓬船。观众厅呈马蹄形,台口宽16.6米,在目前各地大剧院均以国家大剧院的台口宽度18米作为标准的风气下,绍兴大剧院的台口宽度显得比较朴素。不过这样的宽度对于演出已经足够、合适。

    嘉兴大剧院是按照文化中心模式兴建的。整个建筑包括两个主要部分:一是剧场为主的主体部分,二是以群众文化活动为主的嘉兴群艺馆部分。剧院部分含有三种类型的演出场馆:1406座大剧场,500座多功能剧场,4个100座电影放映厅。大剧场观众厅呈钟形,有一层眺台楼座。

    桐乡大剧院除了主剧场外,还有4个电影小厅,以及展览大厅、群众文体活动场所。桐乡大剧院比嘉兴大剧院的规模稍小:观众席数1193座,台口宽16米,高9.5米,主台宽31.2米,深24米,后台深度14米。

    上海东方艺术中心

    上海东方艺术中心采用金属夹层玻璃幕墙,从高处俯嫩,五个半球体犹如五片综放的花辦,组成了一朵硕大美丽的“蝴蝶兰”。上海东方艺术中心由1953座的东方音乐厅、1020座东方歌剧厅和333座的东方演奏厅组成,可以满足交响乐、芭蕾、音乐剧、歌剧、戏剧等不同演出需要。作为一个出色的构思,东方音乐厅对声学及舞台设备进行了精心的设计。

    广东东莞玉兰大剧院,主体建筑由半个自东往西高度渐次下降的倒圆锥体和一个顶部以反方向回旋上升的圆推体组合而成,寓意芭蕾舞女演员的优雅舞姿或乐队指挥的指挥动作。东莞大剧院包括一个1600座大剧场和一个400座实验剧场。大剧场定位为多功剧场,以演出大型歌剧、芭蕾舞剧、交响音乐会及大型综合文艺为主,兼做戏剧、戏曲等演出。实验剧场主要满足各类小型音乐会、戏剧、舞蹈演出,同时可供时装表演、会议、展览等多功能使用。东莞大剧院的大剧场观众厅采取了非对称的手法,并非出于建筑声学上或观众视线上的技术原因,而是出于设计者的审美偏好。

    广东东莞玉兰大剧院

    顺德演艺中心是第七届亚洲艺术节的开幕场地。整个建筑包括1500座大剧场、500座音乐厅和一座附楼。顺德演艺中心的形式成不规则形体,由若干体块构成,主体建筑大剧场核心部分设计以倾斜的实体为主,模仿船形。大剧场的定位为多功能用途,考虑歌舞和音乐为主,兼顾戏剧和会议。

    目前所知,2008在建剧院还有:中央电视台大剧院、天津市中华剧院、福建大剧院、海拉尔大剧院、额尔多斯大剧院、克拉玛依大剧院、成都歌剧院、重庆国泰大剧院、重庆江南大剧院、山西大剧院、江西大剧院、江西萍乡艺术中心、江西籍州大剧院、武汉琴台大剧院、青藏高原艺术中心、上海世博演艺中心、广州歌剧院、国家话剧院、福建厦门艺术中心、安徽合肥大剧院、西安大唐城、河北廊坑大剧院、河北那都文化艺术中心、江苏无锡太湖艺术中心、江苏张家港大剧院、潍坊大剧院、济宁大剧院、山东烟台文化中心、山东东营文化中心、山东淄博大剧院、山东菏泽大剧院、青岛大剧院、安徽芜湖大剧院、海南海口湾大剧院、吉林长春大剧院、辽宁沈阳文化艺术中心、北京二七剧场(改建)、首都剧场、内蒙古呼伦贝尔艺术中心、福建莆田莆仙大剧院、福建南平大剧院、浙江舟山临城文化艺术中心、浙江宁波北仑大剧院、浙江衢州文化艺术中心、浙江义乌大剧院、浙江金华大剧院、浙江椒江剧院、浙江萧山大剧院、江苏扬州文化艺术中心、江苏徐州音乐厅、江苏徐州大剧院、江苏南京音乐厅、江苏大剧院(南京大剧院)、江苏常州大剧院、苏州演艺中心剧场、宁波鄞州文化中心、湖州大剧院、宁夏大剧院、广东梅州客家艺术中心(广东汉剧院)、广东粤剧艺术中心、广东惠州文化艺术中心、厦门五缘学村音乐厅、清华大学百年大讲堂。

    青岛大剧院内景

    在与剧场设计相关的技术中,建筑声学是我国发展较好,也最具成就的一支。由于有像马大猷那样在世界声学界具有学术声望的人物,使我国在50年代就取得了很大的建筑声学成就,并建立了研究机构,培养了大批声学研究人才。声学的进展对干我国的剧场设计具有根本性的推动作用,极大改变了我国剧场观众厅的形态,使之走向科学化与艺术化的结合。但是,如此大量的剧院,众多优秀的国内声学专家们,能建造出像巴黎歌剧院、维也纳金色音乐厅、美国达拉斯音乐厅、日本新国立剧场这样有口皆碑的建筑精品来吗?无论怎样,大量剧场已经建成,还有更多的剧场正在快马加鞭地赶上来。最令人向往的音质效果何在?人们拭目以待。

    (待续)

    注:本文作者燕翔老师为清华大学建筑环境检测中心负责人、声学实验室主任,其毕业于清华大学,建筑声学博士。长期从事于厅堂音质、噪声控制、声学实验检测、计算机模拟等科研工作。近年主要设计的项目有国家大剧院、2008北京奥运场馆(国家游泳中心、老山自行车馆、国家体育馆等)、洛阳体育中心、大庆文化中心、福建剧院、北京南火车站、西气东输金坛储气库噪声控制等。主持翻译了《建筑声学设计指南》,编制修订了《厅堂混响时间测量规范》、《厅堂音质比例模型测量规范》等国家标准,为中国著名建筑声学专家。

    预告:由云九影音文化传播机构联合清华大学举办的“2015清华大学建筑声学原理与设计”培训课程即将于2015年4月10-12日举行,这是目前中国影音行业最高级别的室内声学课程,也是最适合高级音响、高端家庭影院定制安装市场需求的顶级技术培训燕翔老师将亲自为学员授课。

    本次培训活动由云九(Cloud9)影音文化传播机构整体策划与组织,为大受欢迎的清华大学建筑声学原理与设计培训课程的延续与深化,由清华大学建筑学院著名教授及学者讲学,内容包含了房间声学原理、小房间声学装修设计、房间测试及模拟、声学装饰材料特性、小空间声学案例分析等,培训重点针对小空间声学设计,同时还有消声室、混响室、隔声实验室等的参观,课程完毕经考试合格后将颁发具有重要价值的培训课程证书。

  • 建筑声学发展史简论:中国剧场的“工业化”时期(2)

    建筑声学发展史简论:中国剧场的“工业化”时期(2)

