河北艺术中心音乐厅的声学设计

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1、河北艺术中心音乐厅的声学设计　摘要：音乐厅是河北艺术中心的重要组成部分。主要供自然声演奏交响乐使用，兼有多项其它功能。本文概要介绍音乐厅的声学设计和适应多功能使用的技术措施，以及建成启用后的评价。　　关键词：音乐厅自然声演奏声学设计　　Abstruct:Theconcerthall,animportantpartofHebEiArtCenterismainlyusedforsymphonybynaturalsoundandeasurementssuitabletothefuncitions,asanc

2、e,acousticaldesign　　　　概述　　　　河北艺术中心建于河北省首府石家庄市，占地2.4hm2，总建筑面积为32000m2，其中包括2780座的杂技表演厅和980座的音乐厅，以及相关的配套用房和服务设施。音乐厅以演奏交响乐和室内乐为主，兼供其它多项功能使用。容纳980名听众(池座535名，楼座445名)，有效容积8500m3，每座占容积　　8.7m3，总表面积3368m2。为适应多功能使用要求，并使每项功能均具最佳混响时间，音乐厅采用了圆柱形转体和帘幕相结合的可调吸声装置，分布式计算机调

3、控。　　音乐厅的声学设计从方案阶段的体形设计就开始介入，贯穿于整个工程的设计、施工和竣工调试的全过程，以确保大厅的音质。艺术中心于1999年10月建成，经调试后于2000年11月启用。第七届国际杂技艺术节就在这里召开。音乐厅经多种剧目的演出后，普遍对厅内的音质和适应性给予很高的评价。图1为艺术中心的外景。　　　　音乐厅的声学设计　　　　音乐厅的声学设计包括设计指标的确定、体形分析、混响时间的控制、噪声控制、主客观声学指标的测试和调试等几方面，现分述如下：　　　　⒈声学设计指标的确定　　声学设计指标是在

4、参考国外资料、结合国情、听取有关部门的意见并取得业主认可的条件下确定的。音乐厅所确定的各项声学设计控制指标，见表1所示：　　　　⒉音乐厅的体形设计　　体形设计关系到厅内的声扩散、声场分布、频率响应、早期反射声的强度和分布、后座的响度和消除音质缺陷等一系列的声学问题。因此，声学设计必须在方案阶段就进入角色。　　艺术中心音乐厅的平面采用六角形，它比传统的鞋盒式要有利得多，表现在如下几方面：　　①听众席处在倒扇形的平面内，前、中区的听众比鞋盒式在相对应的座席有更多的早期倾向反射声。　　②消除了平行墙面引起的

5、回声，在没有的巴洛克装修的现代音乐厅内，是非常有利的设施。　　③所有的听众席均在声源最佳的投影角范围内，从而有良好的方向性和频率响应。传统鞋盒式音乐厅两侧廊座前半部分则方向性很差。　　④在听众人数相同的情况下，缩短了后座至台口的距离，艺术中心音乐厅楼座后排至演奏台距离仅为23m，同时还可减少后部听众人数。　　⑤演奏台构成喇叭形，它比鞋盒式矩形演奏台节省了面积，且有利于乐师间的相互听闻和把融洽后的乐声传播至听众席。　　通过上述分析对比，艺术中心音乐厅在容量不大的情况下，仍不采用传统的鞋盒式，而采用六角形

6、平面。　　音乐厅的剖面设计，把演奏台的吊顶压低，以使前区听众早期反射声的时延间隙缩短，同样，在较矮的吊顶下还悬吊了球切面扩散体，使乐师间有较好的相互听闻条件；台口前的锥状反射板，主要为加强后座声级而设置；为了加强声扩散，大厅的侧墙配置半圆柱体，可调圆柱形转体，当反射面暴露时也为圆柱体。音乐厅的平、剖面和内景分别见图2和图4所示。　　　　⒊可调混响时间的设计［1］　　一个近代音乐厅，无论是专业的或供多功能使用，都必须设置可调混响装置。理由很简单：首先，不同音乐作品要求有各自的混响时间，为使每个作品都有最

7、佳的混响时间就要求有可调装置；其次是为了充分发挥音乐厅的使用效率，提高经济和社会效益，扩大其使用范围是完全应该的，这是近代厅堂设计必须考虑的实际问题。对此，音乐厅设置了用计算机调控的混响装置②。　　为确保可调混响实效，遵循如下设计准则：　　①可调结构必须有足够的可变吸声量(足够的可调面积和强吸声构造)，且在125Hz～4000Hz的覆盖频率范围内有接近相当的可变吸声量；　　②可变吸声结构，当反射面暴露时，应对低频有较低的声吸收，并能起到声扩散的作用；　　③可变吸声结构应具有操作简便、性能可靠和先进的调

8、节手段。　　根据上述准则，音乐厅内采用了40个旋转圆柱体(直径800mm，半圆柱面吸声，另半圆柱面反射)和6个可调帘幕相结合的可变吸声装置。可调面积为358m2(转体232.6m2，帘幕125m2)，占总表面积的10.6%，根据经验，它有可能达到设计调幅量的要求。图5为旋转圆柱体的构造示意。　　　　⒋厅内各界面的用材　　厅内各界面用材设计，主要为了控制混响、获得良好音色和消除音质缺陷；厅内墙面均采用多层板外贴三合板的构造；可调圆柱体的反射面是在20mm厚