國家大劇院管風琴音栓音管介紹

王興盛

【摘 要】 對國家大劇院管風琴的音栓表進行解讀，詳細介紹哨管和簧管的特征，對于管風琴知識的普及具有一定價值。

【關鍵詞】 管風琴；音栓表；音栓音管；哨管；簧管

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.04.008

Discussion about the Organ Stops and Sound Tube in NCPA

WANG Xing-sheng

（National Centre for the Performing Arts， Beijing 100031， China）

【Abstract】This paper introduces the organ stop watch of NCPA， details about the characteristics of flue pipe and reed pipe have been discussed. For the popularization of organ knowledge has a certain value.

【Key Words】organ； stop watch； stops and sound tube； flue pipe； reed pipe

管風琴的結構決定它的工作原理，而音栓和音管決定管風琴音色的特點，想細致了解管風琴，需要進一步了解音栓、音管。

筆者首先以國家大劇院管風琴音栓表為例來解讀，詳細介紹音栓表的內容和功能，其次介紹哨管和簧管的特征。

1 管風琴音栓表解讀

1.1 國家大劇院管風琴音栓表（表1）

通過音栓表可以看出很多信息，對于管風琴演奏家來說，一張音栓表就可以全面地了解管風琴的配置及其音樂表現能力。為了讀者能更容易了解表中的內容，筆者將概括地介紹一下音栓表。

1.2 音栓表總體解讀

（1）國家大劇院管風琴有4排手鍵盤，每排手鍵盤有61個琴鍵。主鍵盤是第一鍵盤I（Great），合唱鍵盤是第二鍵盤II（POSITIV/CHOIR），強弱音鍵盤是第三鍵盤III（SWELL），獨奏鍵盤是第四鍵盤IV（SOLO），回聲鍵盤也是在第四鍵盤（ECHO），有一個按鍵E可以將獨奏鍵盤轉到回聲鍵盤，還有一個腳鍵盤（PEDAL），腳鍵盤有32個琴鍵。

（2）帶HD的音栓是增強音栓，一共有35個，它們來自于第四鍵盤IV（SOLO）。HD表示風壓很高（180 mm/WS）。

（3）每個鍵盤下面的數字是木質音管和金屬音管的數量。

第一手鍵盤有12支木質音管+1 777支金屬音管=1 789支音管；

第二手鍵盤有97支木質音管+1 501支金屬音管=1 598支音管；

第三手鍵盤有36支木質音管+1 785支金屬音管=1 821支音管；

第四手鍵盤（SOLO）有60支木質音管+205支金屬音管=265支音管；

（ECHO）有12支木質音管+563支金屬音管=575支音管；

腳鍵盤有124支木質音管+328支金屬音管=452支音管；

總共有6 500支音管。

（4）風壓

第一鍵盤I（Great）：Windpressure 100 mm/WS

第二鍵盤II（POSITIV/CHOIR）：Windpressure 85 mm/WS

第三鍵盤III（SWELL）：Windpressure 95 mm/WS

第四鍵盤IV（SOLO）：Windpressure 180 mm/WS

第四鍵盤（ECHO）：Windpressure 120 mm/WS

腳鍵盤（PEDAL）：Windpressure 90 mm/WS～130 mm/WS

風壓越大，同一只音管的音量越大，音色越明亮。

（5）功能鍵的解讀（表2）

（6）管風琴音域的解讀

音管越長，音高越低；音管越短，音高越高。長度長一倍，音高低一個八度，當按下一個手鍵盤8英尺音栓，就有61個音可以發音，音域是從大字組C—小字三組c。當按下一個腳鍵盤16英尺音栓，有32個音發音，音域是從大字一組C—小字組g。當按下32英尺音栓，有32個音發音，音域是從大字二組C—大字組G。當按下64英尺音栓，有32個音發音，音域是從大字三組C—大字一組G。當按下4英尺音栓，有61個音發音，音域是從小字組c—到小字四組c。當按下2英尺音栓，也有61個音發音，音域是從小字一組c—到小字五組c。當按下1英尺音栓，也有61個音發音，音域是從小字二組c—小字六組c。所以，國家大劇院管風琴總的音域是從大字三組C—小字六組c，橫跨10個八度。表3為管風琴的音域。

以8英尺音栓為例，音域是從大字組C—小字三組c，中央c（小字一組）就是在下加一線上的dol（261.6 Hz），那么彈4英尺音栓中央C的音高是8英尺音栓中央C的高八度，實際振動頻率是523.3 Hz。