    ●?1960年前后

    真正掀开中国建筑声学历史新篇章的是1959年建成的人民大会堂,它标志着中国的建筑声学进入了崭新的科学时代。

    1954年毛泽东在天安门上观礼时问建工部部长刘秀峰:“完全用自己的力量,能不能建起坐一万人的礼堂来?”毛主席的话令人沉味:一)“万人”二字显示出东方巨人之气概;二)“礼堂”二字又明确地说明了毛泽东脑海中沿袭的仍然是延安礼堂。延安时期礼堂和50年代剧场的不良音质效果,使周恩来等工程负责人深刻地认识到“上万人听”是必须用科学态度解决的问题,如果不能保证所有人听清毛主席的讲话,技术问题也许就上升为政治问题了。

    人民大会堂

    周恩来亲自点名声学专家马大猷负责,带领全国可动员的全部声学力量进行攻关。马大猷先生开创性地采用穿孔吸声板降低大会堂内的混响时间,首先保证了语言清晰度,并采用局部区域补声扬声器和座椅局部扬声器与主扬声器结合的方式,保证了每个座位具有足够的声能。

    1959年9月12日,首场揭幕,梅兰芳等知名艺术家慰问演出,听众是修建人民大会堂的建筑工人。人民大会堂观众席9770座,舞台300座,合计10070座,完全不愧“万人大会堂”的称号,是当时世界上人数最多的室内会堂,也是至今为止世界上人数最多的室内会堂。从声学角度来讲,混响时间的良好控制和电声系统的成功运用,作为会议使用功能所要求的清晰度完全没有问题,“上万人听”的政治问题保证了,但是,作为演出的效果就勉为其强了,在人民大会堂这一政治活动场所至高无上光环的照耀下,观众和演员已经不在乎它的视、听、演的条件了,能进入人民大会堂,无论演员和观众,更重要的是一种无形的身份和价值的体现。

    人民大会堂内景

    人民大会堂的声学尝试和实践成功,为后来两个国号工程“国家大剧院”和“解放军大剧院”的设计提供了技术基础。清华大学建工系的师生们以全身心的革命热情,完成了设计方案,包括施工图设计,然而这两个剧院因当时的国力所限,均没有实施,清华大学的设计也就成了历史。不过,国家大剧院和解放军大剧院的设计过程,进一步推动了我国建筑声学的发展。

    为此,在清华大学建立了建筑物理实验室,并有马大猷先生的研究生留校任教,专门从事建筑声学研究。1960年3月,清华大学建筑系建筑物理教研组编写了一本非正式出版的小册子《建筑声学工作手册》,为建筑声学在我国的科学普及起到了重要的积极作用,总页数不到60页,包含了当时的主要成就。内容有:声学术语,声强计算,混响计算,声学测定,噪声控制等。

    另外还有一本《剧场中的声学问题》,收集了许多国外建筑声学实例。这些书籍是教师和学生在首都剧场、天桥剧场、人民大会堂现场测量和调研了大量资料基础上编写而成的,是我国第一批比较系统全面的建筑声学专业书籍,到“文革”后很长一段时间,国内尚没有其他成套的资料超越这一时期的成就。中国建筑声学学科在这一时期确立了。

    人民大会堂

    在进行国家大剧院设计之时,还有一件在全国声学界影响较大的事件,即在天桥剧场进行大规模的建筑声学测试。1953年天桥剧场建成,周恩来发现天桥剧场的二层听音比一层要好,尤其是一层的第8排左右的声音不好,就此提出问题。清华大学建筑系通过文化部,在天桥剧场做了一次实测和主观评价,希望搞清楚天桥剧场各个位置的音质状况。因此,专门举办了一次音质测定晚会演出,邀请了歌唱演员、相声演员参加演出。建筑界、声学界、音乐界、教育界共1500人参加了测试。还制作了调查表。这次的声学测试成果发表在1959年的第四期《建筑学报》上,论文题目:“北京天桥剧场音质测定及初步分析”。论文分析了天桥剧场音质缺陷的成因,并提出了改进建议。

    此后一件有意义的事情是中央音乐学院音乐厅(礼堂)的声学设计,时间是1959年,为国家大剧院做了准备。礼堂约能容纳1000人,建成后,对音质反映很好,成为一时的典范。直到90年代,又拆除重建,音质不如以前。还有1960年竣工的二七剧场,为铁道部文工团的专用剧场,音质效果评价也很不错。

    中央音乐学院音乐厅

    需要指出的是,音质评价带有很强的主观特色。因为评价活动中的政治色彩,以及人们对建筑声学设计的朴素的良好预期,有使主观评价正面偏向化的倾向。例如,1951年10月与人民大会堂同时竣工的北京五道口工人俱乐部,当时的音质评价也是不错的。俱乐部室内采用水泥大拉毛的做法用于吸声,后来证明这种做法实际并无声学效果。

    这一时期剧场最显著的特点是商业性完全消失,取而代之的是全部由政府支持的国营剧场。反映在像建筑声学这样的技术层面上,由为票房价值服务,转变为更重视主管领导的意见,“纯声学技术”研究更加深入,而与剧场经营相关联的技术研究,以更加贴近大众居住的实用声学研究受到了较大抑制。其后期的结果是,学科虽然确立,但需求量不能贴近民众,从业人员屈指可数,改革开放以后,很多技术条件很好的剧场,生存却举步维艰。

    ●?“文革”时期

    “大跃进”和三年自然灾害时期,造成国力空虚,剧院建设量严重下滑。1964年5月,国务院颁布了《关于严格禁止楼堂馆所建设的规定》,使得“文革”期间国内的新剧院建设进入了低谷期。新建剧院为数不多,几乎全部归因于外交政治需要,共分两大类,一类是为满足国外交流或国外演出团体访问需要而建的,一类是为树立国际形象而建的援外剧场。

    “文化革命”对孔子的儒家思想进行了大批判,但是,有些优良的传统也同时给否定了,反映在剧场设计上,谦逊为学的精神少了,模仿抄袭的实用主义多了。然而,思想深处的儒家君臣意识并无任何改变,唯领导是瞻的品行依然根深蒂固,一方面大喊“打倒‘反贪官不反皇帝’的宋江思想”,另一方面,骨子里又“只听上级领导的”,这种矛盾的性格就是在这一时期发展起来的,并影响至今。

    广州友谊剧院

    广州友谊剧院建于1965年8月,主要目的是力了配合每年一度的“广交会”。广州剧院明显地沿袭了50年代剧场声学设计的手法,音质效果没有进步。其主设计师、广州建筑设计院的余峻南在一篇文章中谈到“1964年底我接受友谊剧院的设计任务,把兄弟院设计的图纸原封不动地搬去施工”。可见,余峻南在设计广东友谊剧院时模仿,甚至可以说抄袭了国内的其它剧场的设计图纸。1964年之前国内新建的剧场数目不多,可以猜想,抄袭的应该是北京的首都剧场、二七剧场、天桥剧场等。多快好省的初衷是正确的,但人穷志短,随意剽窃他人劳动成果的风气,与当今普遍存在的盗版实为一脉相承。

