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【关键词】剧场;建筑;设计
一、现代剧场建筑设计的特点
1、多功能特点。
现代剧场主要用于歌剧、戏剧等演出,也可用于各种音乐演出,同时可兼顾大型会议、报告等其他用途。而声学技术顾问和舞台工艺技术顾问人员的参与,在当代剧场建筑中有着举足轻重的作用,好的工艺设计不但能满足基本的视听要求,还能使剧场的功能更多样化,这一特点一方面体现在声学设计:为适应如上所述的多功能剧场的要求,设计时在保证观众厅内有一定的丰满度以满足演出需要的同时,还要考虑会议使用时对语言清晰度的要求,根据剧场规模及国内使用情况,现代剧场音质设计目标是:在使用舞台声反射罩时,完全采用自然声演出;歌剧演出时,对有实力的剧团,具备自然声演出条件;其它用途,如话剧、地方戏剧等,使用时采用扩声系统,追求丰满度与清晰度之间的平衡,在保证清晰度的前提下,有良好的丰满度,剧场的音质设计最终需要体现在建筑及室内装修设计的图纸中,才能保证音质设计的目标得以实现,建筑及装修体形、建筑结构、装修材料及构造做法直接影响音质效果,因此,建筑和装修必须严格按照声学的要求进行设计,另外剧场在声学方面,不仅要满足听众的要求,还需要满足演员的要求。
2、科技和艺术相结合的特点。现代科学技术的重大突破和发展,为剧场打造出良好的视听环境并为适应多种演出条件提供了可能性。室内声学、舞台机械、舞台灯光等专业设计的介入已成为设计剧场的必需,现代剧场在设计之初必须进行声学及舞台的初步设计,综合这些专业的研究和设计之后,才能进行建筑空间设计,例如声学设计跟观众厅的形状、体积、座椅布置密切相关;而舞台的台口宽度、高度和主台宽度、进深、净高应与舞台设备相适应,所以建筑师必须听从各种专业顾问的意见,协调各专业之间的配合,才能创造适宜的、艺术的剧场内外建筑环境。
二、剧场建筑设计
1、选址与总平面设计。剧场建筑选址与总平面设计需要综合考虑的问题较多,必须同时满足规划、使用和规范规定的条件要求,但就剧场本身的使用功能需要来讲,主要有以下三点: 一是要有适宜的环境条件。剧场建筑选址应远离车站、码头、机场、工厂及嘈杂的闹市等场所,以防止运输生产、商业交易活动与剧场的文化娱乐活动相混淆,特别是要防止高分贝噪声对剧场演出和观众视听的干扰,我国现行的相关规范中,对各类剧场的观众厅内噪声限制值为30~35dB,过高的环境噪声还会给以后剧场建筑的隔声处理带来困难和经济负担;二是要有足够的用地面积和合适的地形。剧场建筑的总用地面积与剧场的性质、类别、规模、等级标准和设计方案有关,为便于计算和控制,一般以平方米/座作为参考指标,在建筑密度为30%~40%的条件下,剧场建筑的总用地面积参考指标为甲等5~6平方米/座,乙等3~4平方米/座,丙等2~3平方米/座,剧场建筑用地的形状,由于受规划和条件限制,可能呈现规则或不规则的多种形状,给剧场总体布置和空间功能组合带来问题,在保证总用地面积指标的前提下,还有几个重要的基本条件:即纵向长度:须满足门厅、观众厅、舞台三段矩形空间直线排列的要求,;横向宽度:须符合规范对剧场舞台宽度的要求及演出使用需要;道路应避免交叉、有利于安全疏散;观众人流与演员、布景路线要分开,景物应能直接开到侧台;总平面内部道路设计要便于观众疏散,便于消防设备操作,并应设置照明。
2.布局与功能组合设计。门厅、观众厅、舞台三段矩形空间直线排列形式是剧场建筑布局和功能组合的基本形式,即使是现代化的综合性大型文化演出中心,也基本是按照这一形式展开变化的,那么对于如何围绕着这一主轴线,把相关观众用房和演出用房及辅助用房,通过台阶、楼梯、走道、门窗等建筑形式有机地串连起来,从而完成总平面布置和空间功能组合,每个设计人员都可以有不同的方案,但任何一个好的方案,都应该具备以下几个特点: 各功能分区布设完备,符合剧场建筑的使用要求和有关规范要求;各功能分区布置排列合理,界线整齐,过渡自然,方便使用,互不干扰,在具体的设计中,可以利用座椅下的空间做空调机房及座椅存放,利用观众厅走道下部的空间做售票及小卖等等,从而使各部分空间都能充分利用并丰富有趣。
[关键词]扩声系统 电声设计 建声设计扬声器
中图分类号:TN912.2文献标识码: A 文章编号:
扩声系统及扩声工程介绍
扩声系统包括设备和声场。主要设备包括:传声器、声源设备、调音台、信号处理器、功率放大器和扬声器系统。 一套完整的音响扩声系统设计应包括厅堂音质设计和电声系统设计,其系统参数是由建筑声学参数和电声系统参数两大部分组合而成的。
扩声技术属于比较特殊的应用技术。它要解决的是“合理构造声学环境,保证声信号的转换、放大处理和传输,并适当还原”一系列专业技术问题,扩声技术涉及声学、电子学、电工学等专业学科和音乐艺术,同时还需要很多相关领域的技术作为支撑。由于扩声环境及功能需求的不同,各类扩声系统对特性指标、功能的要求也不尽相同。
扩声工程设计内容及流程
了解和分析使用需求及建筑环境状况
虽然扩声系统的设计主要是技术领域范畴,但是在系统设计中,技术仅仅是保证工程质量的手段之一,对一个工程的综合评价应该是用户目标需求、系统的功能和性能指标的综合。设计人员在设计时应该明确设计思想:扩声系统的设计首先需要用专业的技术来帮助用户明确目标需求,进一步再用专业的手段来保证目标需求的实现。
深入了解建筑形式、构造和其他建筑专业的设计情况,比如:建筑噪声控制是否经过考虑;配电情况是否理想;扩声系统的预埋件、管道敷设与土建如何配合等问题。只有认真进行完以上工作后,建设方、使用方对设计内容的理解才可能保持与设计同步,后面的扩声系统设计才会比较顺利的开展。
明确设计理念
因为扩声系统涉及的使用目的非常多,但同一类型系统的构造形式也存在一定的差异,所以即便明确使用需求,设计理念(设计思想)的不同也会导致最终系统性能、功能不同,所以设计前应明确设计思想。
确定系统的特性指标方案
根据前期交流和调查工作,设计人员需要结合使用需求及建筑环境状况,在确定的设计理念指导下确定系统的特性指标方案。
3.1、最大声压级:最大声压级指扩声系统完成调试后,在厅堂内各测试点可能的最大峰值声压级的平均值。以峰值因数(1.8~2.2)限制的额定通带粉红噪声为信号源,其最大峰值声压级为RMS声压级的长期平均值加上峰值因数的以10为底的对数再乘以20,单位为dB。
最大声压级指标是扩声系统的一个重要参数,它直接关系到设计对不同使用需求的系统中扬声器最大声压级、数量、安装位置的确定。
合适混响时间:在一定使用条件下,听众认为音质合适的混响时间,它是根据人们长期使用经验得出的,并且具有一定的容许范围。
由于用途和实际建筑体型的差异,不同厅堂的混响时间指标值会有比较大的差异,为了尽量实现厅堂对音质的最佳表现,在一定的技术和投资状况下达到尽可能的理想状态,标准和规范对不同厅堂混响时间推荐一定范围的建议值。
3.3、传输频率特性:扩声系统在稳定工作状态下,厅堂内听众席处个测量点稳态声压级的平均值相对于扩声设备输入端电平的幅频响应。传输频率特性是一个能很好表现不同频率处扩声系统所具有的频率响应的重要指标。
传声增益:扩声系统达到最大可用增益状态时,厅堂内听众席处各测量点稳态声压级平均值与扩声系统心形传声器处 稳态声压级的差值。扩声系统经常纯在不同程度的声反馈现象,声反馈现象的解决很大程度上决定于建筑声学设计的优劣,在理想的有效声压级下,传声增益能很好量化声反馈状况。
声场不均匀度:有扩声时,厅堂内听众席个测量点稳态声压级的差值。声场不均匀度反映的是观众区域声学状况的差异度,尽量利用声学设计和扬声器合理布局来有效覆盖降低观众区的差异,是设计的另一个重要任务。
系统总噪声级:扩声系统在最大可用增益工作状态时,其在厅堂内个测试点所产生的各频带噪声声压级的平均值(扣除环境背景噪声影响)。系统噪声对系统技术指标的实现即主观评价都存在不利,最大限度地降低系统噪声是设计的又一项任务。
进行系统设计
在初步设计方案得到确定后就应该开始正式的系统设计了,一般的设计流程如下。
4.1进行专业的配合
扩声系统的设计应该首先确定提出的建筑、装饰、配电、空调等专业设计条件是否满足,进而需要与以上专业配合设计,专业配合内容包括:
控制室、功放机房需要多大面积,如何布置。
配电形式、电量、配电点向电专业提出。