以此類推，如圖1所示，2英尺音栓的中央C比8英尺音栓的中央C高兩個八度，16英尺音栓的中央C比8英尺音栓的中央C低一個八度，32英尺音栓的中央C比8英尺音栓的中央C低兩個八度。

需要說明的是，1英尺音栓和64英尺音栓一般不會單獨使用，通常是調音色用到這兩種音栓。

備注：音栓表中音管的長度指的是音栓中最長音管（最低音）的長度；1英尺=30.48厘米。

（7）音栓歸類及特殊音栓介紹

a. 混合音音栓（表4）

混合音音栓指的是彈奏一個琴鍵有一個和弦中多個音同時發音，例如當彈奏一個Mixtur V音栓中的琴鍵會有5支音管同時發音。彈奏一個Mixtur major VI 2 2/3音栓中的琴鍵會有6支音管同時發音。混合音音栓排列如圖2所示。

b.簧管音栓（表5）

音管數多于61支（手鍵盤）或多于32支（腳鍵盤），是因為高音沒有辦法使用特別短的簧片就改用兩個音高略有不同的哨管同時振動模仿簧管發音。

音管分為兩種，一種是簧管，一種是哨管，音栓表中其余的音栓都是哨管音栓。

c.Kuckuck是模仿布谷鳥叫的音栓，這個音栓只有兩支音管（兩只音管的音程關系是小三度，如圖3所示）。

d.Birdsong音栓由三只音管組成，這是一支比較特殊的音栓，它的工作原理是：金屬容器中放入油，空氣通過裝入油的金屬容器進入音管，當油被空氣吹動，油會在容器中產生振蕩和波動，反過來作用空氣，會產生不穩定的氣壓，在振蕩油和不穩定氣壓的作用下，音管發出了類似夜鶯的叫聲。如圖4所示。

e.Vox Balenae64這個音栓沒有實際的音管，是利用聲學原理產生新的音（利用根音的第一泛音和第二泛音導出根音的原理）。

2 管風琴的哨管

哨管占管風琴音管的比例非常大，通常占到70%以上，它的發音原理如同裁判員吹的哨子，音管的材質、形狀、直徑、管嘴的特點都決定音管發出的音色。通常哨管的外觀如圖5所示，一種是金屬哨管，一種是木質哨管。

2.1 金屬哨管和木質哨管的材質

（1）金屬哨管使用的材質是鋅和錫的合金。使用這種金屬合金一是因為音色比較柔和優美，二是因為這種金屬合金比較軟，調音整音比較方便。調音整音是通過調節管嘴的大小、管唇的形狀、管耳的開合等，改變音管有效空氣柱的振動長度。

（2）木質哨管使用的是云山木和橡木。木質哨管有四個面，前后兩個面使用的是云杉木，左右兩個面使用的是橡木。云杉木的特點是振動和聲音傳導好，橡木的特點是木質硬而結實，兩者結合的音色特點是高頻凸顯，結實而明亮，中低頻深沉有力，泛音效果好，動態范圍寬廣。當然，木質哨管音色的特點還與管嘴形狀的不同有關。

2.2 L型或U型哨管

如果想要足夠低的聲音但是空間不夠，還可以采取彎曲哨管的方法。一般采用L型或U型哨管，都可以得到非常低的低音。音管形狀對音色沒有影響，而音高會隨著管體共鳴體的總長度增加而降低，如圖6所示。

2.3 哨管的固定

大的哨管一定是要用釘子固定在架子上的，所以大哨管有一個掛鉤，見圖7。

這個掛鉤要掛入固定在架子上的釘子，管腳對準氣室上的出氣孔，哨管才能固定住。

小的哨管直接放入音管架，管腳對準氣室出氣孔。

2.4 金屬哨管管嘴的種類

金屬哨管比木質哨管管嘴的種類多，管嘴形狀的不同決定了音色的不同。金屬哨管通常有8種形狀，見圖8。

2.5 金屬哨管管唇的種類

管唇形狀也是影響音色的重要因素。所以不同音栓的金屬哨管管唇形狀是不同的，通常有6種形狀，見圖9。

2.6 基準金屬哨管的直徑表

為了更詳細地說明音管的形狀大小和特點，表6給出了基準金屬哨管從1英尺到32英尺的直徑尺寸，基準金屬哨管的音色是管風琴最有代表性的音色。

2.7 哨管的調音裝置

不同哨管的調音裝置是不同的，總的來說，調音是改變空氣柱有效振動長度，通過調整調音裝置的高低來改變音高。常用的調音裝置如圖10所示。

3 管風琴的簧管

簧管發出的聲音比哨管大，而且音色變化多樣。通常，簧管發出聲音的泛音比哨管數量多。簧管和哨管截然不同的結構決定發出聲音的音色也不同。簧管的結構具有以下特點：（1）簧管發音的部分簧舌可以移動；（2）雖然簧管和哨管一樣可以用木頭和金屬制作，但是簧管的簧舌必須是金屬的，簧管由簧舌振動而發音。

