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新巴黎愛樂音樂大廳全能的建筑聲學設計

發表于2015-04-23 09:47       |       267次閱讀      |來源:北京維也納聲學技術有限公司      |收藏
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     巴黎愛樂音樂廳建筑聲學設計

                                         巴黎愛樂大廳首演

    工期被推遲了二十年之久、備受關注的新巴黎愛樂大廳將于2015年1月14日開門迎客,終于重建成功的巴黎愛樂音樂大廳屆時將迎來 3 場開幕演出。由巴黎管弦樂團及其他幾支巴黎室內樂團聯袂小提琴家Renaud Capucon、鋼琴家Helene Grimoud和郎朗等共同演繹。

    或許從事建筑、設計與藝術領域的人,多少都有些偏執狂特質。如85歲的美國建筑師弗蘭克·蓋里(Frank Gehry)會無視旁人對其作品的評價,而像新巴黎愛樂大廳的法國建筑師讓·努維爾(Jean Nouvel),追求更多的則是對自己作品完成度的苛刻要求。

    2007年,讓·努維爾贏得了巴黎愛樂大廳(La Philharmonie)的設計權,耗時8年,這座世界上最昂貴的音樂廳昨天終于開幕了。

    但作為將其一手創造出來的人,讓·努維爾卻拒絕出席這場連法國總統奧朗德(Francois Hollande)都來參加的開幕慶典音樂會。“愛樂大廳現在就要開幕,真的是還為時尚早,該建筑還未真正成。”讓·努維爾說。

    這位2008年的普利茲克建筑獎得主對此解釋說:“這里還沒有完成最終的聲效測試,開幕的時間表并沒有給予建筑與內部技術的完成足夠的尊重。早在2013年時,我就提出過相關警告。”

    斥資2億歐元的巴黎愛樂大廳最早擬定的完成時間是2012年,但錯綜復雜的各種問題卻導致了工期延后,造價亦增加至3.87億歐元。預算超支與工期延誤使得讓·努維爾背負了巨大爭議。

    在通過Dezeen網站發出的聲明中,讓·努維爾直言:“最近新聞報道上有很多文章指向我,將我與預算超支的原因直接聯系起來,甚至有說我涉嫌修改預算,這都是毫無根據的,我不能容忍這些不真實的誹謗言論。”在讓·努維爾看來,這其中既有早期低估成本的問題,也應考慮到工期延后等因素。

    2012年時,法國參議院在一份報告中將巴黎愛樂大廳形容為“一場文化上的豪賭”。審計部門也警告對于公共出資的項目來說,該項工程造價過于高昂。不過法國文化部還是決定將這一項目進行到底,理由是,巴黎愛樂大廳的建造工程已進入后期,很難叫停,但因為超出預算的1.87億,他們不得不暫停了其他幾個重大文化項目。

    巴黎愛樂大廳內部設計

    這座造價3.87億歐元的愛樂大廳可容納2400位觀眾。整個愛樂大廳的鋁質外立面像是一些折疊的金屬塊,而內部的空間亦設計為了有褶皺的形態。    

    愛樂大廳原本預算為1.7億歐元,后來提高至3.8億,是世界上最昂貴的音樂廳。可容納2400名觀眾,與傳統長方形、類似鞋盒形狀構造不同,觀眾座位位于舞臺四周,最遠的座位距舞臺只有32米,透過高矮不齊的座位設計,力求達到最佳的音響效果。音樂廳每季將安排約250場左右的演出,

    新設計預計會吸引到不少年輕族群,據統計,自1981年以來,法國古典樂迷的年齡層介于36-61歲之間。

    出于對演出音效的考慮,讓·努維爾將觀眾席位設置成環形狀,圍繞著演出大廳中央的舞臺。此外,這里還擁有15間排練廳、1個可容納250人的露天劇場、音樂博物館、展覽館、媒體中心等。