扩声系统设备安装是否与其他专业存在冲突,如果有如何协调。
管线敷设是否做到避让灯光、舞台机械干扰线路。
空调噪声指标是否达到声学设计要求,配电房、泵房、机组隔声隔振措施是否得当,是否影响扩声环境。
除了声学指标达到要求外,装饰设计的工艺做法是否得当,例如:是否出现扩声系统工作时装饰构造不牢固产生谐振。
扩声系统设备安装与建筑荷载有关的数据是否得到结构认可。
扩声系统对技术用房的环境温度湿度要求是否得到满足。
另外,专业配合时要特别重视控制室位置的确定,要在利于现场操作和观察的前提下,不要让控制室面积太小,位置也不要选择与现场隔离的房间,同时要考虑方便关系敷设。
4.2声学设计
建筑声学设计对扩声系统的性能实现作用将是事半功倍的,合理的声学结构和良好的声音扩散、传播效果,能使听众得到美的享受,扩声设备在其中运行会充分发挥其特性。在声学设计时要注意以下几方面工作:
4.2.1、厅堂的整体结构首先要避免驻波的产生,这就要求厅堂的长、宽、高比例要科学,为了更好得实现声音扩散和灯光投射,厅堂的净高要得到足够的保证。
4.2.2、其次需要避免诸如弧形墙面、狭长的平行平面结构等影响声音扩散的结构。
4.2.3、装饰材料的选取严格按照声学计算的结果进行,避免建筑装饰工艺采用支撑不牢固的材料或结构。
4.2.4、一般在工程设计计算中可以在500Hz和1000Hz两个地方计算声场的混响时间。计算前装饰设计应根据其设计大致确定装饰材料,并统计好他们各自的面积,我们从建筑手册或产品说明书中分别分别查取它们在500Hz和1000Hz的吸声系数,即可计算出声场的平均吸声系数。再根据面积、,体积、声能系数和这个平均吸声系数计算出声场在500Hz和1000Hz时的混响时间,如果计算的结果和推荐的混响时间值有比较大的差距,就要和装饰设计协商,减少或更换某些材料,然后再进行计算,指导满意时为止。在计算时一定要将建筑材料的面积和吸声系数统计正确,特别是某些穿孔的吸声板,穿孔率不同后腔做法不同吸声系数悬殊较大,对最终的就算结果影响也较大。另外,对演出用工程的混响时间计算还要考虑空场时和观众满场时的区别。
4.2.5、隔声处理:隔声的目的就是在特定的工程区域内创造一个不受外界影响也不影响外界的安静声场。它包括与外界的隔声,扩声房间之间的隔声,隔声的部位有墙壁、门窗与天花板。一般要注意:尽量不要让门窗产生缝隙,遇到经常开关而室外的声音都比较大时,可以考虑设置声音隔离通道的结构。尽量加大门窗结构和材料的厚度,有必要时可以使用皮革门和双层玻璃窗。如果需要隔声效果更好,在门窗上悬挂厚重的窗帘和门帘是比较经济可行的办法。天花板的隔声也不容忽视,如果需要可以考虑在天花板上增加隔层或在天花上铺设吸音棉的办法来满足隔声要求。
扩声系统的设备选择和布局
4.3.1扬声器指向性:对扬声器来讲,指向特性表明它所产生的声音在周围空间的分布情况,音箱的指向特性在扩声系统的设计中非常重要,它是保证扩声系统的声像定位、降低声音干涉、满足系统对声场不均匀度要求的重要指标,通常系统中音箱布局设计需要结合音箱的指向特性指标。
4.3.2扬声器的布局:在扩声系统的设计中,扩声系统的关键设备——音箱的位置布局是关系系统扩声指标及厅堂声场指标能否得到保证的关键。
在音箱布局设计中,应根据现场对直达声覆盖范围要求、音箱的指向性使声音在适当范围重叠,满足声场不均匀度的要求。
5、编写系统设计方案及绘图
设计方案主要包括电声系统设计部分和建筑声学设计部分
关键词: 观演建筑 视觉设计 声学设计 协调融合 以人为本
中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:
前言
观演建筑是指那些与音乐、戏剧观演有关,并对音质有较高要求的厅堂建筑。如音乐厅、歌剧院、大剧院、戏剧场、多功能厅、演艺中心、文化艺术中心等公共建筑。这类建筑具有其特殊性,其功能组成主要分前场与后场。所谓“前场”是指与公众直接对话接触的区域,例如前厅、休息厅、观众厅、走道、舞台、乐池等观众可以直接进入和接触的区域;“后场”是指后台、侧台、化妆、排练厅、道具、服装间等一系列演出保障用房及区域。
介于此类建筑的特殊性,恰当地抓牢几个设计要点,才能将其多属性、多专业的特性有机地组织起来,我的总结是:“视觉设计”、“声学设计”、“协调融合”、“以人为本”。
一、视觉设计
视觉设计心理研究表明,视觉系统就像是一部无以伦比的精密装置,奇妙的功能令人对造化之功赞叹不已。人的视听功能有特定的适应性,有了生物节奏的规律,于是才可能有悦目的效应。视觉有许多产生舒的本能反应,例如:图像的节奏感、秩序感,适当的色彩关系,因为吻合人的生理需要而产生的愉悦。
室内设计中对图形的应用和色彩的选择最大程度上决定了空间的视觉特质,从而带给受众群体直接的感受。观演建筑一般都会是当地比较瞩目的代表性建筑,如上海大剧院、苏州科技文化艺术中心、青岛大剧院、厦门海峡二期闽南剧院等,其不仅体现了当地文化发展的需求,更是当地文化精神的代言,作为观演建筑的室内设计更是肩负着文化挖掘的重任。例如厦门海峡二期闽南剧院的室内设计中,设计思路始终与当地的文化相呼应,对厦门“鹭岛”的解读,以及对当地地方戏曲民间艺术等元素进行发掘,并通过提炼和深化,巧妙地与建筑元素结合,形成基于地方文化又符合时代特征的设计符号,贯穿于室内公共空间的设计语言,给当地观众以新的文化诠释,也给外地观众以地方文化的展现。
(附图一)闽南剧院大厅设计中顶面的肌理、栏杆形态都和当地的文化元素的挖掘有关
(附图二)闽南剧院大厅栏板形态来源于唯美的舞蹈艺术
梵高说:“没有不好的颜色,只有不好的搭配。”而在最能体现人感性与敏感的特性并与人的生活息息相关的室内设计中,色彩几乎可被称作是其“灵魂”。由于现代色彩学的发展,人们对色彩的认识不断深入,对色彩功能的了解日益加深,使色彩在室内设计中处于举足轻重的地位。色彩,是室内设计中最为生动、最为活跃的因素。色彩依明度、色相、彩度、冷暖而丰富多彩,而色彩间的对比调和效果更是千变万化的。
室内设计中按照不同空间的使用特性,或激情、或冷静、或温和……,观演建筑室内设计的色彩把握更是极为重要,空间性格的属性、导向功能、节奏等等都是我们可以通过色彩进行演绎的。
(附图三)闽南剧院大厅色彩的运用,以及材质肌理与当地元素的关系
(附图四)闽南剧院观众厅色彩与材质运用
二、声学设计
观演建筑与其他建筑的显著区别就在其“声”,即声学的超高要求上。特别是音乐厅、歌剧院建筑,音质设计在工程建设中占有主导地位,这是由于功能上的要求所决定的。
“声”——声学设计,观演建筑的音质要求,主要根据该建筑的声学特性,各有其侧重点:以音乐演奏(唱)为主的建筑,要求声音丰满而不混浊,有足够的响度(音量),不改变演奏(唱)者原有的音色,并适当加以美化,均匀的声强分布,足够强和覆盖面大的反射声,从而获得较好的亲切感,低噪声和无音质缺陷;以语言听闻为主的建筑除同样要求有足够的响度、均匀的声分布和低噪声外,侧重于语言的清晰、可懂、音色纯真、饱满。观演建筑有多种分类,如音乐厅(又分交响乐厅、室内乐厅)、歌剧院、多功能剧院、话剧院、地方戏剧院、排练厅(又分音乐用、戏剧用)等不同类别,而不同类别的厅堂对声学的指标也都有区别。按照不同类型的观演建筑确定其相应合理的设计参量指标,以此作为设计依据,才能达到预期的音质效果。
观演建筑最基本的评价参数是混响时间、早期反射声、响度、声场分布和声扩散以及允许噪声等。
如在厦门海峡二期闽南剧院中的理论参数指标分别为:
中频满场混响时间RT:1.5±0.1s
低频比重BR:1.1~1.3(提高低频RT可增强音乐丰满度)
侧向反射系数LFE4:15%~35%
声场力度Gmid:2.5~4dB
初始时间延迟间隙tI:≤20ms
表面扩散因子SDI接近于1
本底噪声:NR-25
每座容积:7~9m3/人
在演出时观众厅内任何位置上不得出现回声、多种回声、声聚焦和共振等可识别的声缺陷。
(附图五)闽南剧院观众厅声场分析
三、协调融合
观演建筑有关视觉、听觉方面的设计直接影响其专业功能与技术等级,为此在进行设计建造之前,必要明确功能要求,投资情况,将来经营方式,对各功能特点,观众厅类型,设备设置和等级;对各项指标、附属建筑的布置等进行科学论证,详尽分析,提出设计要求和条件,才能提交设计单位按程序进行设计。一个成功的观演厅堂,必须具备以下的条件:
