音乐厅声学设计之星海音乐厅.ppt

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音乐厅声学设计星海音乐厅陈国纯（200831100101）08级建筑一班2011-5-29n音乐厅，顾名思义就是音乐的厅堂，是举行音乐会及音乐相关活动的场所，是人们感受音乐魅力的地方。

n音乐厅通常都装潢典雅，由音乐大厅和小剧场等组成，并配备各种乐器及专业的音乐设备。

一座建筑精美风格独特的音乐厅本身就是一件艺术品。

音乐厅简介音乐厅简介音乐厅设计需要考虑的声学问题音乐厅设计需要考虑的声学问题n1.混响时间：

混响时间设计合理，声音厚重雄浑，音质丰富饱满。

n2.结构吸音：

材料和结构、构造吸音，避免回声。

n3.要设计观众席噪声尽可能被就地吸收，或被结构反射，避免向舞台和其他观众方向传播。

n4.要设置自然通风，避免集中空调噪声干扰。

n5.设计力求圆形，使声音达到各个席位距离基本接近。

从天坛声学奇迹得到的启示从天坛声学奇迹得到的启示n天坛地处北京市区东南，是明清两代帝王祭天和祈祷丰年的祭坛，最初建设于明代永乐年间。

n其中，回音壁、三音石和圜丘创造了声学上的三大奇迹。

回音壁回音壁n回音壁是北京天坛皇穹宇的围墙，高3.72米，厚0.9米，直径5.2米，周长193.2米。

n回音效果：

回音效果：

人们讲悄悄话，一般在6m以外就听不见。

而在回音壁边上讲，即使两人相距45m轻声对话，彼此还听得清清楚楚，就像同伴在跟前与你说话一般。

n原理：

原理：

回音壁暗合了声学的传音原理。

n围墙由磨砖对缝砌成，光滑平整，弧度过度柔和，有利于声波的规则反射。

加之围墙上端覆盖着琉璃瓦使声波不至于散漫地消失，更造成了回音壁的回音效果。

三音石三音石n回音效果：

回音效果：

从皇穹宇台阶沿路数的第三块石头，游人们到了这里鼓掌一下，可以听到五六次回声。

n原理：

原理：

因为三音石正好在回音壁内圆心上，鼓掌声沿着四面八方的直径在墙间来回反射。

因为围墙为圆形，每次声波从围墙反射回来在圆心会聚，便是一次回声。

只是由于声波在来回反射的过程中逐渐衰减，因此回声一次比一次微弱，五、六次后，回声就微弱到听不出来。

圜丘圜丘n圜丘原是一座三层蓝色琉璃台，人们登上台顶，站在圆心石上喊话或是拍手，听到的声音特别洪亮。

n原理：

原理：

原来台顶不是水平的，而是从中央往四周坡下去。

人们站在台中央喊话，声波从栏杆（台面）上反射到台面（栏杆），再从台面（栏杆）反射回耳边来。

又因为圜丘的半径较短，回声比原声延迟时间很短，以致相混。

人们无法分辨它的原音与回音，所以站在圆心石上听起来，声音格外响亮。

星海音乐厅星海音乐厅n星海音乐厅位于广州二沙岛，造型奇特，犹如江边欲飞的天鹅，与蓝天碧水浑然一体。

n整体建筑为双曲抛物面钢筋混凝土壳体，室内不吊天花板，做到建筑空间与声学空间融为一体。

n我国目前规模最大，设备最先进，功能完备，具有国际水平的音乐厅。

n交响乐大厅是星海音乐厅的主体，容纳1437名听众。

n大厅采用“葡萄园”形的配置方式，即在演奏台四周逐渐升起的部位设置听众席。

这种形式的最大优点是在大容量厅堂内缩短后排听众至演奏台的距离，从而确保在自然声演奏的条件下，有足够强的响度。

交响乐大厅交响乐大厅n大厅的屋盖选用“马鞍”形壳体，所有横剖面均为凹弧形面而引起声聚焦，从而造成声场不均，并存在回声现象。

通过140缩尺实体模型试验和三维计算机模型试验充分证实了这一点。

n为加强听众席后座的声强，在球切面反射体周围设置了锥状和弧形定向反射板，以此获得厅内均匀的声场分布。

n对此，在演奏台上悬吊了12个弦长3.2m，曲率半径为2.6m的球切面反射体，其目的除了消除回声和声聚焦以外，还可加强乐师间的相互听站，提高演奏的整体性。

同时也使堂座前区和厢座听众获得较强的顶部早期反射声。

n为使大厅达到中频满场1.8s的混响时间，并使低频混响提升到2.07s，采取如下几项措施：

1.增大容积。

2.减低座椅的声吸收，并使其吸声时接近听众的吸声量，从而减少厅内空、满场混响时间的差值。

3.厅内所有界面均不用吸声材料，在容易引起不利声反射的部位，如后墙和后部吊顶，设置锥状扩散体；壳顶拆模后上刷涂料；墙面和地面均贴木板；所有悬吊的反射体采用刚度大的阻燃玻璃钢结构。