    1970年代,西哈努克在南宁定居,为召开三国四方会议,于1972年,兴建了南宁剧院。南宁剧院的一大特点是,贵宾室十分豪华铺张,共建有两个,一个可容纳50人,比首都剧场的还要大,还要气派,造价达到全部投资的10%,这明显是上级领导为显示社会主义“面子”的政治需要。南宁剧院的主设计师是毕业于清华大学建筑系的蒋大星和高雷等人,观众厅的体型等声学处理基本仿效了首都剧场和天桥剧场,甚至顶棚的船型声反射造型直接照搬了当时尚未竣工的杭州剧院。

    南宁剧院1972

    这里最值得一提的是杭州剧院。1972年,为了迎接美国总统尼克松访华,周恩来特批了杭州剧院项目。1973年开工,一度停工3年,1978年10月建成。观众厅设计反映了对建筑声学设计的重视,这是1958年以来建筑声学研究的成果的集合。杭州剧院的声学设计交由中国建筑科学研究院完成。在舞台台口两侧和上方的形体设计上,充分考虑了其对于声音的反射作用。面光和耳光设计,也都综合考虑了舞台灯光和声学效果。这些注重建筑功能的思想,反映在剧场建筑的形式上,表现了出现代主义特征,没有太多虚假的装饰。

    杭州剧院

    当时,国内虽然经济困难,但对外显得慷慨大方。有点“为所识穷乏者得我而为之”的意思。1964年至“文革”结束,援外剧场约有10多项,基本为全部赠送。重要的有:几内亚人民宫,索马里国家剧场,斯里兰卡纪念班达拉奈克国家大厦,毛里塔尼亚努瓦克肖特青年之家,扎伊尔人民宫等。这些剧场都可见首都剧场和天桥剧场的影子,建筑声学上鲜有突出者。

    几内亚人民宫

    ●?改革开放时期

    从1976年开始,我国的剧场发展逐渐复苏。“文革”期间压抑已久的文艺活动重新焕发活力,人们对于文化生活的渴望,使得戏剧演出再度繁荣,拥有很大的观众数量。此时出现的剧场建设高峰可视为对于“文革”期间禁止建剧场的一种反弹和补偿。这一时期,很多设计院都有建设剧场的任务。因剧场设计的复杂性,模仿文革期间兴建的剧场的风气,在全国各地非常盛行。

    广州友谊剧院、南宁剧院、杭州剧院,都成为了学习、模仿的对象。随着改革开放的深入,开始有向国外学习剧场设计经验的趋向,不断有我国的访问团体到一些西方国家的重要剧场参观访问,带回了新的信息。但是剧场建设中,长官意志,忽视软件,无视剧场运营对于剧场设计的决定性影响,是普遍现象。

    贵阳川剧院形式几乎完全与南宁剧院一样,其他很多同时期剧院也大同小异,这是建设方领导、设计院领导、设计师大量涌到广西参观南宁剧院的结果。对于南宁剧院船形体吊顶的模仿,也很快在国内的剧院建设中成力—种时髦。模仿,在—些地方剧演变成为形式的游戏,甚至忘掉了,或根本不知道其声学作用的初衷。效仿者很多,如:贵阳的朝阳影剧院,锦州的铁北影剧院,北京的顺义县影剧院。一些模仿者任意改变船型体的尺寸大小和材料。南宁剧院的材料做法是预制钢筋混凝土,容重大,刚性大,对于声音反射有帮助。但是有的模仿者为了减轻吊顶的载荷,将材料替换为轻质的石膏或胶合板,丧失了声音扩散的作用,成为形式上的摆设。

    深圳大剧院

    从80年中期开始,外国设计公司开始介入我国的剧场设计。始建于1984年,落成于1989年的深圳大剧院,就引入了英国的舞台设计公司参与剧院设计。深训大剧院在我国的剧场发展史上有特别之处,她是第一个具有表演艺术中心(Performing Art Center)性质的大剧院。由于地处改革开放的深圳特区,深圳大剧院象征了先进剧场发展方向。

    北京地区改革开放后首个引入外国设计到剧场中是中日青年交流中心,即亮马河路附近的世纪剧场。该工程是当时的中共中央总书记胡耀邦和日本首相中曾根康弘共同倡导,中日友好二十一世纪委员会向两国政府建议、利用中国政府拨款和日本政府无偿援款共同建设的项目。始建于1986年,落成于1989年。

    保利剧院

    保利剧院落成于1991年(1984年立项),稍后于世纪剧场,设计者与深圳大剧院的设计者相同,设计过程中也有大量外国建筑师参与。外国人的设计为这些剧场带入了新空气,从建筑形式到室内装修有令人眼前一亮的感觉,虽然很多地方设计的不尽如人意,但是当时“洋货”质量普遍优于“国货”的现状,使得很多人从心理上有偏向国外设计师的倾向,这为90年后大量外国建筑师涌入中国打下了伏笔。

    保利剧场设计中,建国以来首次引入了商业运营的概念,其剧场规模、声学效果、装修档次都考虑了与日后经营的协调,并且在投入运营前,做了大量的商业宣传,使众多对“广告”尚无免疫力的国民,先入为主地信任了保利剧院的品牌,包括其认为其音质具有极好的效果。“洋人”的到来,令国内设计师对剧场发展与经济的关系开始出现反思,学者们对剧场设计与经营的关系问题提出了看法,尤其是逐步认识到了剧场运营对于剧场设计的影响。不过在后来的剧场实际发展过程中,这些意见并没有得到重视,这说明学术意见并未进入剧场建设的运作机制当中,政府领导的观念和意见事实上主导了剧场的发展方向。

    保利剧院内景

    就声学而言,这一时期的剧场数量很大,不乏有优秀之作,但是由于仍以政治集会和配合政治集会之后的歌舞演出为主,观众大多并非购票入场,同时又缺乏必要的宣传,大众对音质良好效果的认可极为有限,除保利剧院等为数不多的商业运作比较成功的剧场以外,几乎没有人们普遍知晓的哪个以音质效果而著称的剧院。90年代中后期,这些剧院基本都翻新改造了,它们原来的音质效果的记忆,人们就更加模糊了。

  • 建筑声学发展史简论:中国剧场的“工业化”时期(1)

    建筑声学发展史简论:中国剧场的“工业化”时期(1)

    本章节为燕翔老师《建筑声学发展史简论》一文的延续(可查阅“影音新生活”历史消息获悉更多内容),主要针对近现代剧场和中国剧场“工业化”时期不同的特点加以论述,对于我们学习和掌握建筑声学知识有着很大的帮助。

    ▊?近现代剧场

    ●?延安时期

    延安时期是指1935年10月红军长征到达陕北至1948年3月党中央离开陕北去往西柏坡的13年时间,这是中国共产党建立根据地的起点,也是社会主义新中国的源头。延安时期的剧场(说“礼堂”更确切),产生于特殊历史时期,其在政治和文化观念上,至今影响巨大。