1.具有良好的视听条件
看得满意、听得清楚,是观众、听众对观演建筑的最基本要求,也是观演建筑设计成败的关键。室内设计必须根据人的视觉规律和室内声学特点,解决视听的科技问题,因此观演建筑室内设计具有高度的科学性。
2 .创造高雅的艺术氛围
欣赏各式各样的艺术表演,既有娱乐性又具教育性。精彩的艺术表演应与高雅的空间环境相协调,历史上许多著名的剧院、音乐厅,都从内到外倾注了建筑师和艺术家的高度智慧和心血而成为建筑艺术精品留传于世。我们当然不苛求建筑环境艺术气氛完全和演出艺术作品内容一致,但在广义上说观演建筑室内设计应具有高度的艺术性,使形成一个高雅的艺术文化氛围,潜移默化地提高民族的文化素质。
3 .建立舒适安全的空间环境
许多演出往往长达几小时甚至半天,观众也常达千、百人之多,因此要求室内具有良好的通风、照明,宽敞舒适的流动空间和座席,安全方便的交通组织和疏散,使观众能安心专注地观赏演出,是十分重要的。
为了实现以上的要求,除了做好视觉设计、声学设计之外,必须在设计时密切地结合如舞台设计、照明设计、智能化音视频设计、机电消防设计等一系列专业设计,并且使其融合协调。
舞台是表演艺术的第一载体,是观众厅内空间构图的中心,它的高、宽尺寸决定了观众厅的规模;箱形舞台的大小尺寸,甚至影响到剧场的体型;同时,也是舞台内的声场与观众厅的声场的耦合处,如同咽喉,对观众厅的音质起着决定性的作用。台口宽度、高度和主台宽度、进深、净高均应与演出剧种、观众厅容量、舞台设备、使用功能及建筑等级相适应。同时,吊杆设置、各种幕布的配置、假台口、转台、车台、升降台、伸缩舞台等,均是实现舞台效果的必要条件。
照明设计越来越得到人们的重视,特别是在观演建筑中,照明设计已经成为非常重要的一个环节:
1 .观众厅的照明
观众厅的顶棚形式应考虑能隐藏光源和声学上的特殊要求,因此,常作成一系列锯齿形状的吊顶,把灯具隐蔽在朝向舞台方向一边,并能利用智能调光控制模块设计出在不同场景产生合适的照度和光照形式。观众厅的照明是集功能要求和艺术性的综合手段,厅堂的装饰材料与色彩通过恰当的照明方式、照度、色温呈现给观众,不同的场景带给人不同的视觉感受,同时也是对演出效果的保障。
(附图六)闽南剧院观众厅照明模式
2 .舞台照明
舞台照明是通过面光、耳光、追光、脚光、天幕灯等专业照明手段提供特殊的艺术效果,表现出形体的立体感,产生戏剧的情绪和气氛。
除了以自然声演出的音乐厅外,目前所有的观演大厅都具有智能化音视频系统。各种智能化电子设备随着科技的发展也以惊人的速度发展着,可以通过各种设备进行补偿和制作,使音质和影像获得意想不到的、特殊的效果。同时结合建筑声学设计,选择室内装饰材料应既能满足声学要求,又有良好的艺术效果,把装修艺术和声学技术结合起来,充分体现观演建筑室内艺术的特征而别具一格。
观演建筑因其空间较为复杂、人员较为集中,故对消防安全的要求特别高,合理的防火分区设置、科学高效的智能消防手段、健全的疏散逃生指示、安全规范的用材与施工等均是应当严格注意并实施的。
室内设计作为设计的总体协调环节,必须了解并尊重其他专业设计的重要性,起到切实的协调融合作用,结合运营管理的需求推进整体设计,充分发挥各专业的技术优势,才有可能创造出一个优秀的观演建筑。
四、以人为本
这里所说的“以人为本” 是指人性化的意思,建筑为人所用,必须是以人的各种需求作为本源。所有的设计本身均服务于人,公共空间的人性化设施、标识系统、无障碍设计、以及满足不同人群的其他辅助设施及服务都是在室内设计中去体现和考虑的,所有之前提到的视觉设计、声学设计、舞台设计、照明设计、智能化设计、机电消防安全设计等都是应该以人的需求和感受出发,创造于人,服务于人。只有这样,创造出来的成果才会是经济的、合理的、舒适的。这里特别说到的是后场的人性化设计。观众席的舒适一定我我们关注的,但演员的使用空间是否设计合理,在观演建筑里却显得尤为重要。舞台的设计必须合理,有利于演员在最短的时间走到舞台;地板必须是有弹性的,避免演员受伤;舞台或部分舞台可以提升,允许演出在不同高度同时进行;舞台侧翼或上空要有足够的空间,可以适应大型演出或能布置多重布景;更衣室、淋浴间、休息室便捷合理;排练厅的合理设置……在一个设计优良的观演建筑中,舞台和演员构成了一半,观众构成了另一半,他们的二者相互融合使得演出超越现实,达到一定的艺术高度。
(附图七)闽南剧院VIP化妆间的人性化设计
五、结束语
综上所述,观演建筑的设计内涵是以实际需求为准,而不只是一种形式、一种审美思想,或是一场华丽的比拼,对核心需求的理解与最终慎密的设计同等重要,只有这样,才能创造出一场唯美的“视听盛宴”。
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ADS中国-影音智能设计有限公司是英国电声设计公司和香港长岛集团共同在中国投资建立的集音响产品设计、制造的外商独资企业。英国电声设计公司成立于1990年,是电声设计制造业为数不多的全资英国公司,总部设在英国第二大城市曼彻斯特,产品分布欧洲、亚洲及中东40多个国家。专门从事高质量的Hi-Fi、AV音响系统公共广播系统数字教学系统,汽车音响系统的设计与制造,在电声设计制造业被公认具有领先地位。它于1994年获得ISO9001国际质量认证及欧共体CE安全认证,是国际专业声光协会,北美音响协会,意大利帕索音响合作协会等多家国际专业协会会员,以支持ADS在欧洲、美洲及远东地区的全球化发展。
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凤凰广场剧场位于深圳罗湖区凤凰印象花园裙楼三楼、四楼。观众厅容积约为2670立方米,共有500个座位。剧院主要使用功能是用于演出,兼顾会议使用,还具有电影放映功能。所以这项项目的工程核心为声学设计。改造目的在于:1.应当拥有良好的语言清晰度;2.合适的响度,语言和音乐均要求有足够的响度,它們应高于环境噪音,语言的合适响度为60-70分贝;3.无回声和颤动回声,因为回声的出现会影响听音的注意力,降低语言可闻的清晰度。而颤动回声则使人感到厌烦,影响听音效果;4.低噪声,室外侵入的噪声和建筑物内的工程设备噪声,特别是空调制冷的设备噪声,对听音有障碍,因此应当尽量消除干扰,并控制在允许范围内。
音质设计主要是通过室内装饰材料的吸声性能的计算,设置合理的、必要的吸音材料和扩散材料,取得合理的室内混响时间,并避免声聚焦、颤动回声等声学缺陷,提高房间的语言清晰度。除此之外,在音质设计的过程中还考虑到了房间的电声设备布置。
其次,厅场容积和座位数也是影响声音的重要因素。剧场共有500座位,厅内有321座位,每座容积约为8.3m3。由于座椅的吸声量占厅堂总吸声量的一定比值,因此合适的每座容积有利于节省工程造价,并且避免出现吸声过量的情况。相比专门的电影厅来说,剧院每座容积要略大于电影厅,因此需要对厅内设置较多的吸声材料控制混响时间。
接下来,要解决的是声聚焦问题。声聚焦是由于厅堂体型的原因,导致混响声在某一区域,从而导致声场在这个区域加强的现象,声聚焦可以引起声场分布不均等声学缺陷。在该项目中,ADS使用了声线分析和声粒子分析方法,用以分析该厅堂的体型。
通过测量对比分析,该剧场第一次反射声和第二次反射声都均匀分布在剧场听声面内,因此该厅堂不存在声聚焦现象。那么,接下来,要注意是否有颤动回声和回声现象了。
颤动回声,指在平行墙壁间声音相互多次反射引起的声音颤动现象,属于一种严重的音质缺陷,会造成语言清晰度下降和音质不良。造成颤动回声的主要原因是吸声系数较低的平行界面,就实例而言,该剧场中观众厅中的平行界面主要为两侧墙之间以及顶面和地面之间。
说到回声,人一般能够辨别回声的时延为50ms,也就是说直达声与反射声的声程相差17m的情况就可以引起回声。就剧场的情况来说,因为主声源位置在舞台台口附近,因此观众厅前部坐席区容易引起回声的现象。所以,必须对舞台做出相应的吸声处理。观众厅后墙使用生态木穿孔板,该结构为宽频带吸声结构,可以防止后墙声反射引起的回声现象。
