建築聲學材料以及發展簡史



建築聲學材料以及發展簡史

来源: http://www.jinglilun.hk 作者:景麗倫 热度:Loading... 日期:12-09-06, 01:36 PM

        建築聲學材料以及發展簡史

        廳堂是供人們聆聽語言或音樂的場所,是從古典露天劇場發展過來的。從希臘和羅馬選擇天然場地所建設的露天劇場中有跡象表明當時他們對聲學原理特別重視。如希臘露天劇場的設計把舞台放置於觀眾席位的前沿可能是利用舞台後面和劇場中部地面的聲音反射作用,這些地方常常是使用對聲音反射特別好的大理石來舖設。但是根據許多已發表論述古代露天劇場聲學問題的文獻來看,希臘和羅馬露天劇場的聲學設計當初可能只是想解決視的問題,而這樣的處理使聽覺問題也得到合理的解決。他們盡量把觀眾的座位建成緊靠舞台的半圓形台階式的座位,這就很自然獲得合適的良好聽覺效果。此外,演員們配帶大面具,一方面用作顯示他們的面部表情,另一方面用作加強他們的發音能力。其後,羅馬人把圓形樂隊席改為半圓形樂隊席,使聽眾更加接近聲源,同時在舞台上方修建大型的斜屋頂,在兩側修建側牆。這些設施成為有效的聲音反射體,使離舞台較遠的觀眾對劇情的理解也感到滿意。

        而歷史記載第一次提到建築聲學是在西元前一世紀的羅馬建築師維特魯威(Vitruvius)。在他的著作【建築十書】(De Architectura Libri Decem)一書中,記述了古希臘露天劇場中的音響調節方法,如利用共鳴缸和反射面以增加演出的音量等。但是自從羅馬帝國被推翻後,中世紀建造的唯一廳堂型式就是教堂,中世紀承繼了封閉空間聲學的知識,採用大的內部空間和吸聲係數低的牆面,以産生長混響聲,但因混響時間過長,可辨度較差,反而造成神秘的宗教氣氛。中世紀後期的另一種廳堂建築為會議室。這種同時提供司法、立法、社會活動用的會議室,在十一世紀時主要在義大利、德國等地興建。

        到了十六世紀中葉,英國的跑江湖賣藝的藝人利用旅館中圓形、方形或八邊形的露天庭院作為演出的舞台。繼希臘的露天劇場後,這種佈置方式使觀眾和演員的距離縮減了不少,同時為當時建造的露天舞台(或伸展式舞台)提供了設計模式。

        之後十六、十七世紀,義大利建造了大型劇場,如奧林匹克劇院,可容納3000個觀眾席,帕爾馬市的法內斯劇院,可容納觀眾2500人。這時期的劇院的設計,由於觀眾的吸音和戲院內華麗的表面裝飾所起的作用,使劇院的混響時間控制較為是當,聲能的分佈也較均勻,所以觀眾聽到的音質沒有顯著的缺陷。馬蹄形歌劇院也於此時發展,較大的舞台和舞台建築以及環形包廂、台階式席位排列接近頂棚。這種歌劇院利用觀眾席面積大量吸收聲音,使混響聲音較短。

        十七世紀阿‧科切爾(A. Kircher)的著作【聲響】(Phonurgia)一書為最早介紹室內聲學現象的科學著作。論及早期簡單的聲學實踐,為建築聲學史發展上的一個重要貢獻。 到了十九世紀初,德國人E.F.弗里德利克察拉迪(E.F. Freidrich Chlaudi)於他的著作【聲學】中,致力於解釋混響現象。

        在十九世紀以前,關於在廳堂設計(當時主要指教堂、歌劇院和舞廳)中的聲學問題,附屬於其他問題來考慮,在一定程度上取決於公共或私人演奏空間的聲學條件。如巴洛克音樂和古典音樂並不是為教堂演奏而寫的,而通常在貴族的舞池內演奏。很多悅耳的音樂原來只為在小型房間內演奏而寫的,稱為室內樂。從十九世紀開始,在維也納、萊比錫、巴塞爾等城市,都建造了一些供演出的音樂廳。在二十世紀科學研究取得巨大進展,明確解決一些當代室內聲學問題之前,這些十九世紀建造的音樂廳足以反映出聲學上的豐碩成果。

        十九世紀五0年代後,赫姆霍茲(Helmholtz)、貝爾(WeberBell)、韋伯(Weber)和費克納(Fechner)等人對聲學做出重大貢獻。瑞利爵士(Lord Rayleigh)發表了他的經典著作【聲的理論】(The Theory of Sound)。二十世紀,美國哈佛大學W.C.賽賓(W.C. Sabine)教授首先從事室內聲學設計的研究工作,並提出聲音吸收係數及方程式,於是廳堂聲學從原來推測的領域中解放出來,成為工程科學中的一門系統分支學科。此後,建築聲學理論和實踐的研究迅速發展,加上聲學量測儀表的使用,建立了一些室內聲學理論。

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