    杨家岭中央大礼堂

    杨家岭中央大礼堂、陕甘宁边区参议会礼堂、王家坪八路军总部大礼堂(军委礼堂)和鲁艺礼堂,是当时最重要也是最著名的4栋礼堂,除鲁艺礼堂是利用一座西班牙教堂改建的以外,其余3栋都是就地取材、军民自建的。这些礼堂完全不是为了专业观演,也没有任何商业行为,主要作用是:军事会议、政治报告、群众演出、团体进餐、展览阅览、交谊舞会等,是革命集体生活最重要的公共建筑。

    因为政治和军事是首位的,延安时期礼堂内的语言清晰度最为重要。杨家岭中央大礼堂,位于中共中央的所在地的延安城西北,可容纳1000人,建于1942年,为砖拱结构。建成后,室内回声很大,开会无法使用,后来采用了当地常用的炕毡(铺在炕上的棉枝或毛桂)作为吸声材料贴上去,问题才得以解决。其他礼堂也都采用类似的方法解决音质问题。自力更生,因陋就简是这一时期的鲜明特色。

    陕甘宁边区参议会礼堂

    延安时期的文艺活动,可以说,必须为舆论导向和政治方向服务。1942年以前,相当一部分由国统区来到革命根据地的文艺工作者,缺乏对政治的认识,单纯地提倡艺术第一,排演的话剧《雷雨》、《戈尔洛夫》等虽然具有很高的艺术水平,但不能吸引军民群众,群众更喜欢露天大戏台的“大众化”的演出。什么是政治?孙中山讲,就是“大多数人的事”。

    毛泽东看到当时文艺脱离群众的现状,也就脱离了政治,于1942年5月,在杨家岭中央大礼堂发表了著名的《在延安文艺座谈会上的讲话》,强调“文艺是为什么人的?”,主张文艺必须服从无产阶级政治。后来,发展出一种很受群众欢迎的“秧歌剧”,源于陕北农村歌舞,主要以抗日题材为主,与当时喜闻乐见的生产生活密切结合,在延安礼堂中演出场场爆满。《在延安文艺座谈会上的讲话》后,文艺工作者的观念发生了转变,借鉴“秧歌剧”成功经验,创作了《白毛女》、《黄河大合唱》、《三打祝家庄》等优秀的剧目。

    王家坪八路军总部大礼堂

    政治需要和艰苦条件促成了礼堂多功能使用的要求。会议和演出是两大重要功能,还常用作讲学、舞会、参会、展览等,这种多功能礼堂模式至今仍有沿用。就声学而言,多功能的结果是造成每个功能的效果都不是最佳的;另外,就严肃性而言,在政治场所内进行娱乐演出,在中国古代和西方社会都是很禁忌的。不难想象,古代军机处不可能让戏班子上去“耍”,西方议会里也不可能举办戏剧等演出活动。

    特殊的历史时代,造就了这种特殊的“多功能”礼堂,并成为当代“多功能”剧场的根源。今天,我们在政府的大会堂里观看表演,或在某市的大剧院里召开政协会议,已经习以为常,并不是多用途使用是合理的,而是因为一直这样做,习惯也就顺理成章了。

    延安时期礼堂的建筑形式,表现出明显的学习和模仿倾向,而且学习和模仿的内容杂乱,时间跨度大,地域跨度也大,说明设计方案和技术来源缺乏专业核心,建设过程随意性很大。例如,陕甘宁边区参议会礼堂有明显的西方古典主义建筑风格,但其细部做法(如雀替)却是取自传统中国建筑符号。

    鲁艺礼堂

    在技术和艺术方面,延安时期礼堂既没有完全顺延历史的发展,对建国后期也不具备太大的参考价值。但是,延安时期对后来的影响是多方面且潜在无形的,主要体现在:—、礼堂建筑设计的模仿性和随意性是理所应当的;二、以机关大院为主体的布局模式,为政治服务的主题思想,摈弃商业利用的价值考虑,成为礼堂建设主管领导的核心思想;三、多功能使用成为一种无可非议的习惯。

    ●?解放初期

    1950年代,社会主义新中国的成立彻底改变了20、30年代商业化剧场的萌芽发展方向,剧场成为党和人民政府向群众进行宣传教育的阵地。同时,由于思想阵营的对立,剧场建设的学习对象也从欧美等资本主义国家转换到苏联与民主德国。这一时期属于社会主义改造时期,由于改造难于一蹴而就,其前段“公私合营”时期,需要尚存的“私有制”帮助,遗留有20、30年代剧场的影子,中后段完全“公有制”后,社会主义观念的剧场得以巩固,并发展壮大。

    重庆人民大礼堂

    1950年,邓小平等人领导的西南军政委员会决定在重庆建造一座会议和演出用的大礼堂,面向社会招标征集方案,西南设计院张家德的仿沈阳北京故宫式样的方案,符合当时苏联倡导的“民族的形式,社会主义的内容”,一举中标,建成后即现今的重庆人民大礼堂。该礼堂预算200亿(旧币1亿合新币1万),建设过程中追加230亿,1954年建成。礼堂平面为圆形,弯顶,5层,4300座,因当时设计中几乎没有建筑声学的考虑,音质效果极为不良。由于耗资巨大,形式主义的大屋顶,以及极差的声学效果,在50年代后期受建工部的点名批评。后来很长一段时间仅作为标志性建筑供游人参观,于2004年改造,声学效果得到一定改善。从建筑形式上看,重庆人民大礼堂很大成分上仿效了建于1931年的广州中山纪念堂,是30年代剧场建筑的一种新形势变演,但声学问题仅凭建筑师张家德本人及其建筑设计团队是绝对力所不及的。

    天桥剧场

    50年代仿古形式的剧场没有因重庆人民大礼堂而继续发展,而是转向延安礼堂的西方古典主义建筑风格,观众人数减少,投资压缩。其中代表作品有:1954年建(改)成的天桥剧场、1955年建成的首都剧场和1956年建成的政协礼堂。这些剧场均在1200-1500座左右,矩形平面,大型品字型舞台,其形式受到德国剧场的直接影响,起源于1951年中国青年文工团访问苏联、东欧剧场所获取的知识,以及领导人头脑中延安礼堂的历史印象。

    天桥剧场可容纳1500人,是中央芭蕾舞团的驻团剧场,也是社会主义阵营国际交流重要场所,苏联代表团曾演出大型舞剧《天鹅湖》。首都剧场可容纳1200人,是人民艺术剧院的专用话剧场,延安时期的话剧《雷雨》、《带枪的人》以及建国后剧目《武则天》、《青年一代》等是首都剧场的重头戏。政协礼堂可容纳1000多人,是党政重要会议场所之一,最重要的活动当属中国共产党第八次全国代表大会,还可进行文艺演出和电影放映。这些剧场人数大大少于重庆人民大礼堂的4300座,音质问题是其重要考虑之一。

