近現(xiàn)代中外劇場聲學(xué)技術(shù)探索與實(shí)踐

黃 帥 劉燕彬

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

0 引言

時至今日，聲學(xué)的應(yīng)用范圍越來越廣，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判劇院水準(zhǔn)的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。

1 國外近現(xiàn)代劇場

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)時的校長埃利奧特委托27歲的聲學(xué)助教Sabine對這個問題進(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)而將混響時間的概念公諸于眾，最后在解決方案的實(shí)施過程中，Sabine利用軟墊材料座位的較強(qiáng)的吸聲作用，徹底改變了整個演講廳的聲學(xué)效果。此后不久業(yè)主邀請Sabine對正在建設(shè)中的波士頓音樂廳進(jìn)行建筑聲學(xué)優(yōu)化的設(shè)計(jì)，最終波士頓音樂廳落成于1900年，值得一提的是，其在音效上取得了空前的成功。因此，波士頓音樂廳也與阿姆斯特丹皇家音樂廳、維也納金色大廳并稱為擁有世界頂級音質(zhì)的三大廳堂(見圖1)，至今尚無后來者能夠超越［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

德國柏林交響音樂廳的平面過渡平滑的多邊形(見圖2)。眾多聲學(xué)家努力參與到柏林音樂廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)之中，在最終的方案之中，觀眾廳內(nèi)的布置采用了類似于葡萄田的排列形式，即把觀眾席分散成幾個小塊區(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)在劇場建設(shè)史上尚屬首次，在最后的測試中，該音樂廳不但聲學(xué)效果優(yōu)異，而且室內(nèi)的設(shè)計(jì)也是超越時代的，可以說建筑設(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(見圖3)，其建筑造型在當(dāng)時呈貝殼狀，因此如何提升音樂廳內(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的澳大利亞產(chǎn)生，通過側(cè)向聲能比理論，音樂廳獲得了令觀眾認(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得到廣泛認(rèn)可的工程案例。與此同時，悉尼歌劇院也是世界上唯一一個建筑師尚在世時就被評為世界文化遺產(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的主導(dǎo)［4］。

2 中國近現(xiàn)代劇場設(shè)計(jì)

2.1 清朝末年之民國初期

北京的湖廣會館與天津的廣東會館是建成于19世紀(jì)的兩個建筑內(nèi)部的戲臺，這兩個會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］。此外這一時期還建有一些主要目的是賺取票房的西洋劇場，這些劇場大多位于上海周邊，目的是娛樂民眾。與此形成鮮明對比的是，傳統(tǒng)戲臺場地面積小，容納能力弱。不過，這一時期的劇場在聲學(xué)效果方面整體上都不盡如人意，原因就在于當(dāng)時無聲學(xué)專家參與設(shè)計(jì)。

2.2 解放初期

1950年建造的重慶大禮堂(見圖4)，主要供會議與演出使用，正是這種多功能的使用要求導(dǎo)致了在建設(shè)過程中對聲學(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］，鮮有專業(yè)人員在此演出。重慶大劇院和延安時期禮堂的教訓(xùn)使時任總理的周恩來等工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人深刻認(rèn)識到如果沒有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度是永遠(yuǎn)沒有辦法解決劇場的聲學(xué)問題的。因此周恩來親自任命聲學(xué)專家馬大猷以及他的團(tuán)隊(duì)來攻克這一難題。馬大猷的團(tuán)隊(duì)利用穿孔吸聲板來降低大會堂內(nèi)的混響時間，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座位［7］。人民大會堂在聲學(xué)問題方面的重大突破拉開我國近代建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)的新篇章。

圖4 重慶大禮堂

圖5 國家大劇院實(shí)景

2.3 十年文革與改革開放初期

十年文革使我國劇院的建設(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)時對頂棚聲進(jìn)行擴(kuò)散反射作用的船形吊頂，在其他此時建設(shè)的劇場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］。

從改革開放開始，國外的建筑設(shè)計(jì)公司開始介入我國的劇場設(shè)計(jì)。先進(jìn)的建筑思想與我國實(shí)際相結(jié)合，其中最具代表性的就是深圳大劇院，由英國的舞臺設(shè)計(jì)公司參與設(shè)計(jì)并于1989年建成。同時這一時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，各大城市都涌現(xiàn)出的大型劇場不計(jì)其數(shù)。這些劇場在造型上令人震撼，并且從建筑聲學(xué)角度來講，這些劇場的專用廳堂都有著與演出類型相適應(yīng)的混響時間。歌劇院一般約為1.5 s，音樂廳一般約為2.0 s，戲劇與話劇演出一般約為1.2 s［9］。于2007年落成的中國國家大劇院有著獨(dú)特的半橢圓球造型(見圖5)。盡管國家大劇院在方案、管理與造價(jià)等方面受到了質(zhì)疑，但是就其實(shí)際演出時的音質(zhì)效果而言，國家大劇院是劇院設(shè)計(jì)之中比較成功的案例。

3 結(jié)語

近現(xiàn)代劇場設(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，觀眾們對建筑聲學(xué)效果的重視程度也越來越高，邀請專業(yè)的聲學(xué)團(tuán)隊(duì)參與建筑設(shè)計(jì)流程無疑將成為今后劇場建筑的發(fā)展趨勢。

［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 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.專業(yè)話劇院建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)研究［D］.長沙：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.中國建筑聲學(xué)的過去和現(xiàn)在［J］.聲學(xué)學(xué)報(bào)，1996(1)：1-9.

［8］王改麗，孫洪慶.新中國建立初期中國建筑聲學(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.