混响也是衡量声音好坏的重要指标,混响时间可以象征音质的好坏,语言清晰度的高低,也是房间吸声材料扩散材料使用面积计算的最重要参数。该厅的主要使用功能有电影放映,戏曲两种。而混响时间主要参考电影放映的使用功能,其中戏曲使用由于可以使用电声扩声的方式,因此相对较短的混响时间可以使用电声方式进行补偿。通过测量分析,该厅观众厅的中频最佳混响时间定为0.7+/-0.1s,舞台内的混响时间不宜过高,因为舞台对于观众厅属于耦合空间,如果舞台内的混响时间过高会导致观众厅的混响时间增大,并且由于经过舞台内的混响声声延迟较长,较易形成回声声学缺陷,因此舞台内的混响时间应小于1s。
根据厅堂的容积、内表面积及推荐的混响时间参数,推算出该厅堂达到推荐混响时间所需的吸声量。吸声量参数是确定厅堂吸声材料面积的主要设计依据。
经过全面测量,针对上述声学问题,我們做出了相应声学材料选择和安装布置。
青色区域主要作用是声反射,可选用金属板或密度板实贴木饰面。洋红色区域是声音的吸声和扩散,吸声采用聚酯纤维吸声板龙骨空腔吸声结构,扩散使用造型扩散体结构,部分区域使用反射材料。
而吊顶主要作用是增加观众厅内的早期反射声,并避免厅堂吸声量过大,我們选择了GRG板。吊顶处采用图中(顶部造型示意图)大致造型(红色线条所示部分),该结构可以降低室内容积,并且增加了顶部的扩散。
一、乐器学及其各分支学科的研究现状
国内有关乐器学综合研究的著作比较罕见,台湾音乐学者郑德渊在1984年曾出版了《中国乐器学——中国乐器的艺术性与科学理论》,为目前我国比较全面的中国乐器学研究著作。全书由五编组成,第一编简要介绍了中国古代到近现代乐器的沿革与发展。从第二编开始按照我国传统的民族乐器分类法分别介绍了“擦弦乐器”、“弹拨乐器”、“吹奏乐器”和“打击乐器”四大类,特别注意的是作者将我国传统的“吹、拉、弹、打”中的“拉弦乐器”更名为“擦弦乐器”,使得乐器分类更清晰科学。②这是笔者到目前为止发现的我国唯一的一部真正意义上的乐器学著作。该著作的特色在于除简要介绍了中国传统乐器的发音、音域、定弦、艺术表现等“乐器法”常识之外,还对其进行了较为科学的分类,尤其对于中国乐器的形制、制作材质、音响、声学原理及乐器改良等多方面问题都进行了比较详尽的介绍,虽然还远不能涵盖中国56个少数民族丰富多彩的乐器资源,但是这部著作对于我国乐器学研究的创建与发展必然具有开创性意义。而目前国内外对于乐器学研究主要集中在各分支学科之中,包括以下几个领域:
1.乐器分类法如何对世界各地的乐器进行系统、科学、正确的分类始终是中外音乐学家长期研究的重要课题。国内在此领域的主要著作是郑德渊先生著《乐器学研究——乐器分类体系之探讨》。③而国外乐器分类法研究的专门著作则有澳大利亚音乐学家玛格丽特J.卡托米(MargaretJ.Kartomi)著《乐器的概念与分类》。④两部著作虽侧重点稍有不同,但研究成果却有殊途同归之感。而除这两部著作之外,目前中外学者对于乐器分类体系的研究成果则散见于大量音乐史学、乐器学著作中,主要包括以下几种:(1)八音分类法:中国的《周礼》中首次全面记载了一种对后世影响深远的乐器分类方法——八音分类法。即金、石、土、革、丝、木、匏、竹。国内大多数学者普遍认同这是按照乐器材质进行分类的方法。美籍华裔著名音乐学家程贞一先生在他的著作中则提出了与多数学者不同的见解,他认为“中国的八音分类是音色的分类,并不是乐器的分类”,他认为古人在很早就注意到发音材料各具其本质的特定音色,并产生了以发声材料来分辨音色的措施。⑤这种观点对于我们研究八音分类法无疑是一次全新的理解。(2)管弦乐队分类法:该分类法起源于欧洲,是随着西洋管弦乐队的诞生和成熟逐渐形成的一种按照乐器声部进行分类的方法。该方法将乐器分为弦乐器、管乐器和打击乐器三类。但是这种分类方法存在明显的问题:弦乐器和管乐器是按照乐器本身的结构特点分类,而打击乐器又是按照演奏方式分类。而我国的民族管弦乐队的分类则完全按照演奏方式分为“吹”、“拉”、“弹”、“打”四大类。(3)印度的四分法:印度早在笈多王朝(公元320-495)时期就已出现了四分法,印度著名的梵文著作《戏剧论》(Natyāsastra)中在章节的划分方面已经有意识地将当时的乐器分为弦乐器、气乐器、皮乐器。日本著名学者林谦三经过多方面考证得出结论:印度早在笈多王朝时期已经将乐器归纳为弦、气、皮、体四大类⑥。(4)萨克斯-霍恩博斯特尔分类法:在印度分类法的基础之上,比利时人马伊永(V.C.Mahillon)将乐器分为体鸣乐器、皮乐器、气乐器和弦乐器四大类,这是根据发音体的物理性质确立的分类体系。在马伊永的基础之上,德国音乐学家霍恩博斯特尔(E.V.Hornbostel,1877-1935)和萨克斯(CurtSachs,1881-1959)增订创立了著名的霍恩博斯特尔-萨克斯分类法(Hornbostel-Sachs,简称H-S分类法)。该分类法具有逻辑清晰,涵盖范围广泛的特点。尤其在世界民族乐器研究方面具有很大的价值。台湾学者吕锤宽在他的著作中将其称为“博物馆式乐器分类法”。他认为该分类方法具有细腻性和科学性,但是从知识性或实际音乐生活的角度而言,该分类法的作用仍有待观察。⑦国内也有学者和他具有相似的观点。然而随着乐器分类学研究的逐步深入,人们普遍意识到霍恩博斯特尔-萨克斯分类法也存在一些问题。在世界范围的乐器中,发音体也不是单一的。如单簧管等簧管类乐器的发音就是人体口腔喷出的气流(即气鸣)和簧片振动(即体鸣)双重作用的结果,因此严格上应将这类乐器归类为气鸣与体鸣相结合的乐器。(5)其他分类法:除了上述乐器分类法之外,世界范围内还广泛存在多种乐器分类体系,如阿拉伯的二分法,即把乐器分为固体乐器和空穴乐器两部分,所谓固体乐器包括:击奏、弹奏、擦奏乐器;所谓空穴乐器主要指有共鸣腔的吹奏乐器。我国的著名乐器学专家应有勤教授认为“任何乐器上都有一套操作决定音高的系统,它可以位于乐器的发音部位,也可以位于乐器的不发音部位,是为演奏者编排的音高信息界面,由演奏者的操作来决定音高的系统。”[4]作者从乐器的音位模式、音位特性、音位激发因素和运行因素出发,并把它们作为分类的阶元,从而在乐器学上形成与民族音乐体系相关的分类法——乐器音位分类法。此外,近年来国外对于乐器的分类问题进行了广泛的研究,并创立了音区分类法、频谱分类法、声功率分类法、元素分类法等多种分类方法。但这些分类方法的科学性和实用性仍然有待实践的检验。
2.乐器史学乐器史学是研究乐器起源、产生、发展的学科,属音乐史学下的一个分支学科,也是乐器学研究的重要组成部分。乐器历史的研究必然与乐器形制的变迁、乐器所蕴含的民族、民俗等问题密切相关。但是由于乐器本身所蕴含的有价值的信息远不如古代文献那么直观,且乐器的种类纷繁复杂,因此对于乐器史学的综合研究目前在国内外仍是一门难以触碰的学科。到目前为止,世界范围内最为权威的乐器史学著作是世界著名的美籍德裔音乐学家科特•萨科斯(CurtSachs,1881-1959)于1940年完成的著作《乐器的历史》⑧。该书是首次全面介绍世界范围内乐器历史的著作。全书阐释了乐器从远古到近代演变的过程,融入了音乐学、美术学、人类学等多门相关学科,可以说是一部具有极大影响力的乐器学著作。上世纪90年代,美国音乐学家AnthonyBaines完成了两部乐器史学著作,分别是《WoodwindInstrumentsandTheirHistory》(《木管乐器及其历史》)⑨和《BrassInstruments:TheirHistoryandDevelopment》(铜管乐器:历史与发展)⑩两部书分别阐述了对西方音乐产生深远影响的两类不同材质的乐器发展史。书中将木管和铜管乐器的历史与当今使用的各种乐器的解释与图样相结合,对乐器的制作工艺和乐器的发音原理等问题进行了详细的说明。在亚洲,日本的乐器史学研究较为深入。1948年,著名音乐学家岸边成雄的著作《东洋的乐器及其历史》是亚洲地区目前发现最早的区域性乐器史学著作;著名音乐学家林谦三于1956年完成的著作《东亚乐器考》则成为近半个世纪以来东亚和部分东南亚地区乐器史学研究的重要参考资料,该著作汇集了作者针对东亚各国——主要是中国,以及日本、印度、朝鲜、缅甸、柬埔寨诸国的古乐器的著述考据论文共四十篇及附论四篇,作者采用乐器分类法的四大纲目,针对前人之所未致,论述了“体鸣乐器”、“皮乐器”、“弦乐器”、“气乐器”中各种乐器的起源、沿革、乐律以及乐器名称的语源等问题。在我国,1996年,由中国艺术研究院等部门共同发起的《中国音乐文物大系》开始出版。该项目以音乐学家黄翔鹏为总主编、王子初为执行副总主编,汇集了全国数以百计的音乐学、考古学、历史学方面专家指导或参与编撰工作。2006年,由王子初担任总主编推出的《中国音乐文物大系II》也陆续出版。这部鸿篇巨制按省份分卷,每卷均有对该省音乐文物按朝代划分的综述,及出土的乐器、图像等多方面文物图文并茂的阐述和研究。中国大陆对于乐器史学的研究主要散见于多位学者的论文中,这些论文主要针对的是乐器个案或某一类乐器个案的历史研究,包括琵琶、卧箜篌、笛属乐器、拉奏弦鸣乐器等方面。