    首都剧场

    1953年4月文化部发出了《关于剧场建筑的几点注意事项的通知》,其中明确规定:“观众厅一定要做到使观众听得清,看得见,不能单施追求坐席数量。我们建议:以容纳1000人,1500人为准……”。另外,按当时机构编制,县团级以上参会干部大约在1500人左右。如此座位数量的设置,根源在于音质效果的保障与政治需要的平衡。从那时起,1200-1500座的剧场成为国内的标准,甚至《剧场建筑设计规范》中也把1200和1500座作为重要的指标。

    除了在北京还有的总政文工团排演场(1953年)、北京展览馆剧场(1959年改建成)、人民剧场(1955年)、北京工人俱乐部剧场(1955年)、友谊宾馆剧场(1955年)、中国青年艺术剧院(1954年)、实验话剧院(钟鼓楼附近,已拆除)等以外,距离苏联较近的东北地区的剧场建设在此期间规模也很大、类型也很多,有哈尔滨工人文化宫(1956年建),沈阳松陵机器厂文化宫剧场(1954年建)等;哈尔滨友谊宫剧场(1954年),内蒙古有乌兰浩特剧场(1954年建,1956年扩建);新疆有乌鲁木齐人民剧院;西安有人民大厦礼堂(1953年建)和西安人民剧院(1954年建)兰州有民族学院礼堂(1954年建)。上述剧场大都执行了《关于剧场建筑几点注意事项的通知》。但是剧场设计的技术水平参差不齐,地区差异较大。通过控制座位数量,减小了观众厅容积,保证了充足的直达声,对清晰度起到了较好作用,有利于开会使用。这些剧场在1990年代前后又都进行了大规模改建。

    政协礼堂

    由于缺乏声学研究,50年代的剧场都存在或多或少的声学问题,天桥剧场存在回声问题,首都剧场前排座位听音不良,周恩来总理陪同外宾观看演出时发现了这一问题,并专门责成清华大学建工系(清华大学建筑学院的前身)给予解决。领导人对建筑声学的重视,促进了政府部门对剧场声学研究的重视。以清华大学为首,还建立了剧场声学课题组,专门解决这些已建剧场的音质问题。

  • 建筑声学发展史简论:实践与认识的发展

    建筑声学发展史简论:实践与认识的发展

    “知史而明今,专业修养第一步:读史。”

    ——燕翔
    建筑声学的历史是大众集会和娱乐的历史;是贵族人群追求听觉享受的历史;是科学家们深刻认知感官世界的历史;是艺术家们执着于听觉艺术推动的历史;也是千万人置身其中机缘巧合的历史。建筑声学与其说是一门博大精深的学科,不如说是感觉与外界、科学与艺术、技术与文化的辩证统一,她的历史印证了人们在不断理解自我感受的过程中,人与自然界、人与人、人与精神世界的相互作用。

    建筑声学是围绕建筑中听音问题和噪声问题而展开的认识世界、理解世界进而改造世界的学问之一。眼、耳、鼻、舌、身无时无刻地向人们传递着视觉、听觉、嗅觉、味觉等感觉,受想行识全在其内,喜怒我乐尽在其中。对耳所关联的精神世界的求索,是推动建筑声学发展的源动力。

    古代的实践

    非洲土著音乐之所以节奏感强,其重要原因之一是,在广阔的野外演奏需要这样做。欧洲古典音乐悠扬而舒缓,这与在剧场内演出有密切的关系。中国古代演出场地多为有顶而无墙的“亭子”,似乎介于非洲与欧洲之间,中国戏曲的节奏感也是介于两者之间,必定也受到了古戏台的影响。聪明的古人通过长期实践适应了音效与环境的平衡,在声学方面的成就值得我们敬畏。

    古罗马埃皮达罗斯露天剧场

    古罗马埃皮达罗斯露天剧场(Theaterat Epidauros),建于公元前300年前,观众达17000人。为了使观众尽可能地靠近舞台,将观众席布置成升起很大的半圆形,提高了听闻效果。另外,演员使用面具来夸张面部表情,同时增加了向观众席的声辅射。表演区的上方及两侧建了倾斜的墙面,对子声音反射、提高语言清晰度有很大的好处。另外,古代室外背景噪声很低,全场观众静息而鸦雀无声时,表演者即使很微弱的声音也依然容易听清。

    公元1世纪,维特鲁威在《建筑十书》中描述了露天剧场观众区设置多个声瓮,即敞口大坛子,用于“聚拔声音”,还对声瓮不同共鸣音调、位置及布局做了详细的介紹;现代声学研究认为,声替对干古罗马露天剧场声学效果的贡献并不大,仅起到一点点储能器的作用,但是却对后来建筑音效设计产生了极大的影响,甚至再1000多年后的欧洲教堂里,还常见在墙壁上埋入向外开口的坛子,以期“提高声音效果”。无论怎样,现今仍然给与这一剧场高度的评价:“依靠山边拖空的半圆形地形就座的方式以及建筑的声学效果,使得埃皮达罗斯剧场成为公元前四世纪最伟大的建筑成就之一。”

    法国巴黎歌剧院

    古希腊和古罗马时期(约650BC-400AD)、早期基督时期(400-800)、罗马风时期(约800-1100)、哥特及拜占庭时期(1100-1400)、文艺复兴建筑时期(1400-1600)、巴洛克时期(1600-1750)、及后来的古典主义时期等欧洲古代时期兴建了众多剧场,主要目的都是演出、集会或宗教活动。由于设计者对室内声学知之甚少,声学被神秘化。这些时代的音乐,包括教堂音乐、合唱曲、歌剧、交响乐等,都努力去适应当时普遍的厅堂声学效果。巴赫的管风琴音乐(18世纪上半叶)是专门为莱比锡(Leipzig)的托马斯教堂(Thomas)所写的。巴洛克和古典音乐(1600-1820),以海德尔、莫扎特、贝多芬为代表,是专门为贵族的舞厅而写的(如法国里昂城市大厅)。

    奥地利维也纳金色音乐厅

    意大利歌剧,以多尼采蒂(Donizetti),罗西尼,威尔第等为代表,是专门为米兰、伦敦、巴黎、维也纳、纽约等大型马蹄型剧院而写的(如法国巴黎歌剧院)。浪漫主义时期(19世纪)的作曲家,门德尔松、勃拉姆斯、李斯特、德彪西、柴科夫斯基等,脑海中则只有维也纳、莱比锡、格拉斯哥、巴塞尔的音乐厅,其中杰出代表是奥地利的维也纳金色音乐厅。

    巴黎歌剧院的设计者沙尔勒·加尼叶(Charles Garnier,1825-1898)反映了古代建筑师对声学的认识,他说:“我必须声明我没有采用任何原则,没有任何声学理论,其成功或失败,我听天由命。”据称,20世纪之前,唯一一个设计中考虑了建筑声学的厅堂,是位子德国拜罗伊特瓦格纳节日歌剧院(Bayreuth Wagner Festival),声学效果一般,建于1876年,具体如何考虑的,后续记载不得而知。

