黃 帥 劉燕彬

(1.中國(guó)人民解放軍后勤工程學(xué)院，重慶 401311;2.78438部隊(duì)基建營(yíng)房處，四川 成都 610066)

0 引言

時(shí)至今日，聲學(xué)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，在軍事、醫(yī)學(xué)、建筑等方面有舉足輕重的地位，尤其是建筑聲學(xué)更是建筑設(shè)計(jì)師們一直在研究的重點(diǎn)科目。眾所周知，劇院是世界公認(rèn)的工程技術(shù)難度最高的建筑，聲學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)更是核心難點(diǎn)，因此聲音效果也成為了評(píng)判劇院水準(zhǔn)的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。

1 國(guó)外近現(xiàn)代劇場(chǎng)

1.1 建筑聲學(xué)的誕生

建筑聲學(xué)于19世紀(jì)90年代為人所知。落成于1895年的哈佛大學(xué)的福戈藝術(shù)博物館演講大廳的回音很大不能使用。當(dāng)時(shí)的校長(zhǎng)埃利奧特委托27歲的聲學(xué)助教Sabine對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究。在枯燥的實(shí)驗(yàn)之中，Sabine得到了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而將混響時(shí)間的概念公諸于眾，最后在解決方案的實(shí)施過(guò)程中，Sabine利用軟墊材料座位的較強(qiáng)的吸聲作用，徹底改變了整個(gè)演講廳的聲學(xué)效果。此后不久業(yè)主邀請(qǐng)Sabine對(duì)正在建設(shè)中的波士頓音樂(lè)廳進(jìn)行建筑聲學(xué)優(yōu)化的設(shè)計(jì)，最終波士頓音樂(lè)廳落成于1900年，值得一提的是，其在音效上取得了空前的成功。因此，波士頓音樂(lè)廳也與阿姆斯特丹皇家音樂(lè)廳、維也納金色大廳并稱(chēng)為擁有世界頂級(jí)音質(zhì)的三大廳堂(見(jiàn)圖1)，至今尚無(wú)后來(lái)者能夠超越［1］。

1.2 20世紀(jì)中期的探究與實(shí)踐

20世紀(jì)50年代～70年代，建筑師們富有創(chuàng)造性的劇場(chǎng)設(shè)計(jì)令建筑聲學(xué)有了廣闊的發(fā)展空間，其間的研究成果豐碩，實(shí)踐效果顯著。

圖1 維也納金色大廳內(nèi)部

德國(guó)柏林交響音樂(lè)廳的平面過(guò)渡平滑的多邊形(見(jiàn)圖2)。眾多聲學(xué)家努力參與到柏林音樂(lè)廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)之中，在最終的方案之中，觀眾廳內(nèi)的布置采用了類(lèi)似于葡萄田的排列形式，即把觀眾席分散成幾個(gè)小塊區(qū)域，每塊小區(qū)域的側(cè)墻都可以將一次有益的反射聲提供給臨近的區(qū)域，從而使聲學(xué)效果達(dá)到最好。這種梯田式的觀眾席設(shè)計(jì)在劇場(chǎng)建設(shè)史上尚屬首次，在最后的測(cè)試中，該音樂(lè)廳不但聲學(xué)效果優(yōu)異，而且室內(nèi)的設(shè)計(jì)也是超越時(shí)代的，可以說(shuō)建筑設(shè)計(jì)與聲學(xué)設(shè)計(jì)在此相得益彰，藝術(shù)與科學(xué)在這里得到了完美融合［2］。

悉尼歌劇院于1973年完工(見(jiàn)圖3)，其建筑造型在當(dāng)時(shí)呈貝殼狀，因此如何提升音樂(lè)廳內(nèi)的聲學(xué)效果便成了重中之重，正是在這種環(huán)境下，聲學(xué)中的側(cè)向聲能比理論就在此時(shí)的澳大利亞產(chǎn)生，通過(guò)側(cè)向聲能比理論，音樂(lè)廳獲得了令觀眾認(rèn)可的聲學(xué)效果［3］。因此，悉尼歌劇院不但在現(xiàn)代主義建筑的歷史中具有劃時(shí)代的意義，而且也為建筑聲學(xué)側(cè)向聲能比理論打造了一個(gè)得到廣泛認(rèn)可的工程案例。與此同時(shí)，悉尼歌劇院也是世界上唯一一個(gè)建筑師尚在世時(shí)就被評(píng)為世界文化遺產(chǎn)的建筑，也使悉尼這座城市揚(yáng)名世界。