n大厅的声扩散是除混响时间以外的另一个重要音质指标。

当听众感到乐声似乎以相等的幅度来自四面八方时，扩散是最好的。

n交响乐大厅的声扩散是通过多边的形体、差落的包厢和楼座栏板，以及顶部悬吊的反射体实现的。

n对于音乐厅来说，厅内希望获得良好的声扩散，但又不要求完全扩散，因为听众在要求乐场来自各方的同时，还希望有一定的方向感，即乐声来自演奏台。

n传统音乐厅之所以能获得良好的音质，除了有最佳的混响时间和良好的声扩散以外，早期侧向反射声起着重要的作用，它加强了直达声的强度和提高了亲切感。

n星海交响乐厅是通过侧墙、厢座栏板、楼座矮墙对所覆盖的听众席提供早期侧向反射的；此外，壳顶下悬吊的反射体也给听众席提供顶部的早期反射声。

n交响乐大厅的噪声控制，主要解决单层壳顶的隔声和空调系统的消声和减振两方面。

n交响乐大厅的墙体均为内隔重墙，只有壳顶暴露在室外，单层230mm厚的钢筋混凝土壳体，具有足够的空气隔声量。

但大雨冲击的撞击隔声量却很低，对此做了隔离撞击声的构造。

n空调系统的消声和减振：

空调系统的消声和减振：

（1）在空调系统的管路系统内设置阻、抗复合型消场器，减低风机噪声沿管路传至厅内。

（2）防止气流噪声，限止流速。

为实现这一目标，采用侧送、局部顶送和座席地面下回风的方式。

（3）送风与回风量相适应，也即采用1：

1的送回风比例。

（4）全部空调、制冷设备均作隔振处理。

室内乐厅室内乐厅n室内乐厅是以室内乐演奏为主，兼供戏剧演出、会议和立体声电影所用多功能厅，可容纳462名听众。

n室内大厅采用不对称扇表平面，右侧设有厢座，左侧二层有挑廊，大厅后部设有三排座席的小楼座。

n大厅的不规则形体有助于厅内的声扩散，池座有左侧墙和厢座矮墙提供早期侧向反射声，厢座和楼座主要由吊顶供给早期反射声。

n为满足多功能使用的要求，并具有最佳的混响时间，故采用计算机调控的可调混响装置。

n可调吸声结构采用旋转圆柱体和平移的帘幕相结合的形式。

n室内乐厅内除了可调吸声结构以外，其余的墙面均为25mm厚的木板墙，榉木三合板贴面。

木地板。

吊顶为轻钢龙骨石膏板刷涂料。

座椅采用相当于听众声吸收的澳大利亚西贝公司产品。

座垫和椅背可根据需要调节倾角。

n室内乐厅的噪声控制同样包括隔声和空调系统的消声和减振两部分。

厅内周墙均为内隔断重墙，屋顶为双层结构，不存在屋面冲击声的问题。

空调系统采用上送下回的传统方式，消声和减振做法同交响乐大厅。

调研小结调研小结“最佳最佳”混响时间混响时间n世界著名的传统音乐厅混响时间都比较长。

星海音乐厅交响乐大厅的满场混响时间也是参考了传统音乐厅而确定为1.8s的。

n但长的混响时间不适合国情，原因首先是我国的交响乐团，习惯于在较短混响条件下演奏；其次是我国音乐家常以清晰为主要目的。

n星海音乐厅交响乐大厅在调试过程中就是追加了人工调控混响而同时满足了国内、外音乐家的要求，而获得好评的。

音乐厅的形体音乐厅的形体n音质良好的传统音乐厅均为鞋盒式形体。

n特点：

矩形平面、窄厅、高天花，有一或两层浅楼座和丰富的装饰构件。

n优点：

较强的早期侧向反射声；高天花使厅堂容积较大，混响时间较长；楼座包厢与装饰构件又使声场扩散。

n典型：

维也纳音乐厅。

n对于大容积的交响乐大厅应突破鞋盒式形体，山地葡萄园式及环绕式是一种比较适用的形式。

n环绕式即在乐台侧、后面安排观众席，优点是可以争取较多的观众席靠近乐台，缺点是乐台侧、后面音质较差。

n山地葡萄园式使各座位去高地错落，提供了其栏墙想临近坐席反射声音的扩散。

音乐厅屋顶结构的选择音乐厅屋顶结构的选择n演奏台上方的屋架应能承重较大的局部荷载，以便吊置重的反射体、灯具和一些机械设备。

n演奏台上方应有足够的高度，使台上的声反射板和照明灯有升降的空间。

n在承重的屋顶下，音乐厅的吊顶上应设置一个工作层，以便配置和操作升降的机械设备的设置通风管道。

同时，还可使屋顶有足够的空气声和撞击声的隔声能力。

n星海音乐厅选用“马鞍”形壳体，从结构上没有体现壳体的优越性（壳体厚220mm）同时又不能满足上述要求。

无论在声学和使用上带来很多麻烦。

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