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2024

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03

世界著名三大音乐厅的声学效果探秘

作者:


从18世纪中叶第一个真正音乐厅出现(1748年的英国牛津霍利韦尔音乐厅),在270多年波澜壮阔的音乐厅历史长河中,维也纳金色大厅、阿姆斯特丹音乐厅、波士顿交响乐厅是其中三个最璀璨的浪花,是世界上公认的音质最好的三大音乐厅。

    美国著名声学专家Beranek在他编著的《concert halls & opera houses》中收集了这三大音乐厅声学参量的数据。由于三大音乐厅采用的都是简单包饰座椅且吸声系数也各不一样,而现代音乐厅设计多数采用中等包饰座椅。所以有必要将三个音乐厅的座椅吸声系数统一调整为中等包饰座椅,计算出对应的各声学参量数值并进行对比分析,才能拨开迷雾,找出声学效果优劣的真相。

 

一、 三大音乐厅的简介

1. 维也纳金色大厅

图1 维也纳金色大厅的建筑外观 

图2 维也纳金色大厅的内景

      维也纳金色大厅始建于1867年,于1869年竣工,建筑设计由新古典主义建筑师特奥费尔·翰森完成。金色大厅内华丽的水晶灯和金碧辉煌的装饰风格,让人感受到巴洛克时期的无限风光。奥古斯特·艾森门尔(August Eisenmenger)绘制了大厅天花板上的画作——阿波罗和九位缪斯女神,蔚蓝的背景色与金碧辉煌的大厅形成鲜明的对比。音乐厅内的雕塑由弗兰茨·梅尔尼茨基(Franz Melnitzky)创作,在楼座门和管风琴上塑造的纯白色女性雕塑慵懒的优雅与池座里直立金色女像的庄严相互对应。最上面是一排拱形窗,通过拱形窗照射进来的日光也使交响乐演奏中的大厅色彩更加多变。1870年1月6日第一场演唱会后,媒体是这样评价的,“尽管人们的期望值很高,但第一印象仍然超越了人们的想象,它展现了建筑之美和时尚之美,是独一无二的。”甚至维也纳的主要批评者爱德华·汉斯里克(Eduard Hanslick),“整个大厅金碧辉煌,会不会太闪闪发光以至于分散人们对音乐的注意力?”

 

2. 阿姆斯特丹音乐厅

图3 阿姆斯特丹音乐厅的建筑外观

图4 阿姆斯特丹音乐厅的内景

      阿姆斯特丹音乐厅1883年开建,1886年建成,1888年4月11日正式开幕。由阿道夫·伦纳德·范·根特(Adolf Leonard van Gendt)设计,建筑灵感来自于两年前建造的莱比锡音乐厅(Neue Gewandhaus,毁于1943年)。阿姆斯特丹音乐厅在2013年4月11日成立125周年之际,贝娅特丽克丝女王授予皇家称号,所以又称阿姆斯特丹皇家音乐厅。阿姆斯特丹音乐厅总体风格典雅,外壁精雕细琢,内饰以白色为基础色调,饰以金色色调的装饰效果,主厅配以红色的座椅,显得细腻、稳重而不失华丽大气。建筑外观的最大标志就是屋顶上金光闪闪的镀金里拉琴雕像。主厅非常适合后期的浪漫风格曲目。

 

3. 波士顿交响乐厅

图5 波士顿交响乐厅的建筑外观

图6 波士顿交响乐厅的内景

      波士顿交响乐厅于1900年10月15日落成,为波士顿交响乐团建造,这座大厅在1999年被指定为美国国家历史地标,也是波士顿的地标。它由麦克基姆、米德和怀特(McKim, Mead and White)设计,建造时他们聘请年轻的哈佛大学物理学助理教授塞宾为声学顾问,是最早运用声学原理设计的音乐厅。波士顿交响乐厅也是以莱比锡音乐厅为原型建造。当你踏入大厅首先便会看到装有一排镀金风管的管风琴(4800管)舞台后墙。不同深度的灰色和奶黄色油漆、镀金的眺台栏板、红色的眺台扶手、黑色的座椅和红色的地毯使大厅呈现出一派19世纪中叶的建筑风格。16尊希腊和罗马塑像复制品排列在大厅的墙上,以印证波士顿广为人知的“美洲的雅典”的称号。