3.乐器声学乐器声学是乐器学理论研究中重要的组成部分。它从理论上阐明乐器的发音原理、结构与功能的关系,而在实践方面则对乐器工艺学与乐器演奏学等学科的研究提出指导性意见。我国是乐器大国,各民族都有着丰富多彩的乐器,同时又是乐器生产大国和乐器销售大国,但是对于丰富多彩的乐器的声学性能却罕有研究,这不能不说是一个巨大的遗憾。目前我国对于乐器声学的研究还处在起步阶段,罕有专门的乐器声学著作,一般相关的内容都散见于音乐声学著作中的“乐器声学”章节,以及对乐器个案的声学研究领域。近年来国内比较有影响力的乐器声学著作是中国音乐学院韩宝强教授著《音的历程——现代音乐声学导论》。该书为目前为止国内最权威的一部音乐声学的专著。在著作的第三部分“音的色彩”第九章至第十四章中运用了大量的篇幅全面系统而又深入浅出地介绍了乐器声学的基础知识。而在国外,有关乐器声学的研究起步较早,著作较多。澳大利亚音乐学家NevilleH.Fletcher和美国北伊利诺伊大学科学家ThomasD.Rossing合著的《乐器的物理学》,它和日本音乐学家安藤由典著《乐器的音响学》均为全面介绍各类乐器声学特性的权威著作,只是侧重点略有不同。而针对某一类型的乐器声学研究方面,该著作的其中一位作者ThomasD.Rossing还著有《打击乐器的科学》,该著作与美国音乐学家CornelisJ.Nederveen的著作《木管乐器的声学领域》同为对某一类型乐器的声学原理的研究。国外的音乐声学著作中也有大量关于乐器声学研究的章节。早在上世纪20年代,ThomasD.Rossing就曾参与编著《声音的科学》一书,书中运用五章的篇幅分别介绍了不同类型的乐器的声学原理,如今已推出三版;美国的约翰•巴克斯教授在他的著作《音乐声学基础(第二版)》第四部分“音乐声音的产生:乐器”中用了6章的长大篇幅介绍了弦乐器、木管乐器及其他、铜管乐器、钢琴及其他、打击乐器、电声乐器的发音原理及音响特征。到了80年代,美国的多纳德•E•赫尔教授在他的著作《音乐声学》中也运用了大量篇幅介绍了常规乐器的声学特性,包括“打击乐器及其自然模式”、“钢琴与吉他琴弦”、“弓弦乐器”、“吹管乐器与长笛”、“簧片乐器”、“人声”等多个领域。英国音乐学家戴维•霍华德和电子学家杰米•安格斯合著的《音乐声学与心理声学》也在第四章“乐器的声学模型”中介绍了各类乐器的发音原理。该章提出了一个非常简单的“黑盒子”模型的概念。作者认为所有的声学乐器都由两大部分组成:声源(即乐器的振动源)和声音修饰器(即乐器的其他部分),在简单模型中将声源称为“输入”,声音修饰器称为“系统”,输入系统后产生的效果称为“输出”。运用这一模型可以分析任意一种乐器的声学特征。作者有意忽略了乐器在结构上产生的复杂的声音变化过程,只关注乐器的声源和乐器产生的效果,运用这种简便易于理解的模型可以针对弦乐器、管乐器、打击乐器以及“歌声与语声”(即嗓音乐器)的声学原理进行系统化的分析。从近几十年来国内发表的学术论文来看,国内对于乐器声学研究主要经历了由普及基础知识到微观的乐器声学个案研究再到宏观的乐器声学体系的创立三个层面的研究过程,体现了我国在乐器声学领域研究的逐步深入和快速发展。早在上世纪80年代初,南京大学声学研究所的包紫薇教授就曾在《乐器》期刊中编译发表了《声学和音乐》的连载文章,对于普及器乐声学基础知识做出了重要贡献。与此同时,国内的一些相关专家也开始关注乐器个案的音响分析与研究。1978年,随着曾侯乙编钟的出土,国内专家展开了对编钟这一古代重要青铜乐器的全面分析研究,而对于该乐器音响层面的研究则是其中重要的组成部分,成果丰厚。除编钟之外,上世纪80年代之后出土的其他乐器中大部分都进行了测音研究。如贾湖骨笛、良渚文化玉璧、三星堆乐器、青海喇家遗址玉石器等,这些测音的研究对于我国音乐考古事业尤其是古代乐器音响标准化的认识都起到重要作用,相关著作如《曾侯乙编钟研究》、《中国音乐文物大系》等都进行了详细的分析并列出了切实可靠的数据,成为至今都被学者广泛引用的重要参考信息。此外,国内对于乐器声学的个案研究还包括弹拨乐器(以琵琶为主)、拉弦乐器(以二胡为主)等领域,对于管乐器和嗓音乐器的研究则相对偏少,而对于我国各地少数民族丰富多彩的乐器研究则更显单薄,仅限于新疆维吾尔族的个别传统乐器声学的分析。上世纪90年代末,国内学者在关注乐器声学个案研究的同时,开始关注从宏观角度探讨民族乐器声学问题,即如何运用乐器声学的理论与实践研究切实保护我国各民族丰富多彩的传统乐器。目前对于民族乐器声学领域的关注层面主要集中在民族乐器声学品质问题、民族乐器音响标准化问题、民族乐器改良过程中的声学问题,直至“中国民族乐器音响标准库”的创建问题等多方面。而这些方面的问题又相互依存、相互影响,对于民族乐器声学的理念创建起到了至关重要的作用。
4.乐器工艺学乐器工艺学是研究、总结利用材料的自然属性,以建构集中产生声音能量的乐器的工艺化过程和工艺形态的规律,及其所蕴涵的人文特色和科技因素的一门应用性学科[5]。乐器工艺学是乐器学研究的一个重要组成部分,它涉及乐器材料、乐器制作、乐器装饰、乐器改良等多层面问题,又与乐器声学等上述多门学科有着千丝万缕的关联。上世纪70年代末,由CharlesFord主编的《制作乐器——弦乐器与键盘乐器》是一部较早的介绍弦乐器和键盘乐器制作工艺和技术的书籍,全书由5位乐器制造师根据自己不同的技术背景,分别介绍了维奥尔琴、琉特琴、小提琴(含巴洛克时期的小提琴)、古典吉他和羽管键琴的制作工艺和流程,并配有插图。最后一章则介绍了古乐器的复原与保护。美国音乐家、乐器设计师BartHopkin(巴特•霍普金)1996年完成的著作《Musi-calInstrumentDesign——PracticalInformationforInstru-mentMaking》(《乐器设计——乐器制作的实践信息》)是一部通俗化的介绍乐器设计、零部件构造和制作工艺的书籍。2007年,中央民族大学民族乐器项目课题组在全国55个少数民族的500多种乐器中遴选了23个少数民族的69种乐器进行传统生产工艺和技术保护工作,并重点对每一种乐器的形制结构、材料的选取,工艺流程,重要技术参数、特色生产工具和演奏技巧进行捕捉,并对每种乐器从材料到成品的全过程用文字和图片加以记录和整理,并完成了《中国少数民族特需商品传统生产工艺和技术保护工程第三期工程——民族乐器》一书。该工程的实施和著作的完成无疑是对我国少数民族乐器制作工艺技术的全面“普查”,对于研究国内民族乐器的制作与研究都具有重大意义。
二、近年来学科发展概况
1.国内举办的学术会议概况学术会议的召开是体现某一学科发展最新动态的重要标志。近年来国内主要举办过三次全国范围内的乐器学研讨会。(1)2006年上海研讨会由上海高校音乐人类学E-研究院主办的“乐器学在思考——乐器研究的挑战与转机国际学术研讨会”于2006年9月22日-23日在上海音乐学院召开。参会人员包括来自澳大利亚、英国、新西兰、中国大陆和台湾的乐器学研究专家学者。各国学者们分别从民族音乐学、人类学、考古学、博物馆学的理论与方法论研究角度,从乐器学的研究主体、研究理论、研究方法等多个方面来呈现乐器学研究的重要性及在未来发展的可能性。(2)2010年北京研讨会2010年9月18日,中国音乐学院音乐学系主办了“乐器学国际研讨会”。来自大陆、美国和香港的二十余位专家参会。此次研讨会针对乐器分类学的新方法、乐器与文化、乐器考古等方面问题进行了探讨。(3)2012年北京研讨会2012年11月17日至18日,刚刚成立不久的中国音乐学院音乐科技系主办了第三届全国乐器学研讨会。此次研讨会吸引了国内15所高校的20余位专家、教授,以及中国音乐学院、中央音乐学院、南京艺术学院多位音乐声学专业和乐器学专业在读博士生和硕士生参与。他们针对乐器学学科建设、乐器与文化生态、乐器学专题研究等方面问题进行10余场学术报告,所涉及具体内容包括乐器学专业学科建设、乐器分类法研究、乐器生态、乐器文化、乐器工艺学、乐器声学、乐器史学、电子乐器等。2.国内乐器学学科概况在乐器学学科的创建方面,国内在上世纪90年代的各大音乐学院中已开始有钢琴调律和乐器制作方面的专业,但是系统从事乐器学研究的专业还未出现。走在前列的主要是沈阳音乐学院、南京艺术学院、中国音乐学院等专业音乐艺术院校。沈阳音乐学院与2000年成立了乐器工艺系,发展到今天主要设钢琴调律教研室、弦乐器制作教研室,主干课设有乐器声学与律学基础、乐器木材学、计算机制图与力学基础、手工工艺基础、乐器修理修复、油漆工艺等;南京艺术学院在以陈建华教授为学科带头人的引领下,已创立了中国最早的乐器学理论硕士学位授权点和乐器学专业博士学位授权点;中国音乐学院于2011年创立了音乐科技系,并已开始招收了乐器学专业的本科生。这些学科的发展对于培养我国乐器学的专门人才都具有重要意义。