    相传孔子当年讲学的杏坛

    中国古代先贤们在建筑声学方面的实践与欧洲截然不同。公元前700多年的春秋时期,孔子曾在曲阜的杏坛讲学,如下图是其场景描画及现今在原址上复建的杏坛讲堂。绘画中描绘是露天讲学,笔者更倾向于曲阜复建的杏坛,应是有顶的,至少遮阳避雨,另外面对声反射也有好处。但是,可以肯定的是,当时孔子是不会考虑建筑声学的,孔子倡导“君子远庖厨”,他认为技术是“奇技淫巧”,使孔子和他的弟子们不可能与负责建造杏坛的下等工匠们探讨声音问题,最多监理一下是否符合礼数祖制而己。传说孔子“弟子三千,贤者七十有二”,就杏坛的建筑声学效果来讲,同时听讲的弟子最多不超过100人。

    铜雀台假想复原图

    汉代曹操所建铜雀台,虽是当时欢庆胜利之用的表演中心,估计建筑与杏坛基本是同一套路,即有顶无墙的“亭子”,可能有两或三层,是曹操观看歌舞表演的场所,良好的声学效果基本无从谈起,杜牧《赤壁》诗中写到“东风不与周郎便,铜雀春深锁二乔”,可见铜雀台仅为曹操私人会所,观众应是很少的,不需要大范围传声。孔子的儒家思想漠视科学技术,造成五四运动前几千年的讲坛、楼台、戏楼等集会观演建筑场所均缺乏建筑声学考虑。其实,儒家思想至今依然影响巨大。
    山西临汾牛王庙古戏台(位子山西临汾市西北25公里魏村),兴建子金代,是中国古戏台的最重要代表之一,距今约1000年。位子北京故宫的紫禁城漱芳斋戏台是清代修建的豪华皇家戏台,距今约200年。从两个戏台可以看到强烈的杏坛身影。孔子讲学的时候,他的音量、语调、节奏必须有迎合杏坛建筑声学效果的考虑,否则难以传递语言信息,而其后近2000多年里,受到礼教的束缚,没有人去改变这种声环境,而是不断改变自己,创造各种各样有利子迎合这种声环境的讲法、唱法和演奏方法。

    唐五代名画“韩熙载夜宴图”

    中国古代也有大量室内表演,如敦煌莫高窟172窟描绘的“西方净土变”(“变”是梵意,有美术画的意思),以及唐五代名画“韩熙载夜宴图”和明崇祯本《金瓶梅词话》中插图。由于这些表演都是为王公贵族服务的,观众数量很少,距离演出者很近,建筑声学的问题表现得不突出。

    明代姚广孝的吸声降噪房

    虽然中国古代没有现代意义的建筑声学,但是聪明智慧的中国人仍然掌握着诸多建筑声学知识。明代《长物志》记载,琴师为了增强演奏效果,地下埋一大缸,缸里还放一口铜钟,形成特大共鸣箱。明永乐皇帝朱棣还是燕王的时候,为了日后起兵夺权,在后花园秘密建地下室“私铸兵器”,为防止声音外传泄密,其谋臣姚广孝采用在墙壁上埋入大量的开口向室内的瓮罐进行吸声降噪,翁起到了亥姆霍兹共振吸收器的作用。

    另外山西运城普救寺莺莺塔、河南洛阳白马寺的齐云塔、内蒙巴林右旗辽代白塔的“蛙鸣现象”,即正对塔拍手说话可听到多次重叠的声音,象似蛙鸣,原因是多层挑檐形成的声反射;还有北京天坛回音壁、三音石和圆丘的特别建筑形式形成了特殊的声音反射现象。回音壁直径65米,可使微弱的声音沿壁传播一二百米,在皇弯宇的台阶前三音石可以听到几次回声。古人如此奇妙的声学效果,应该是出自经验之手精心设计的,严格符合声学原理。这些都是中国古人的创造,也成为建筑声学发展历史的一部分。

    古代时期尚无机械工业,交通主要以马车代步,房屋内也没有任何现代化设备,所以噪声问题不突出。有人分析过《红楼梦》,书中最全面、最丰富地描绘了清朝约200年前的当时社会,关于声音总共出现2万多次,与噪声相关的主要是马车、马叫声等,不过才60多次,而且作者曹雪拜未对其有任何“噪”的评价,说明古代生活要比现代安静得多。

    不过在古时候欧洲城市中,由于居住区密度大,街道路面不平,铁轮子的马车驶过石板的街道,噪声使街旁的住户彻夜难眠。中世纪英国国王禁止丈夫在夜晚打骂妻子,并非尊重妇女之举,而是防止哭闹声打扰四邻,这也许是最早通过立法进行噪声防治的案例了。唐人李群玉有一首《石灌》的诗,“古岸陶为器,高林尽一焚。焰红湘浦口,烟油洞庭云。田野煤飞乱,遥空爆响闻。地形穿凿势,恐到祝融坟”,其中“田野煤飞乱,遥空爆响闻”之句,生动地描绘了当时手工制陶、采煤、开矿等的作业时,所形成噪声污染的情景。

    莺莺塔蛙鸣现象原理

    ▌ 近现代的发展

    近代建筑声学的创立源自子社会发展的需要和划时代人物的出现。中世纪的教堂,因空间大、石材墙面多、室内声音听不清楚。文艺复兴时期意大利建造的大型剧场,声学缺陷相当普遍。随着十九世纪兴起的工业化与城市化进程,大型集会增多,建筑体量更大了,声学问题更加明显地反映出来。意大利米兰大教堂容积达2万多立方米,大理石材质,室内混响时间长达8秒,根本无法演讲。19世纪初,德国人弗里德利克?察拉迪(E.F. Freidrich Chloudi)对室内混响现象进行了研究,并编著《声学》。德国物理学家亥姆霍兹于1862年发表了伟大著作《音的感知》,较为系统地论述了声音物理现象和听觉现象。

    建筑声学创始人:赛宾

    1877年,英国物理学家威廉?瑞利(Lord John William Royleigh,1842-1919年)发表巨著《声学原理》,物理声学理论已达到极高的水平。但是,一方面,因为无人请这些科学家参与建筑工程,即使有请,当时的科学家们也尚无完备的处理材料、工艺、施工等工程实践能力;另一方面,虽然有成功剧场的先例,但是因对音质与建筑关系认识的模糊性,没有量化的定义和确切的计算方法,点滴的经验不具备可操作性,也无法传承。那时,建筑声学正处于接近黎明的黑暗期。

    弗格艺术博物馆

    1895年,哈佛大学弗格艺术博物馆(Fogg Art Museum)讲演厅落成,因听不清而不能使用。哈佛大学校长埃利奥特(Charles W.Eliot,1834-1926年)委托物理学系27岁的助教W.C.赛宾(Wallclce Clement Sabine,1868-1919年)解决这一问题。据说,赛宾在将近40个不同容积的房子里进行了实验研究,对比了声效极佳的桑德尔斯剧院、声效一般的杰弗逊大厅讲演室和声效极差的弗格讲演厅,发现坐椅塾具有吸收声能的效果,得到了经验公式——赛宾公式,提出了混响时间和吸声的概念,找到了过长的混响时间是影响语言清晰度的原因,总结出混响时间与房间容积成正比、与吸声量成反比的重要结论。