         巴黎愛樂大廳輪廓圖

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    巴黎愛樂大廳的全能設計

    2006年,巴黎愛樂大廳的設計方案對外公開競標。巴黎愛樂大廳的競標方案對聲學要求有著非常嚴苛的要求,其聲學項目有五點主要要求:i) 必須同時具備高清晰度和充足的混響的特性;ii) 音源的存在感和空間感可以分別被獨立調控;iii) 在所有位置都要有充足的側向反射聲;iv) 坐席必須包圍舞臺;v) 可以適應多種不同的場合;vi) 不可以簡單復制任何一個已有的音樂廳設計范式。

    當時,一共有98個團隊提交了設計方案,最終由建筑師Jean Nouvel和聲學家Harold Marshall和Yasuhisa Toyota領銜的團隊方案在兩輪篩選中獲得了最終的勝利。這個團隊星光熠熠,Jean Nouvel是法國當代的建筑大師,也是普利茲克獎的得主。Harold Marshall不但是學術界的權威,也是廣州大劇院的聲學設計者。而Yasuhisa Toyota是當今世界最好的聲學設計師之一,最為人熟知的作品就是位于洛杉磯的迪士尼音樂廳和東京的三得利音樂廳。他們的設計方案提出了“巴赫”范式音樂廳(Bicameral Adaptable Concert Hall)的概念,完全滿足了巴黎愛樂大廳的要求。“巴赫”范式中的bicameral adaptable(姑且翻譯為“可調的雙腔體”)是指早期反射聲場和混響聲場分別可由兩個嵌套的腔體獨立控制可調。早期反射聲場與音源的存在感和清晰度直接相關,而混相聲場直接決定了音樂的空間感。這兩個獨立可調的聲場意味著,整個音樂廳的音響效果可以通過適當的調整而適用于最廣泛的演出類型,參數的獨立性保證了不會出現因為調整其中一個聲場而對另一個的指標帶來的負面效果的情況。

    巴黎愛樂大廳的建筑聲學設計效果
    “巴赫”范式的前世今生

    “巴赫”范式的設計方案是基于當代聲學理論的一個大膽嘗試。實際上,Harold Marshall本人就是當代聲學理論發展的重要帶頭人,在60年代提出了早期側向反射聲理論,并在隨后的實踐中獲得了巨大的成功。

     巴黎愛樂大廳的競標要求中的“同時具備高清晰度和充足的混響的特性”在60年代以前被認為是不可能實現的。高清晰度與長混響時間一直被認為是互相沖突的。而早期的音樂廳往往試圖在兩者之間平衡。如果嘗試同時增強這兩個特性,往往結果適得其反。這是當時聲學理論的局限性造成的。直到70年代Harold Marshall將其發展的早期側向反射聲理論運用到了克賴斯特徹奇鎮音樂廳(Christchurch Town Hall)的設計中去,才第一次突破性地實現了高清晰度和豐富的混響兼備的音響效果。這個設計與以往音樂廳設計的不同之處在于,以往決定清晰度的早期反射聲和負責混響的后期反射聲總是由相同的反射面(墻面、屋頂、反射板等等)來提供,而在這個音樂廳中,兩者被分離了:內部空間的主反射板提供早期反射聲,而混響由外圍空間提供,包絡整個大廳。這樣的設計最終使得在人耳對清晰度敏感的頻域(1kHz~6kHz)早期反射聲占主導,在人耳對混響敏感的低頻區(<1kHz)仍然提供充分的混響。由此,通過現代聲學工程設計,第一座“同時具備高清晰度和充足的混響的特性”的音樂廳誕生了。而這個設計也就是今天“巴赫”范式的前身。如果我們仔細比較巴黎愛樂大廳雙腔體的嵌套式設計和克賴斯特徹奇鎮音樂廳內外空間的設,會發現這兩個音樂廳其實是一脈相承的。