保利垄上的家庭影院声学装修项目是索兰2009年影音房建设签约的第59家项目,业主江先生是通过一个朋友了解到索兰公司,在此之前他已经购置了影音房中所有的设备。找到索兰的主要原因是想做声学装修,江先生一直拥有一个在家里建造一间私人影院的梦想,虽然不了解什么叫声学设计,但私人影院的那种情调感觉是他所希望拥有的。
业主江先生是一位成功人士,品位极高且非常细致。他对影音室设计也提出了很高的要求,要达到身临其境的影院震撼效果,并且不能影响家人休息或招来邻居的投诉,要操作简便无障碍,保证家人都可以轻松使用。
当我们按照预约的时间来到江先生的府上,在工地现场,看到用作影院使用的房间是一个方方正正的结构,长和宽几乎等值。面对着6米×6米×3米的房间,即使不用声学设备进行测量,也知道这个房间存在着严重的共振和驻波现象。江先生对此并不了解,在使用中他觉得这个房间很合适,并且将设备的线路和电路都已由设备的专业厂家施工完毕,使用的是美国BOSS最高级的悠闲48,和他的奥迪A8车中使用的音响是同一品牌。
而我们认为悠闲48在这个容积的专业影音房中根本不会有很高的声压级,那种爆棚效果肯定不会体现出来,而且不是7.1环绕,很不适合在影院房间使用。经过耐心的讲解专业的家庭影院所需要的声压级以及在这个环境中应该配置什么样的音响才能达到他所希望的那种效果,并且通过实际测试的数据对比,江先生了解到家庭影院的建声奥秘和器材选配的重要性,同意把这套悠闲48转移到客厅使用。同时让我们按照自己的想法结合装修来为他配置所有的设备、智能控制,让我们的专业性充分的体现并且期待给他一个惊喜。
基础隔声施工
面对业主的信任和期待与实际房间结构对声音效果的不利影响,我们勇敢地接受了挑战!首先采集原始数据做备案,与将来建成的数据做对比,同时考虑对房间结构做优化切割。桌案上的工作完成后,我们的施工队进场了。
基础隔声的施工
做好隔声的基础首先离不开对地面的处理,阻断低音炮及音响设备的声桥传导,很多的失败案例说明,墙面的隔声处理的再好,而没有做好地面的声学处理,将导致彻底的失败。因为声音通过振动在固体中的传导速度是空中的传导速度的几十倍,同时固体传导也是最难以克服的声学问题。江先生家这个房间的地暖还没有铺设,我们就先于地暖施工前,在地面上铺设专业的浮筑楼板隔音垫。在与墙面接触的阴角处我们使用了特制的加厚隔声墙裙,并用环保油膏封死阻断了楼板与墙面的刚性连接,在这个基础上再进行地暖回填就变成真正的浮筑地板了。原先做浮筑楼板的时候需要使用高密岩棉并配筋,既复杂又占用宝贵的垂直空间。现在有了高科技的产品,可以用成本换空间,很适合在小面积的私家影院使用。
隔声层中的走线
在隔声层中的走线也是非常的讲究,管线穿孔处理是隔声设计的关键。管线在隔声层中穿过时,采用了软管,而没有采用钢管或PVC等硬管。每层线管穿过后结构漏空部分用油膏密封,线管出墙后末端也进行了密封。隔声层内的布管不是直通穿过,而是弯折迂回,实际穿管长度要比出墙两端直线距离长2.5倍,从而有效防止漏声。
窗户的重新改造
房间中的后窗户具有采光作用,业主没有同意封掉。尊重业主的意见我们给以保留。但窗户的面积达到两米多,而且紧邻车道。为了达到影音房28分贝的超自然的静音指标必须对其进行特殊的处理。目前使用的中空玻璃窗看着质量不错,但实际测量低频隔声量不足20分贝。路面汽车产生的低频噪音很容易穿透窗户在室内形成驻波,虽然声压级不高但足以让人感觉非常烦恼。我们在决定拆掉这个窗户,重新安装专业的中空加胶的隔声窗,克服普通中空玻璃的低频共振低谷和高频吻合谷效应。隔声量可以达到53分贝,从而保证了室内可以达到30分贝以下的静音标准。
门的隔声处理
门是隔声工程中最关键的一个环节,同时也是最复杂,最难以控制的环节。对于隔声工程来说,一平方厘米的缝隙泄露就会造成一百立方米的空间隔声量下降80%,而门最容易成为“罪魁祸首”。一般民用的门无论是实木的还是复合的,其门扇的隔声量在十几到二十几分贝。在安装的过程中门下口还会留有缝隙,所以不是专业的隔声门几乎没有超过二十分贝的隔声量。公司经过几年的甄选和安装对比,目前使用结构为表面为实木面层,内部为双层蛭石板、双层金属粉末隔声毡中间加有2.5厘米的120千克容重的低频减震岩棉压制而成,门扇厚度达8厘米。门锁使用特殊的锁具,必须保证隔声门关闭严密。日本医用加压旋转密封门锁,德国百利高强合页是我们的首选。带有门槛的整体钢制门框,使用的密封压条也是德国进口的加宽Z字型密封条。这样的一樘门具有52分贝的隔声能力,避免了木桶效应,使整个影院达到THX认证要求的28分贝的静音值。在这个环境中人的听力和辨析度会异常的灵敏,所有光碟中的细节都将会听得非常真切。
声学处理及色彩搭配
在房间整体的隔声降噪工程中已经对房间的格局做了局部的调整。因为在这个方型的房间中存在的驻波是非常严重的,不但有平行墙面的三个轴向共振,还有二维空间中的切向和三维的斜向共振,在房间比例不错的情况下,一般可以不考虑后两种共振形式,但这个正方形同时房高正好为倍数关系的特例中,这三种共振都要充分的考虑。在RIVES小房间声场测试软件中可以清楚的看到3D瀑布的低频共振显示在低频几个人耳敏感的波段存在的严重的驻波显现。这种共振频率会导致室内原有的声音产生失真,也称“频率畸变”,表现为低频产生嗡声,或产生“声染色”。
在调整中,我们将后墙的两个阴角整个的做成了斜倒角形式,避免了角落引发的强烈共振。同时幕布墙面的两个墙角也相应的做了处理,不但微微倾斜了7度,同时隐藏了高密有机棉堆叠而成的低频陷阱,从根本上抑制了驻波的破坏力。对于两侧墙面所产生的声波震荡引起的回声及第一放射区,我们采用了7度斜栅板进行扩散处理并暗藏灯槽。这个设计不但声学效果处理很好,同时设计的新颖和大胆也得到了江先生的赞赏。斜栅板两侧的立柱也做了低频吸收的处理,柱子的位置是经过紧密的计算,正好设计在250HZ的波峰位置,250HZ的吸声系数达到了0.9,低频驻波和共振终于被克制住了。
根据江先生的要求,房间中不但用来看电影,同时还要具备唱卡拉OK功能,并且效果要比超钱柜效果,这个又是一项挑战。如果说按照影院声学的设计出发,要求整个的房间混响应该设计在0.3S,而卡拉OK这样的吸声系数声音就会太干。所以在设计中又考虑增加了顶面的QRD扩散体和座椅后墙的两维QRD扩散体组合。QRD扩散体表面是由许多宽度相同,深度不同的沟槽排列而成,其深度是二次剩余序列排列的。它衍射出来的声波非常的均匀,所以被广泛应用于音乐厅和录音棚中。QRD的使用,使房间中的声场混响稳定在0.6S左右。卡拉OK的声音嘹亮悦耳。选用的材料为加拿大枫木,为了达到江先生的环保要求,我们没有使用油漆甚至水性漆都没有考虑,而使用了昂贵的德国进口木腊油,经过五次的上油和打磨,摸上去的手感非常的细腻柔和,光泽淡雅。
影音房的色彩搭配,虽然和声学技术没有直接的联系,但也是整体环境中相当重要的环节,要想赢得客户的心这方面也要专业,在与江先生沟通的过程中,我们的色彩搭配设计师已经暗中观察江先生的性格及穿着搭配,最后选定采用驼色和咖啡色相搭配的棕褐色系,典雅中蕴含“安定”、“沉静”、“平和”、“亲切”等意象,不但具有都市化味道,同时配合木质色也体现了自然休闲的惬意,这对江先生来说又是一个惊喜,不断的说:“有感觉!有感觉!”