 

二、 三大音乐厅的建筑体量对比分析

表1 三大音乐厅建筑数据对比表

      从表1可以看出,阿姆斯特丹音乐厅和波士顿交响乐厅体量相当,维也纳金色大厅体量最小。阿姆斯特丹音乐厅和波士顿交响乐厅虽然体量相当,但是波士顿交响乐厅布置的座位数较多,观众席的吸声面积也较大。维也纳金色大厅和阿姆斯特丹音乐厅都是一层楼座,波士顿交响乐厅有两层楼座。每座容积阿姆斯特丹音乐厅略大于维也纳金色大厅,而波士顿交响乐厅最小(主要是座位数最多)。

图7 三大音乐厅的建筑平剖面尺寸对比

 

三、 三大音乐厅座椅统一后的声学参量数据

1.  建立三大音乐厅的计算机模型

      为了全面了解各个声学参量的变化情况,分别建立三大音乐厅的三维计算机模型,采用的模拟软件为ODEON14.00Combined。声源为设置在舞台边缘向内3m的中心线上,离舞台地面1.5m,测点均离地面1.2m高。

图8 维也纳金色大厅、阿姆斯特丹音乐厅和波士顿交响乐厅的计算机模型图片

 

2.  三大音乐厅座椅的统一

      由于三大音乐厅使用的座椅式样不同,吸声系数相差比较大且相对比较小。现代音乐厅声学设计座椅时,通常要求座椅空、满场的吸声系数差别比较小。一是保证彩排时(无观众)和演出时(有观众)的声场条件差别不大;二是演出时不同的上座率对声学效果影响不大。这就要求座椅的吸声系数不能太小,通常采用中等包饰座椅的吸声系数。把三大音乐厅统一调整为中等包饰座椅,这样模拟出来的声学参量才会对现代音乐厅的声学设计具有参考价值。

图9 维也纳金色大厅、阿姆斯特丹音乐厅和波士顿交响乐厅的座椅式样

 

表2 三大音乐厅的空座椅吸声系数

 

3.  统一采用中等包饰座椅的三大音乐厅声学参量模拟数据

      参照GB/T 36075.1-2018/ISO 3382-1:2009要求的音质参量,进行计算机模拟分析,结果见表3。

表3 三大音乐厅(统一采用中等包饰座椅)的音质参量

3.1 主观声级(响度)的对比分析

      主观声级(响度)是音乐厅非常重要的声学参量,合适范围内较大的响度可以提高混响感、明晰度和空间感等。如果响度较低,听众连音乐信号都听不清,混响感、明晰度和空间感等根本就无从谈起。从表3可以看出,阿姆斯特丹音乐厅的主观声级(响度)略高于维也纳金色大厅,明显大于波士顿交响乐厅。

3.2 混响感的对比分析

      从表3可以看出,阿姆斯特丹音乐厅和维也纳金色大厅的EDT相当,而波士顿交响乐厅的EDT则要小约0.4秒。如果同时考虑到响度的影响,阿姆斯特丹音乐厅的混响感要略高于维也纳金色大厅,而波士顿交响乐厅的混响感则较小,根据作者本人三个音乐厅的现场观感也的确是这样的。

3.3 明晰度的对比分析

      混响感和明晰度是两个相对的参量,一般来说混响感大的音乐厅明晰度就会小一些,混响感小的音乐厅明晰度就会大一些(当然具有双折线混响时间特性的音乐厅可以兼顾丰满度和明晰度)。按混响感的感知,应该是阿姆斯特丹音乐厅和维也纳金色大厅的清晰度要比波士顿交响乐厅小。但是从表3可以看出,阿姆斯特丹音乐厅和波士顿交响乐厅的清晰度相当,比维也纳金色大厅略高。这可能是阿姆斯特丹音乐厅的响度较大,提高了清晰度的缘故。