    赛宾和建筑工程师一起进驻弗格演讲厅开始施工,从那一刻起,建筑声学从黑暗中一步跨进了科学的殿堂。解决了哈佛大学的问题后,赛宾名声鹊起,随即被邀请进行的波士顿音乐厅的声学设计,该大厅优良的音质至今仍为全世界称道。

    美国波士顿音乐厅

    建筑声学理论体系建立以后,房间声学研究更加深入,在欧美也带动了大量的音质工程实践。继赛宾之后,在美国MIT大学又涌现出三位声学泰斗,分别是波特、白瑞纳克和纽曼,他们3人子1948年在美国麻省的剑桥成立了以三人名字命名的BBN声学咨询公司。BBN公司承接了美国航天局风洞(Wind Tunnel,NACA)消声工程,是50年代美国最大的噪声控制工程,以及肯尼迪中心剧场(相当于美国国家大剧院)声学设计等众多项目,并为MIT开设相关声学课程培养研究生,撰写了至今依然影响力很大的书籍或论文。18-19世纪的自然科学的发展推动了理论声学的发展,19世纪末古典理论声学发展到最高峰。

    从20世纪开始,由于电子管的出现和放大器的应用,使非常微小的声学量的测量得以实现,为现代建筑声学的进一步发展开辟了道路。20世纪初至中期,尤其是第二次世界大战后,广播录音和电影配音的飞速发展,更大更快地刺激了美国建筑声学在实际工程中的运用,同时,由于行外人对建筑声学的神秘感,也为建筑声学工程师们提供了丰厚的经济回报。BBN在MIT大学门口盖起了BBN大楼,还为MIT的研究生们提供免费研究室。被誉为互联网之父的里克里德(Licklider),1957-1962年就曾经在BBN工作过,他劝说白瑞纳克为他购买了一台在当时天价的计算机,5万美元,他用这台计算机建立了世界上第一个网络节点,可见BBN当时的财力非常丰厚。

    澳大利亚悉尼歌剧院(外景图)

    与美国建筑声学大发展同时,德国、英国、法国、丹麦、瑞典、澳大利亚等国家的建筑声学研究和实践也在快速推进。德国室内声学家库特鲁夫(H.Kuttruff)、德国哥庭根大学的施罗德(Shrodler)、澳大利亚的马歇尔(Marcel)、日本的安腾四一(Y.Ando)、中国的马大猷等人在室内声学及噪声控制理论方面,作出了突出的贡献。丹麦科技大学声学所、英国利物浦大学声学所、丹麦的B&K公司在建筑声学应用及测量方面,也发展到很高水平。近百年来,在全世界各地兴建了剧场、剧院、音乐厅以及讲堂、会堂等数以千计的声学建筑,不乏有美国达拉斯音乐厅、悉尼歌剧院等近现代建筑史上辉煌的建筑作品,其中,建筑声学理论的“保驾护航”起到了不可磨灭的历史作用。

    澳大利亚悉尼歌剧院(内部图)

    最早将建筑声学引入中国的是清华大学物理系创始人叶企孙先生。1920年3月,由美国建筑师亨利?墨菲(Henry Killam Murphy,1877-1954年)设计的清华大礼堂落成,建筑形式融合了古希腊和古罗马的建筑风格,座席1400个,是当时中国大学中最大的礼堂兼讲堂。圆形的天穹和光滑的石材墙,使室内听音非常困难。声学改造的需要随之而来,但不同意见“七嘴八舌”,有说是穹顶造成的,有说地板要抬高,有说室内墙壁直角阻断声音等等。

    清华大学标志之一:大礼堂

    时任校长梅始琉委托叶企孙先生带领物理系教员解决此事,叶企孙先生也希望籍此事声学工程研究开始了。叶先生当时已经看到过赛宾关于混响理论的论文,在考虑中国人着装特点的基础上,他认为,需要在墙面和顶棚安装足够的吸声材料将混响时间降到1.75秒。那时他没有精确的测试仪器,只能粗估。通过实验室测试,叶先生认为可采用羊毛毡作为吸声材料。在清华大学校史中,叶先生的研究有详细记载,但未见有实施记载,估计可能的原因是粘贴吸声毡破坏了建筑风格,以及时局动荡使工程搁浅,还有最重要的一点的即使什么都不做,也能将就使用。这一将就,就一直将就到了今天。

    据说当时校长开会,批评台下教师打睦睡,实际是听不清的原因。后来扩声系统更换了多次,起到了一点听音弥补的作用,但建筑声学处理尚非常有限。

    清华大学大礼堂结构图

    1949年建国以后,留学归来的声学专家马大猷先生,组织进行了人民大会堂的声学设计,容纳1万人的空间是世界上最大的礼堂了,其中的建筑声学问题非常突出,马先生利用建声和扩声互补的方法,很好地解决了上万人的听音问题,在当时是了不起的成就。马先生还为国家培养了一批声学专家,至今很多人仍在学术或工程舞台上十分活跃。进入机器时代以后,交通噪声、工业噪声日趋严重,噪声控制技术、声学材料、减振降噪手段也随之快速地发展起来,1953年在美国出版的《操声控制手册》(Hand book of Acoustic Noise Control)已经具有相当高的理论水平。

    人民大会堂,上万人“听”是当时的难题

    但是很快人们就发现,先进的噪声控制技术井不能彻底解决噪声问题,治理噪声的根本途径在子“立法”,立法的根基是评价标准。当时,世界范围内的声学学会已经建立,其重要的工作之一即制定噪声标准,为噪声防治提供法律依据。例如,60年代美国飞机场噪声是很令人头痛的问题,单纯地在建筑上进行隔声处理难于奏效。后来通过立法,规定飞机自身的噪声限值、要求起飞降落执行减噪飞行程序,限制在噪声影响区内的土地开发等,70、80年代大大地缓解了飞机噪声问题。

    常常,噪声还与政治联系在一起,如60年代中国和前苏联为了体现社会主义制度的优越性,制定工厂噪声卫生标准限值为不大于85dB(A)比西方资本王义国家要求的90dB(A)还严格5dB。但是,在当时“先生产、后生活”的理念下,机械厂、纺织厂、矿山、油田等单位很少有真正噪声达标的。

    ▌ 二十一世纪的新认识

    至今,人们已经发现了众多与厅堂音质相关的客观指标,使建筑声学设计有理论指导可遵循:赛宾发现了混响时间,指出听音效果与室内声能衰变的关系;哈斯发现了哈斯效应,使人们认识到回声的来源是强的长延时声反射;白瑞纳克发现了近次反射声,提出直达声到达后50ms内的反射声有利于声音的“亲切感”;库特鲁夫总结了脉冲声响应的概念,人们对声音在房间中反射的认识更进一步;施罗德发现了散射对音质效果的重要作用;马歇尔发现了侧向声能所代表的空间感;安腾发现双耳效应因子lACC。巴伦发现视在声源宽度指标ASW对听音围绕感的影响。另外,强度因子G、时间中心Ts、早期衰变时间EDT、明晰度C80、语言传输指数STI/RASTI,辅音损失指数ALCONS、初始时延间隙ITDG、表面散射指数SDI、混响低音比BR等大量指标也不断被发现和研究。同时,吸声材料、隔声材料、减振材料、消声器等也飞速地发展起来并大量应用,各种精密的实验仪器、实验室、实验方法也被不断开发出来。最值得一提的是50年代出现的缩尺比例模型测试和80年代发展起来的计算模拟技术使建筑声学手段与现代高科技水平同步。