和哨管一樣，簧管也可以分為很多種類，主要是結構和音色上的不同。簧管的名字都是模仿樂器而起的，音色像什么樂器，就叫什么簧管。根據用途的不同，簧管可以分為獨奏簧管和伴奏簧管。

獨奏簧管是用來演奏獨奏旋律的，由其他音栓伴奏，通常是哨管音栓。這一分類很靈活，因為幾乎所有的獨奏簧管都可以充當伴奏的角色，在某種程度上獨奏簧管也是合奏、伴奏的一部分。獨奏簧管音栓在任何鍵盤上都有，包括腳鍵盤。最常見的獨奏簧管有雙簧管、單簧管、小號、長號、克魯姆雙簧管（一種古雙簧樂器）。

伴奏簧管通常和其他音栓組合使用，以增加強度和特點。手鍵盤和腳鍵盤都有伴奏簧管音栓，但長號、大號、大管伴奏簧管音栓通常在腳鍵盤上，常見的伴奏簧管（獨奏簧管也可用于伴奏）有長號、大號、大管、雙簧管、單簧管、小號、長號、克魯姆雙簧管。

3.1 簧舌和簧舌床

簧管最重要的部分位于底部，即簧舌和簧舌床，見圖11，這部分決定簧管的音高和音色。

簧舌及簧舌床的作用類似于木管樂器中的單簧管，單簧管的吹口中空，底面有一個開口，可插入一片簧片。簧片用一只釘夾固定，釘夾成為箍卡。簧舌床位于簧片的下面，相當于單簧管的吹口，簧舌相當于簧片的作用，堵木和調音鋼條將簧舌固定在簧舌座中，它的作用就相當于箍卡。

大多數簧舌床像有一個平面的銅管，平面下挖了一個通孔。圖12所示是兩個典型的簧管床，一個是開口的，一個是閉口的。開口簧舌床的通孔是貫穿整個簧舌床的平面；閉孔簧舌床的通孔沒有貫穿整個簧舌床，而是上端窄、下端寬。簧舌床的形狀及通孔的外形都會影響音色，所以這兩個簧管床的音色也是不同的。

通孔寬的開口簧舌床產生的聲音更大，基音更重。而通孔窄的開口簧舌床產生的聲音上方的泛音很突出。

另外，簧舌床平面的外形也影響音色。如果簧舌床的平面是非常光潔的銅面，簧舌擊打在這樣的表面上產生的聲音是非常明亮的；如果簧舌床的表面粘上一層皮子，那么產生的音色是暗淡的（圖13）。

同樣，不同的簧舌在同一個音管中產生的音色也是不同的，簧舌在構造上主要有以下幾點變化。

（1）簧舌的薄厚。簧舌越厚就越重，需要更大的能量使之振動發音。在形狀相同的情況下，厚的簧舌比薄的簧舌產生的聲音大，并且基音強而有力，音色暗淡。

（2）簧舌的彎曲度。如果簧舌在簧舌床是很平的，空氣是無法讓簧舌振動起來的。因為堵木和調音鋼條將簧舌平整地固定在簧舌床上，簧舌必須稍微彎曲一點，使簧舌下面不是緊貼著簧舌床。當彎曲度正確時，彈奏此音會迅速發音并且音質開頭的音色也是好聽的。如果簧舌的彎曲度太小，發音開頭會聽到簧舌與簧舌床拍打的聲音；如果彎曲度太大，彈奏此音發音會遲鈍，甚至不會發音。

（3）簧舌末端的重量。有時所要求的音質不能產生是因為簧舌不夠厚而不能振動。重量越重，基音越重。在簧舌的末端要求附有很小重量的銅或鉛。

3.2 簧管共鳴體

在哨管中，哨管的共鳴體主要決定音高。在簧管中，簧管共鳴體的外形及長度主要影響的是音色。決定簧管音高的是簧舌的長度。共鳴體的長度影響的是泛音而不是基音，簧管共鳴體的長度應該是適當的。

3.3 簧管共鳴體的長度

在哨管中可以根據共鳴體的長短估計音管發音的音高。像管弦樂器中的短笛及大號一樣，越長的音管發音越低。而在簧管中是不能根據共鳴體的長度估計它的音高的，因為簧管的音高是由簧舌決定的，而不是共鳴體。共鳴體的長度影響音色而不是音高。