智能家居应用
私人影院中智能自动化控制是高端影院所必须的,也是江先生一再叮嘱要做好的。有谁能在黑暗中去找电灯开关呢?不断的调换不同设备的遥控器?享受就是要把一切变得简单化、合理化、舒适化。可是如果在一个单独的私人影院中要使用中控系统,把智能楼宇控制的主机搬到私人影院中使用,真的未免大才小用。怎样让拥有私人影院的客户花等值的钱拥有完美的智能控制解决方案,是我们为私人影院客户提供增值服务的一个重点。经过对全球类似产品的甄选,我们最后决定引进了法国原产的达泰多(Delta Dore)无线智能家居产品。达泰多的智能产品汇集面向别墅会所所需要的智能控制、灯光控制、安防监控产品, 是目前使用稳定性较强的X2D无线电产品协议产品。安全稳定不受任何的电磁干扰,同时摒弃了传统的有线智能化安装的繁复,不但可以快速安装于新装修的项目中,也可以轻松的在已装修完毕的项目中安装使用。不用布线、不用施工,节省了大量的人力和材料,同时也不对原有的装修进行任何改动。
在今天人们把声学与音乐划分为两种不同的学科,无论是在东方还是西方,在古代的时候声学与音乐却是同一门学科,“声学”这一词本就是产生于肥沃的音乐土壤之中。在历史上,乐器的制造、音乐的发芽与繁荣以及更多种类的增多,都是声学所产生的重要源泉。
但伴随着现代化进程的发展,学科间的密切分工,物理声学与音乐学被割裂成两个不同的学科,两者之间的联系在教学中也没有得到相关的重视。因此,笔者想通过此论文对古代的声学与音乐的发展关系贺近代的音乐声本文由收集整理学的发展概况进行一次梳理,也是对物理声学与自己本专业相联系的一次总结。
1 中国古代声学与音乐理论之间的相互影响
在论文的前半部分,我们可以理解在古代一定意义上声学就是音乐学,在中国古代“声学”这一词是源于音乐的。而西方的近代科学中所创建的“声学”这一词,主要是想冲开音乐的束缚,并且将音乐包含在声学之中,二者之间有着异曲同工之妙,这就反映出来声学与音乐在一个侧面中关系,同时一部音乐的演进史就是一部声学的发展史。
在远古时代中因为诸多因素进而产生了音乐,这其中就包含了模仿自然或者巫术萌起、异形件求爱、抑或者语言低昂、音乐节奏等等方面。因为原始社会人们并没有声学这个概念,只是在不断的音乐实践中给声学奠定了基础。音乐和乐器几乎是同一时间产生的,在原始部落随便捡起的石块和所采摘的芦苇为歌舞来进行伴奏,后来石块就发展成了我们今天的乐器“磬”,在河南博物馆里,收藏着一支河南舞阳贾湖遗址出土的新石器时代的骨笛,这支骨笛是用鹤骨所制,距今已有8700年的历史,被称为“中华第一笛”。是迄今所见年代最久远的乐器,至今仍能演奏河北民歌小白菜的旋律,其准确的音高让人难以猜测他们当时是如何计算格音孔位置的。
1978年湖北随县出土的曾侯乙墓编钟,这就证实了在商周时期就具有了“一钟双音”的编钟性能特征,而声学届内还展开了一股研究古代编钟的热潮,研究的焦点就是为什们在同一个板振动体上可以发出两个独立的乐音,这如何进行解释?此次发现也引起了全世界学术界的重视。
我国著名的音乐理论“三分损益法”就是根据弦乐器的弦长和音调之间的关系,弦乐器的弦越长,音调越高,反之越低。计算方法是以基音的弦长为基准。乘以三分之二(损一)或乘以三分之四(益一)即可确定另一个比基音高或者低得音的弦长,以此类推,计算十二次,就可以得到比基音高一倍或第一半的音(就是高八度或低八度的音)的弦长,也就完成了一个八度中12个音的相应弦长的计算。到了明代,科学家朱载堉发明了更为准确地“十二平均律”,为当今世界钢琴和手工琴等乐器普遍使用。
综上,中国古代丰富的音乐实践奠定了声学发展的基础,因此声学也是中国古代科学中最为发达的学科之一。
2 近代音乐声学发展概况
由于物理声学与音乐理论实践的历史渊源,当今音乐学科中对物理声学的知识也变得重视起来,也有很多专家从事这方面的研究,这门学科被称为“音乐声学”。
音乐声学是采用物理声学理论和方法探索音乐产生及传播规律的一个学科,如果我们认同音乐是由音响构筑的的一种音乐形式,那么,音乐声学研究的意义就是在探索音乐的物质本质。在上述论文中我们可以看到中国古代的音乐声学最显著的特点是注重乐律理论研究,世界上找不到第二个国家在此领域拥有如此多的学者和著述。进入20世纪,就国际研究趋势而言,音乐声学主要包括以下内容:音乐音响的物理属性与人类听觉的相关性(如音色、音强、音高、音值)、乐器声学、歌唱声学、厅堂声学(如音乐厅的设计)、电声学中与音乐紧密相关的部分(如音乐录制)以及计算机音乐等等。在中国20世纪上半叶,物理学家出身的赵元任在1920年前后从事中国语言音调的实验研究,始创汉语声调波形研究方法。由于他自觉地依据汉语声调的变化规律进行歌曲创作,使他的作品在演唱者贺欣赏者中都受到极大地欢迎,有些作品流传至今仍历演不衰。刘复是20世纪初另一位在音乐声学领域由造诣的语言学家和音乐学家,并首次提出中国的四声“只有频率高低之别”的结论。在北京大学创立“语音乐律研究室”。他再语音声学方面最著名的研究是用仪器对天坛所藏的中国古代编钟和编磬进行测音研究,开音乐律学之先河。
在20世纪下半页,较为引人注目的研究室在民族、古代及现代乐器声学研究。中国民族乐器在声音上具有鲜明的民族特征,如何运用声学理论阐明这些特征,并用于指导民族乐器的改良工作,成为音乐声学工作者普遍关心的问题。
电声技术与音像技术的发展也离不开音乐声学理论的支撑,高保真音像使今天的人们足不出户就可以欣赏到美妙的音乐,但是人们还是可以感到电声技术制造出来的录音制品与现场演出之间的差异,研究并减少这种差异有助于提高人们欣赏音乐的质量。
关键词:京剧演出专业剧场;音质设计
中图分类号:TU112.4
文献标识码:A
文章编号:1008-0422(2011)01-0097-03
1、前言
中国的国粹――京剧是中国传统戏剧的代表剧种,是东方戏剧艺术的代表,但是作为京剧演出的现代专业剧场非常少,而继承中国传统戏场特征的剧场几乎没有。所以京剧演出专业剧场的设计研究比较缺乏,本文尝试从舞台形式、观众厅体型等方面对京剧演出专业剧场的设计进行探索和研究。
2、舞台形式
京剧是一种写意的艺术形式,讲究的是时空和空间的瞬间转换,注重的是戏剧所表达的意境,通过演员的表演,观众发挥自己的想象,在脑海中浮现戏剧所表达的场景,而不是向观众展现一种现实主义的画面。中国传统戏场建筑,无论是庭院式,还是厅堂式,都是伸出式舞台,观众围绕舞台三面观看。
从西方建筑理论发展起来的现代剧场舞台形式有伸出式舞台和镜框式舞台两种,伸出式舞台又有尽端式和岛式两种。西方的镜框式舞台不但不能有助于京剧艺术特点的发挥,反而将京剧艺术的立体感转变成一种很平面的表演。于此同时,京剧为了使演出适应西方镜框式的舞台,改变了京剧传统的艺术特性,比如上下场、走台、布景等等,已经慢慢失去了京剧写意的艺术特性,逐渐歌剧化、西方化。
伸出式舞台表现手法是立体形象为主的,观众三面或四面观看,无论是戏剧的构图和层次,还是演员的表演,都强调横向和纵向的立体感。在这种三面围观的情况下,没有固定的横向和纵深的概念,因为观众是从不同的角度观看演出,从不同的视向观看,可以得到不同的画面和感受。
伸出式舞台为缩短视距提供了方便条件。据资料介绍,15m以内可以看清演员的细微表情,是比较理想的视距,最大不能超过22m。由于伸出式舞台剧场的观众是三面或四面环绕的形式,所以对于同等容量的剧场来说,它的座位排数要比镜框式舞台少的多,因此可以保证视距尽可能地缩小。同时可以更有效地利用演员的直达声。在伸出式舞台的剧院中,舞台和观众厅在一个空间中,这样不会出现镜框式舞台声学上的“耦合”现象。
但是同时西方伸出式舞台也有不利的因素,西方伸出式舞台和观众厅同属一个空间,舞台上方空间过大,不利于声音的扩散。这也和中国传统戏场的舞台空间形式差别较大,因此并不适合中国京剧演出。