圖2 柏林交響音樂(lè)廳內(nèi)部

圖3 悉尼歌劇院

1.3 計(jì)算機(jī)軟件模擬有效輔助建筑聲學(xué)的發(fā)展

從20世紀(jì)末至今，計(jì)算機(jī)軟件模擬技術(shù)得到了高速發(fā)展，ODEON，EASE，ECOTECT等軟件相繼問(wèn)世，正是因?yàn)橛辛烁咚龠\(yùn)算的計(jì)算機(jī)軟件，我們才能快速的處理建筑中的聲學(xué)問(wèn)題，以計(jì)算機(jī)模擬軟件為核心的聲學(xué)處理與設(shè)計(jì)方向也必將成為未來(lái)的主導(dǎo)［4］。

2 中國(guó)近現(xiàn)代劇場(chǎng)設(shè)計(jì)

2.1 清朝末年之民國(guó)初期

北京的湖廣會(huì)館與天津的廣東會(huì)館是建成于19世紀(jì)的兩個(gè)建筑內(nèi)部的戲臺(tái)，這兩個(gè)會(huì)館都擁有良好的室內(nèi)聲學(xué)效果，有著較大的空腔體積，低頻共振吸聲效果好［5］。此外這一時(shí)期還建有一些主要目的是賺取票房的西洋劇場(chǎng)，這些劇場(chǎng)大多位于上海周邊，目的是娛樂(lè)民眾。與此形成鮮明對(duì)比的是，傳統(tǒng)戲臺(tái)場(chǎng)地面積小，容納能力弱。不過(guò)，這一時(shí)期的劇場(chǎng)在聲學(xué)效果方面整體上都不盡如人意，原因就在于當(dāng)時(shí)無(wú)聲學(xué)專(zhuān)家參與設(shè)計(jì)。

2.2 解放初期

1950年建造的重慶大禮堂(見(jiàn)圖4)，主要供會(huì)議與演出使用，正是這種多功能的使用要求導(dǎo)致了在建設(shè)過(guò)程中對(duì)聲學(xué)設(shè)計(jì)的忽視，導(dǎo)致其僅僅作為重慶的標(biāo)志性建筑物供游客進(jìn)行參觀［6］，鮮有專(zhuān)業(yè)人員在此演出。重慶大劇院和延安時(shí)期禮堂的教訓(xùn)使時(shí)任總理的周恩來(lái)等工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人深刻認(rèn)識(shí)到如果沒(méi)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度是永遠(yuǎn)沒(méi)有辦法解決劇場(chǎng)的聲學(xué)問(wèn)題的。因此周恩來(lái)親自任命聲學(xué)專(zhuān)家馬大猷以及他的團(tuán)隊(duì)來(lái)攻克這一難題。馬大猷的團(tuán)隊(duì)利用穿孔吸聲板來(lái)降低大會(huì)堂內(nèi)的混響時(shí)間，采用區(qū)域補(bǔ)聲器和座椅揚(yáng)聲器與主揚(yáng)聲器相結(jié)合的極具創(chuàng)造性的措施，保證了聲能能夠均勻分布于每個(gè)座位［7］。人民大會(huì)堂在聲學(xué)問(wèn)題方面的重大突破拉開(kāi)我國(guó)近代建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)的新篇章。

圖4 重慶大禮堂

圖5 國(guó)家大劇院實(shí)景

2.3 十年文革與改革開(kāi)放初期

十年文革使我國(guó)劇院的建設(shè)水平與數(shù)量嚴(yán)重下滑。在這其間所建造的劇場(chǎng)在設(shè)計(jì)上體現(xiàn)為謙遜精神的缺失與模仿抄襲思想的泛濫。南寧劇院在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)頂棚聲進(jìn)行擴(kuò)散反射作用的船形吊頂，在其他此時(shí)建設(shè)的劇場(chǎng)中被任意改變船形體的尺寸和材料而出現(xiàn)，這種完全不負(fù)責(zé)任的做法導(dǎo)致其完全喪失了聲音的擴(kuò)散作用，淪為形式上的擺設(shè)［8］。