    缩尺比例模型测试

    计算机模拟测试

    近百年来的发展中,世界范围的大量实践,也使有识之士认识到,建筑声学“与其说是技术,不如说是艺术”。虽然已有上万篇技术文献发表,其中不乏大量有深入的、划时代的精品,但是在解决实际建筑声学问题中,这些严谨的声学原理总有无法完全覆盖的现实细节。19世纪60年代,白瑞纳克先生已经是世界上鼎鼎有名的声学专家了,他对世界上69个著名厅堂进行了声学研究,井撰写了知名巨著《音乐、声学和建筑》,将赛宾开创的建筑声学发展到“广泛实用”的阶段。然而,恰恰在这一历史时期,专家们虽自认为已经“登峰造极”,但“严格遵照理论”设计的纽约林肯中心的爱乐(Philharmonic)音乐厅出现了“低频缺乏问题”,后来,经过十数年的研究,人们才发现,是由于浮云反射板低频反射不足凸显了座椅低谷效应造成的。此事被誉为“建筑声学史上伟大的失败”,人们认识到建筑声学还很原始,还有很多问题要探索,“从猿到人”还将有漫长坎坷的历史要经历。

    北京音乐厅

    1985年,国内第一个严格进行声学设计的北京音乐厅落成,使用中发现低频混响不足,并在国内声学界引起普遍争论。多年后的统一意见是,墙壁上木板装修在施工中未与混凝土密实粘接,造成了大量低频吸收,降低了低频混响,这井非声学设计的失误,而是施工控制的网题。有识之士应认识到,无论任何细节导致厅堂声学失败,结论只有一个,声学设计者失败了,因为你没有预测到导致失败的这一因素,未对其进行应有的、合理的有效控制。

    任何大厅中的演出带来的那种美妙的感受往往都会稍纵即逝。这种美妙的感觉如果能够不断在这个大厅中重现并获得交口称赞,那么这个大厅就会声名远扬。这当然是所有人的梦想,音乐家们渴望在这祥的音乐厅里表演,经理们渴望拥有这样的音乐厅进行经营,建筑师渴望这样的音乐厅是自己建造的。如果厅堂的声学参量超出客观预测和测量的允许值的范围,往往不会有优良的音质。但是,即使设计实现了良好的声学指标,“好音质”也不一定就此产生。美,需要量化和原则,需要悟性和理解,还需要机遇和缘分。

    与厅堂音质问题相比,噪声控制目标似乎要容易一些,“把声音降低到最低,最好完全听不见”。然而问题远非那么简单,工业时代为人类提供了便利,同时也带来了污染,噪声就是其中之一。一百年来,噪声控制技术虽然“与时俱进”,然而依然跑不赢人对自然改造的速度,城市的居住区和遍布世界的工业区再也回不到一百年前那种朴素、静谧、天人合一的安静环境了。飞机、火车、汽车、轮渡在我们周围咆哮着,发电机、内燃机、压缩机、风机、电机在我们左右轰鸣着,高音棚喇叭、市井的灯红酒绿在我们眼前喧嚣着,我们是在享受这些现代化设施的便利呢,还是在忍受它们对祖先遗传给我们的“安静基因”的破坏?

    在工程实践中人们很快发现,用dB表述的噪声和人对安静需求之间并没有永恒不变的绝对对应关系。不同人之间或同一人在不同场合,对噪声的容忍程度的范围是如此之大。例如,卧室内有轻微响声就无法安睡的人,在出差的火车或飞机上也能安然入睡。噪声问题是人造成的,噪声控制效果的最终评价者也是人,噪声控制技术的实施还是人,噪声问题中人的因素与厅堂音质评价体系的“以人为本”殊途同归,笔者认为,甚至比集成电路、光纤通讯、纳米技术、宇宙探索等高科技问题更富有复杂性和趣昧性。

    当前的中国,经济的发展释放了人们对建筑声学的需求。在建筑市场持续升温的大背景下,在“一部分先富起来”跨越式生活水平提高的推动下,在城市建设“三大名片”(大剧院、体育中心、会展中心)的建设带动下,在所有制“个人化”后人们对自身环境要求大幅度提高的促进下,在《噪声污染防治法》等相关法律法规执行力度不断深化的要求下,建筑声学的需求就象“开了锅”一样,全国上下,遍地开花。

    音乐厅、剧场、影院、演播室、录音室等,音质效果需要建筑声学;体育馆、会展中心、宾馆酒店、机场车站等,吸声处理需要建筑声学;住宅、学校、医院、办公建筑等,隔声降噪需要建筑声学;电厂、水泥厂、化工厂、制造厂等,劳保环保问题需要建筑声学;就连学术上“不入流”的Disco、酒吧、卡拉OK、表演秀场也因噪声扰民或室内音质问题黏上了建筑声学。中国的建筑声学,正处于史无前例的大发展期。

    (待续)

    注:本文作者燕翔老师为清华大学建筑环境检测中心负责人、声学实验室主任,其毕业于清华大学,建筑声学博士。长期从事于厅堂音质、噪声控制、声学实验检测、计算机模拟等科研工作。近年主要设计的项目有国家大剧院、2008北京奥运场馆(国家游泳中心、老山自行车馆、国家体育馆等)、洛阳体育中心、大庆文化中心、福建剧院、北京南火车站、西气东输金坛储气库噪声控制等。主持翻译了《建筑声学设计指南》,编制修订了《厅堂混响时间测量规范》、《厅堂音质比例模型测量规范》等国家标准,为中国著名建筑声学专家。

    预告:由云九影音文化传播机构联合清华大学举办的“2015清华大学建筑声学原理与设计”培训课程即将于2015年4月18-20日举行,这是目前中国影音行业最高级别的室内声学课程,也是最适合高级音响、高端家庭影院定制安装市场需求的顶级技术培训燕翔老师将亲自为学员授课。详细报名方式可留意“影音新生活”随后的通知。

    本次培训活动由云九(Cloud9)影音文化传播机构整体策划与组织,为大受欢迎的清华大学建筑声学原理与设计培训课程的延续与深化,由清华大学建筑学院著名教授及学者讲学,内容包含了房间声学原理、小房间声学装修设计、房间测试及模拟、声学装饰材料特性、小空间声学案例分析等,培训重点针对小空间声学设计,同时还有消声室、混响室、隔声实验室等的参观,课程完毕经考试合格后将颁发具有重要价值的培训课程证书。