       巴黎愛樂大廳的建筑聲學設計

    巴黎愛樂音樂廳:一座具有生命的全能音樂廳

     巴黎愛樂大廳由兩個嵌套的腔體空間構成。內腔的設計將山地葡萄園范式的環繞式坐席與鞋盒范式的側樓座設計相結合,坐席環繞中央舞臺以達到非常出色的親和效果,而樓座則帶來豐富的側向反射聲和完美的清晰度;外腔承載著整個音樂廳的建筑結構,并通過聲學工程設計為音樂廳帶來了充分的混響。內腔以一種行云流水般的方式被分割成不同的坐席區域和樓座,既是聲學工程的杰作也是建筑學上的奇跡。在內腔的頂部,分別在舞臺上方和坐席上方安裝了與坐席風格一致的可調反射板來引導反射聲。另外,吸聲材料也可以按需布置在音樂廳的墻面和空間內。在圖8中展現了整個音樂廳的空間以及集成在建筑中的聲學工程裝置。

     除上述的大膽設計使得巴黎愛樂大廳和之前所有被奉為經典的音樂廳與眾不同之外,巴黎愛樂大廳最重要的一個特點就是全面豐富的適應性。過去建筑一旦被建造好,就都塵埃落定,一座音樂廳的表現在完工之時已經確定了,我們能做的僅僅是一點點修飾。但巴黎愛樂大廳卻打破了這一點:在最先進的聲學工程設計下,她的建筑是“可調”的,是具有生命的。面對不同的演出,她總可以把自己調節到最佳的狀態。

      巴黎愛樂大廳俯視圖
              巴黎愛樂大廳俯視圖。該圖展現了集成在建筑中的聲學工程裝置。

     比如,主要的聲學要素都是可以調整的。混響聲的調節主要依靠在外腔以及反射板的背面放置最大面積可達1500平方米的吸聲材料。吸收負荷的加減和上座率的變化可以使混響時間在1.2秒到2.3秒之間變化。早期反射聲的調節主要依靠移動調整舞臺與坐席上方的反射板以及在靠近舞臺的墻面上增加吸聲材料來得到。其中反射板可以在9米至15米的高度范圍內任意調節。池座的側向反射聲由側樓座的墻面提供,樓座上的側向反射聲主要由懸掛的反射板以及反射板-墻面的二次反射來提供。另外值得注意的是,早期反射聲效率(early acoustic efficiency)這一概念被提出并應用到巴黎愛樂大廳的設計中以確保足夠的早期反射聲水平,所以說,指導巴黎愛樂大廳的設計的是堪稱最前沿的聲學理論。音樂廳以一種主動的方式對她本身的各個功能部分進行協調來輸出最好的音效,而不是像過去那樣僅僅是依靠固定的先期設計來實現音效。

    舞臺結構的多樣性也使巴黎愛樂大廳可以滿足于各種形式的演出。舞臺與池座區主要分為了三個可以獨立移動的部分,分別為區域1的階梯觀眾席或水平站臺,區域2的中央舞臺或池座,區域3的前方舞臺或者合唱/觀眾席(見圖9A)。當演出交響樂時,樂隊位于區域2的中央舞臺,觀眾席圍繞著樂隊。區域2的中央舞臺既可以改裝成階梯式(圖9D)也可以改裝成平地式(圖9E),從而適合樂隊或者獨奏等等各種表現形式。區域3如果有需要可以作為合唱隊的位置,但通常情況下將會作為席位開放給聽眾,使聽眾可以近距離地與指揮和樂隊交流(圖9D)。當演出歌劇或者有現場放映任務的情況下,區域3的坐席就失去了意義,此時區域3將成為舞臺,而區域1和區域2則變成坐席(圖9B)。另外在比如搖滾等形式的音樂會中,區域1和區域2的座位可以拆除變成站臺,從而使容積從2400人增加到3650人(圖9C)。如此豐富的舞臺結構是以往任何一座音樂廳都不具備的。

       巴黎愛樂大廳的舞臺結構

            巴黎愛樂大廳的舞臺結構。(A)舞臺的三個分區。(B)-(E)舞臺的多功能變化。

     聲學上的主動調整能力加上舞臺結構的多變性使得巴黎愛樂大廳對不同種類不同風格的音樂作品具備了前所未有的適應性和全能性。這種靈活性以及和音樂進行的主動式交互賦予了她生命,這是有史以來最活潑最熱情的的音樂廳。

    注:案例收集自網絡。

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