一般地，簧管共鳴體根據相同音高開管哨管共鳴體的長度，可以分為三類。

（1）和相同音高開管哨管共鳴體等長的簧管共鳴體。這樣尺寸的簧管共鳴體叫做“全長”簧管共鳴體。全長簧管共鳴體音色為小號，雙簧管及類似音色音栓中可以找到。共鳴體的外形為圓錐形。

（2）比相同音高開管哨管共鳴體短的簧管共鳴體。這樣的共鳴體一般為“全長”共鳴體的四分之一、二分之一及四分之三長。這樣尺寸的簧管共鳴體叫做“部分長度”共鳴體。這樣的共鳴體是用來加強獨特泛音的。“部分長度”共鳴體的音色為單簧管、克魯姆雙簧管及模仿人聲。“部分長度”共鳴體的外形一般為圓柱形，但是低音大型簧管“部分長度”的共鳴體也是圓錐形的。另外有一種情況是由于空間不夠才采用“部分長度”共鳴體，在這種情況下，必須調整其他音管重要要素，使這個一列音管的音色前后統一。

（3）比相同音高開管哨管共鳴體長的簧管共鳴體。這種共鳴體和泛音長笛相似，叫做“泛音簧管”，共鳴體非常長，加強的是基音。因為簧管音質的趨勢是音高越高音質越弱，通常高兩個八度的小號及類似的簧管都是泛音簧管。

因此，共鳴體的長度在一列簧管中變化有各種原因。圖14是克魯姆雙簧管音管，如果它們是哨管，那么短的那支發音一定比長的那支高。但是短的發音是B音，長的發音是比短的高半音的C音。C音管的共鳴體是“全長”共鳴體，B音是“全長”的一半，而這兩個音所在的管列所有高八度音管的共鳴體都是一半“全長”的，這是因為這列音管安置在空間有限的音管箱里。這種情況只影響音色而不是音高，而音色可以通過影響音色的其他結構調整。

圖15可以更清楚地看到這兩支音管的簧管座、簧舌床和簧舌。這三個部分幾乎一樣，只是右邊音管的簧舌振動部分（調音鋼條以下的部分）比左邊音管的簧舌振動部分短。

3.4 簧管共鳴體的形狀

共鳴體最主要的功能就是修整簧舌振動發出的聲音，消除雜音，使音色更加圓潤優美。共鳴體形狀的變化可以改變對某一泛音的抑制和加強，以得到想要的音色。

和哨管不同，簧管不可能是閉管的，至少不是完全閉管的。在閉管的哨管中，空氣從管口進入，還可以從管口出來。但是簧管的管口和哨管不同，如果是閉管的，簧管空氣是無法出來的。因此，簧管在共鳴體的某一點上必須有開口，這樣通過簧舌的空氣便可以出來了。所有的簧管共鳴體不是開管的，就是部分閉管的。

（1）圓錐形共鳴體。圖16是管風琴簧管中最常見的倒圓錐形簧管。上面是開口的，在離上方五分之一處有一個小的開口。這一開口的作用調整音質和音高，通常稱之為整音開口。當簧舌振動時，這種形狀的簧管共鳴體會產生所有的泛音。這種共鳴體通常可以在小號、雙簧管和大號音栓列中找到。

圓錐形共鳴體上端的寬度會影響音質，上端寬的圓錐形共鳴體，加強的是基音，越寬基音越重。寬大的“全長”共鳴體，如長號音栓通常在腳鍵盤中使用。

圖17是大管音色的簧管共鳴體。具有豐富的泛音，而基音很少。

（2）圓柱形共鳴體。共鳴體另一種主要的形狀是圓柱形（圖18）。這只音管是部分閉管的，在共鳴體的頂端有一個可以移動的管蓋，這個管蓋既能影響音色，又能影響音高。圓柱形共鳴體一般可以在克魯姆雙簧管、單簧管及人聲音栓列中找到。

（3）其他形狀的共鳴體。簧管的音色變化很多，圖19是各種形狀的簧管共鳴體，但大都是在上述兩種形狀的基礎上衍生出來的。

4 結語

國家大劇院管風琴有發音管6 500根，分布于94個音栓中。每一個音栓的音管形狀、材質、尺寸都是不一樣的，每一個音栓都可以寫一篇文章進行細致的分析解讀。

筆者就國家大劇院音栓表進行總結式的解讀，并對哨管和簧管進行結構上的概括和分析，難免有遺漏和不周到的地方，只希望拋磚引玉，為管風琴知識在中國的普及起到一點作用，希望更多樂器愛好者能了解和研究管風琴。

（編輯 王 芳）