因此,专业京剧现代演出场所的舞台形式不能完全照搬西方的舞台形式,无论是镜框式还是伸出式,都难以很好地表现京剧的艺术特点。京剧舞台形式应该是继承中国传统戏场的三面观看的伸出式舞台,这样既继承了京剧传统演出场所的观演环境,也符合京剧的观赏要求。
但舞台形式必须与观众厅的形式相适应,传统戏楼的观众厅形式因其规模较小已很难适应现代京剧演出的需要。京剧剧院观众厅的形式可以借鉴中等规模的现代剧场形式。对于这种观众厅不必设置太高的舞台。对于舞台高度,从演唱者发声的指向特性来看,台面高了,向下辐射的声能得以充分利用。如图中所示舞台高度由1m增加至3m后,直达声的受益范围显然扩大很多(如图2)。因此中国传统戏台多设置较高的舞台。但是在现代剧院中,有顶棚反射来加强后座声音,观众又是坐着看戏而且有楼座安排,其台面高度可以低得多,通常在0.8m~1.0m左右。
为进一步研究适应京剧的舞台形式,笔者分析了受西方影响的广东会馆、湖广会馆、德和园大戏楼的舞台尺寸。(如表1)
根据前面的研究,在考虑继承中国传统京剧的舞台形式特点和适应现代演出场所的需要,并参照剧场建筑舞台的设计规范f如表2),本文提出适应京剧现代演出场所的舞台尺寸参考值。(如表3)
3、观众厅设计
观众厅的体型设计,包括平面和剖面的形式,它关系到观众厅的音量、声场分布、后排座位的音量、声扩散的优劣、早期反射声的分布和避免音质缺陷等方面,是京剧剧院设计首先要考虑的问题。
3.1 观众厅平面设计
直达声的强度,直接影响声音的质量。直达声在剧院内传播时,声音强度将随观众与舞台距离的增加而衰减。此外,演员演唱或者乐器发声时,其声音都有一定的指向性,所以剧院的体型设计应该充分考虑声学的扩散特点。
作为一个以自然声演出为主的伸出式舞台的剧院,观众厅的体型应该考虑充分利用直达声,早期反射声,使声场分布均匀。在平面形式上,一方面要尽量压缩观众厅的纵向深度,因为直达声在室内传播时随距离的增加而衰减,所以为了保证直达声的强度,观众观看最大距离应小于24m;另一方面要考虑演员声音的指向性。对偏离声源主轴的观众,高频部分声音的明显衰减,降低声音的清晰度,同时也降低了京剧声音的亮度和穿透力。京剧的声音多集中于中高频,依据声音传播的指向性特征进行分析,平面形式可以归纳为扇形平面和多边形平面两种基本形式(如图3、图4)。
这两种平面形式都可以在保证视距的同时容纳最多的观众。这两种平面形式可以使观众处在演员和伴奏的声音指向性的范围内,最大限度地利用自然声能。演员声音有较强的指向性,频率越高,这种指向性越强。京剧的声音以中高频为主,所以京剧声音的指向性较强。同时,全部观众都在围绕舞台120°的角度范围内,因此可以保证很好的视角。同时,这两种平面形式也存在缺陷。因为观众厅两侧墙为开角,所以不能为池座提供早期侧向反射声。但是如果将两侧墙体设计成多个平行于中轴线的台阶状就可以改善这种缺陷(如图5)。
3.2 观众厅剖面设计
观众厅剖面设计主要包括观众与自然声源的距离、侧墙和后墙的声学处理等等。自然声演出的京剧剧院,京剧演员作为声源在舞台上的高度为1.6cm左右,舞台一般高度在0.8m,总高度为2.4m。地面升起的坡度应该根据声源高度和观众的距离,以及减少前排观众的声吸收来确定。如果仅仅考虑增加直达声强度,那么观众厅地面升起应该远大于视线设计的要求,并且尽可能缩短声源和最后排观众的距离。但是地面的升起也,必须考虑交通的方便、顶棚高度以及观众的感受。
同时在容纳相同观众的条件下,设置相应的楼座,这可以缩短观众厅的纵向深度,缩短观众的最大视距同时为了可以减少听众对直达声的吸收,观众厅楼座的坡度可以适当地加大,但是角度不能过大,梅兰芳大剧院的楼座最后一排的角度为29.8°,整个楼座坡度太大,观看舒适度比较差。由于京剧声音以中高频为主,根据声音传播的指向性特征,京剧高频声音能
量大部分在水平面以下,因此楼座坡度太大会影响观看效果和音质质量。
4、最佳混响时间
京剧既有对自,也有大量的唱段。作为京剧演出的戏剧剧院,在自然声演出的条件下,要保证声音有足够的响度和清晰度,因此要求剧院的混响时间不能过长,混响频率特性曲线接直,同时保证高频部分的混响时间不能过短,否则影响京剧声音的亮度。混响时间也不能过短,否则会使声音干涩不饱满,影响声音的响度。
每座容积是确定混响时间的一个重要参量。京剧演出要求混响时间不能太长,这种情况下,通常要求有较小的每座容积。镜框式舞台的剧院,每座容积一般经验值为6.0-6.5m3/座。京剧传统演出场所的每座容积都在10m3/座左右,在伸出舞台的情况下,因为舞台的空间和观众厅的空间是相通的,舞台占有观众席的部分面积,而且舞台被包含在观众厅的容积内,所以每座容积应该大于6m3/座,小于10m3/座,最佳值应该在9m3/座。
京剧剧院观众厅要考虑演唱和音乐的丰满度,同时要求唱词有足够的清晰度。因此混响时间应该兼顾音乐丰满和唱词清晰,所以取中间值。参考京剧传统演出场所的混响时间,中频混响时间应该在1.0s左右,同时保证高频的混响时间不能太短,应在1.0s左右因为京剧的声音主要集中在中高频,所以高频混响时间太短影响京剧的音色。
一般情况下,音乐建筑的混响时间计算只考虑到4000Hz,但是根据笔者对京剧声音频谱测试结果,京剧的声音在高频4000Hz-8000Hz还有很强的声能,所以京剧剧院的音质设计应当增加考虑6300Hz的混响时间,以保证京剧的音色。
5、早期反射声
在体形设计的开始阶段,应该用几何声学的原理,确定早期反射声的反射面位置,倾角和尺寸。早期反射声包括侧向和垂直向两部分。作为伸出式舞台,舞台附近的两侧墙体界面无法利用为反射面,所以获得早期反射声有两种措施:
一是充分利用台口顶部悬挂反射面来达到早期反射声的合理分布和加强后排座位的声级。观众厅顶部的反射面通常只覆盖中、后区,为了增加前区的早期反射声,使声场分布更加均匀,还应该在台口位置布置反射面。
二是把两侧座位局部升高,用矮墙分隔,矮墙即可以作为前、中区座位的侧向早期声反射面。
40年代开始,人们开始研究观演建筑内的声扩散,声扩散可以提高声音的丰满度、空间感。充分的声扩散可以使大厅内声场分布均匀。
中国传统戏楼是借助于建筑上繁琐的构件,无处不在的装饰和雕刻而获得的,现代京剧剧院可以通过设置扩散结构而获得。
6、建筑材料的选择
用于京剧演出的剧院,由于要求自然声演出,一般容积不会太大,应该在千人左右。而观众坐席本身的声吸收占很大比重。但是为了控制混响时间,使其达到最好,仍然需要设计吸声材料。特别是低频的吸声很重要,否则低频的混响时间过长,影响声音的清晰度。
在观众厅内,低频吸声材料最常用的是薄板共振结构。中国传统戏场多采用木材装修,将木板固定在龙骨上,和墙形成一定的空腔,是很好的低频共振结构。
这样不仅有很好的装饰效果,而且控制低频混响时间。
控制中频的混响时间最理想的材料是穿孔吸声结构,而且可以通过改变穿孔率,板后的空腔大小和填充多孔性材料来选择所需要控制的频率范围,操作性强,选择范围大。
依据笔者对京剧声音的测试结果,京剧的声音大多集中于中高频,最高值多在1000Hz-2000Hz的范围,而声音的高频部分是最容易衰减的。在绝大多数情况下,高频混响都小于设计值,这是因为座椅和观众本身吸收高频声音。所以为了保证京剧的声音纯正,保证其高频部分的响度,在京剧剧院的声学设计中,尽可能地减少高频部分的吸收。
7、结语
京剧有其独特的艺术形式和音质特点,演出场所盲目照搬西方剧院的形式,笔者认为是不合适的,其演出场所的设计应尊重京剧的艺术形式和音质特点,吸收中国传统戏场的优点,同时又兼顾现代演出场所发展的需要。本文正是基于此,从舞台形式,观众厅体形,混响时间等几个方面初步研究了京剧演出专业剧场的音质设计方法,旨在抛砖引玉,求得同仁们的关注和更深入的研究与实践。
参考文献:
[1]基,观演建筑设计手册,北京:中国建筑工业出版社.
[2]项端祈,音乐建筑音乐・声学・建筑,北京:中国建筑工业出版社.