從改革開(kāi)放開(kāi)始，國(guó)外的建筑設(shè)計(jì)公司開(kāi)始介入我國(guó)的劇場(chǎng)設(shè)計(jì)。先進(jìn)的建筑思想與我國(guó)實(shí)際相結(jié)合，其中最具代表性的就是深圳大劇院，由英國(guó)的舞臺(tái)設(shè)計(jì)公司參與設(shè)計(jì)并于1989年建成。同時(shí)這一時(shí)期的劇院的確不乏聲學(xué)設(shè)計(jì)較為成功的實(shí)例，但是建筑仍以政治會(huì)議以及例行演出為主。

2.4 21 世紀(jì)之后

21世紀(jì)的十多年以來(lái)，各大城市都涌現(xiàn)出的大型劇場(chǎng)不計(jì)其數(shù)。這些劇場(chǎng)在造型上令人震撼，并且從建筑聲學(xué)角度來(lái)講，這些劇場(chǎng)的專(zhuān)用廳堂都有著與演出類(lèi)型相適應(yīng)的混響時(shí)間。歌劇院一般約為1.5 s，音樂(lè)廳一般約為2.0 s，戲劇與話劇演出一般約為1.2 s［9］。于2007年落成的中國(guó)國(guó)家大劇院有著獨(dú)特的半橢圓球造型(見(jiàn)圖5)。盡管?chē)?guó)家大劇院在方案、管理與造價(jià)等方面受到了質(zhì)疑，但是就其實(shí)際演出時(shí)的音質(zhì)效果而言，國(guó)家大劇院是劇院設(shè)計(jì)之中比較成功的案例。

3 結(jié)語(yǔ)

近現(xiàn)代劇場(chǎng)設(shè)計(jì)的高速發(fā)展使建筑聲學(xué)的研究水平得到了長(zhǎng)足的提高。當(dāng)下，后現(xiàn)代主義的非線性設(shè)計(jì)風(fēng)靡全球，新的演藝中心或大劇院不計(jì)其數(shù)，每一座都卓爾不群，引人注目。與此同時(shí)，觀眾們對(duì)建筑聲學(xué)效果的重視程度也越來(lái)越高，邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的聲學(xué)團(tuán)隊(duì)參與建筑設(shè)計(jì)流程無(wú)疑將成為今后劇場(chǎng)建筑的發(fā)展趨勢(shì)。

［1］林 杰，譚 華，徐 春，等.建筑聲學(xué)技術(shù)研究進(jìn)展［J］.建筑科學(xué)，2013(10)：41-47.

［2］王季卿.建筑聲學(xué)近代的發(fā)展及其在建筑上的應(yīng)用［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，1957(1)：49-65.

［3］朱相棟.觀演建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)展研究［D］.北京：清華大學(xué)，2012.

［4］樂(lè) 意，趙其昌，沈 勇，等.大型廳堂的建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)方法研究［J］.南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011(2)：208-217.

［5］李志斐.專(zhuān)業(yè)話劇院建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)研究［D］.長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2009.

［6］張晟鵬，任 勁.重慶大劇院建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)淺析［J］.演藝科技，2010(2)：33-37.

［7］王季卿.中國(guó)建筑聲學(xué)的過(guò)去和現(xiàn)在［J］.聲學(xué)學(xué)報(bào)，1996(1)：1-9.

［8］王改麗，孫洪慶.新中國(guó)建立初期中國(guó)建筑聲學(xué)的發(fā)展［J］.廣西民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010(4)：33-40.

［9］燕 翔，周慶琳.國(guó)家大劇院建筑聲學(xué)的創(chuàng)新應(yīng)用［J］.建筑學(xué)報(bào)，2008(2)：68-71.