3.4 空间感的对比分析

       空间感包括早期声引致的表观声源宽度(ASW)和混响声引致的听者包围感(LEV)。如果听众觉得音乐厅演奏的音乐来自比实际声源的视觉宽度更宽的范围,那么该音乐厅被认为有“空间感”。如果听众感觉到混响声似乎来自所有方向(前方、上方和后方),听者包围感较好,那么该音乐厅也被认为有“空间感”。从表3可以看出:波士顿交响乐厅和阿姆斯特丹音乐厅的表观声源宽度相当,略大于维也纳金色大厅。维也纳金色大厅和波士顿交响乐厅的听者包围感相当,略小于阿姆斯特丹音乐厅。总体而言,三大音乐厅的空间感都比较好,差别不大。

3.5 演奏台音质参量

       从表3可以看出,波士顿交响乐厅和维也纳金色大厅的合奏条件(相互听闻)和混响感(乐队对观众厅的混响感知)差不多,都比较大,而阿姆斯特丹音乐厅相对较小。

      阿姆斯特丹音乐厅舞台上方顶部的高度约15.6m,舞台中心线到侧墙的距离约13.9m,而且围着乐队的四面都有观众。而波士顿音乐厅舞台顶部的平均高度约为13m,舞台中心线到侧墙的距离约7.6m(差不多只有一半距离)。维也纳金色大厅的侧眺台一直延伸到舞台区域,可以向舞台提供早期侧向反射声。由于缺少早期强反射声,舞台上听到的声音就会小一些,但是奇怪的是除了已故著名指挥尤金·奥曼迪说过“舞台上的顶棚太高,有一种杂乱的声音,且乐队之间平衡很差”,绝大多数指挥却赞扬它音质美妙。我们通过舞台中间测点的反射声序列图9来分析一下原因,可以看出,虽然反射声相对于直达声确实能量偏小,但是反射声分布比较均匀,且反射声数量比较多,首先到达的是通过管风琴下部墙面过来的反射声、其次是来自眺台栏板的反射声、然后是顶部和墙面的反射声。也就是说虽然舞台上混响声能比较小,但反射声的纹理比较好,这可能也就是绝大多数指挥赞扬它音质美妙的原因。

图10 舞台中间测点的反射声序列图及第1个反射声的示意图

      阿姆斯特丹音乐厅的观众布置方式类似于葡萄园式音乐厅,观众布置在演奏台的四周。也就是说相对于顶端布置演奏台的鞋盒形音乐厅,葡萄园式音乐厅的合奏条件(相互听闻)相对较小,但只要反射声的纹理比较好,还是能够到达大家广泛认可的,同时也可以较好地保护乐队的听力。这可能就是葡萄园式音乐厅广受欢迎的因素之一吧。

 

四、结束语

      从图11和表4可以看出,阿姆斯特丹音乐厅演奏台的四周均布置观众,可以减小观众的最远视距,提高观众席的声场均匀度。

      维也纳金色大厅和波士顿交响乐厅的最远视距(距离指挥)均为42米,而阿姆斯特丹音乐厅的最远视距仅为27米。视距太远的座位听音乐会时,声压级就会偏小,听众难以感知混响感、明晰度和空间感,该位置的声学效果就无从谈起。把视距控制在合理的范围(根据《剧场建筑设计规范》JGJ57-2016的条文说明:要观看真人表演,最远不应超过30m),不仅可以看得清,而且听得响、听得好,同时可以提高观众席的声场均匀度。

图11 维也纳金色大厅、阿姆斯特丹音乐厅和波士顿交响乐厅的声压级分布图

 

表4 三大音乐厅的声场均匀度

图文来源:筑声阁

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