正文 建築中的聲學(1 / 2)

建築和聲音有著密切的關係,你不妨到各種建築物裏去聽一聽。

在空曠的操場上說話,你會覺得聲音不響而且單調;在空空的大禮堂裏說話,你會聽到很響的回聲;在教室、在臥室、在廚房、在樓道,你在各種建築物裏說一說,聽一聽。經過比較你會發現,同樣是你的說話聲,在各種建築物裏聽起來卻不相同。

為什麼在空無一人的禮堂裏說話,反而覺得聽不清呢?這是因為除了從聲源發出的聲波之外,還有從距離不同的物體反射回來的許多聲波,這些回聲不能同時到達你的耳朵,這就使你感到聲音變了。這種現象叫做混響。混響時間和建築物的結構有關,是可以控製的。例如,北京首都劇場的混響時間,坐滿觀眾時是1.86秒鍾,空的時候是8.8秒鍾。

混響時間太長了會幹擾有用的聲音,混響時間過短也會使人覺得聲音單調。建築學家要處理好這些難題,是要花一番心思的。

人民大會堂裏有個萬人禮堂,體積有9萬多立方米,表麵積有1萬多平方米,要求它具備的音響性能是:有合適的混響時間;噪聲小於35分貝;開會發言時,每個座位都能聽到70分貝清晰的聲音;舞台演奏時,每個座位都要聽到80分貝豐滿的樂曲……怎麼辦呢?

這就要根據聲波特性和人對聲音的感覺,從建築設計、建築材料、建築構造、擴音設備等方麵進行綜合研究。專門研究這些問題的科學叫建築聲學。

萬人禮堂的擴音設備,采用了分布放大係統,分別在座位上裝了8000個小喇叭,每個喇叭的功率隻有0.1瓦,能產生75分貝的聲級。由於這麼多小喇叭分布在全場,電傳輸的速度又極快,主席台上講話的聲音一下子就傳滿了大會堂的各個角落,使聽眾感到是在直接聆聽發言。此外,禮堂還采用了立體聲放大係統,舞台上配置14個傳聲器,文藝演出時觀眾聽到的樂曲更真切。大禮堂滿座時的混響時間是1.6秒鍾,全空時隻有3秒鍾。萬人會堂的巧妙聲學設計,是在我國著名聲學家馬大猷教授親自領導下完成的。

有些劇場的音響效果非常好,即使在離開舞台很遠的座位,都能很清楚地聽到舞台上的聲音。而有些劇場的音響效果卻很差,甚至坐在舞台附近座位的觀眾,都聽不清楚舞台上演員的聲音。這是為什麼呢?美國某位物理學家曾在他所著的《音波和聲音的運用》中提到這一點:

“在建築物中,講話停止時,有時餘音還繚繞了好幾秒鍾。這時,倘若有別的聲音產生,聽眾就必須集中精神才能勉強聽出演員所講的是什麼。譬如說,演員說了一句台詞後,餘音維持了3秒鍾,這時,在餘音還沒消失前,另一演員又以每秒鍾3音節的速度講話,如此,室內就有9音節的音波互相反射著,所以,聽起來就顯得很嘈雜。如果演員要避免這種情況發生的話,則講話時,上一句台詞和下一句台詞之間,應該停頓幾秒鍾,而且聲音不要太大。有些演員不懂這種物理現象,反而把說話的聲音提得更高,結果隻是顯得更嘈雜罷了!”

以前的人以為音響效果好的劇場隻是偶然產生的。現在,使餘音消逝的方法已經發明出來了,而且有好幾種。簡單地說,要使音響效果良好的話,就得想辦法吸收餘音(但也不能完全吸收掉),最能夠吸收餘音的就是正好打開一半的窗戶;還有,聽眾們也是很好的吸收體。所以,一個聽眾稀少的空劇場,音響的效果反而不好。