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声学设计是指对于一个环境在声学方面给予规划和建设,使得环境符合用户的要求或者国家的标准。一般来说,声学设计更多的是针对房间和厅堂。一个拥有良好的声学设计的房间,不是一次就可以建成的。需要考虑的因素很多,并且要经过多次的测试和修改才能达到要求。
声学设计真正起源于19世纪末。1895年,美国波士顿哈佛大学的弗格艺术博物馆(讲演厅)落成,由于墙面材质用的是硬质石材,导致回音很大而不能使用。哈佛大学校长埃利奥特委托W.C.赛宾解决这一问题。赛宾在将近40个不同容积的房子里进行了实验研究,提出了混响时间和吸声的概念,发现长混响是影响语言清晰度的原因,总结出混响时间与房间容积成正比、与吸声量成反比的重要结论。
20世纪中期,剧场建筑设计的个性化推动了声学设计研究,并在实践运用中成果显著。德国柏林交响音乐厅,建筑外观像金色的皇冠,平面为类圆多边形。建筑师期望打破古典鞋盒形的呆板,创造出更活泼、新颖的形式,而且容纳更多观众。在声学家配合下,该厅观众席布置采用了高底错落的葡萄田式,将观众分成小区块,每个小块的侧墙能够为临近区块提供声音反射,从而达到与鞋盒形殊途同归的音效。这种像梯田一样的设计在剧场史上还是第一次,不但声学效果是良好的,而且室内建筑形式也是具有划时代的意义,建筑与声学相得益彰,艺术与科学完美融合。
20世纪末期计算机的飞速发展对声学设计的影响很大。传统上采用声线束法和镜像虚声源法模拟和预估剧场的声学效果,但是,在没有高速计算机的时代,数以万计的声线和虚声源根本是无法实现追踪计算的。有了高速计算机,不但计算问题迎刃而解,而且,以计算机为手段的声学测量技术也大大发展起来,使人们能够更加深入细致地预测剧场中的声音问题。
声学设计在全球发展已经有一段时间了,西方国家在声学设计方面的发展历史久远,有了很多杰出的成果。波士顿音乐厅、维也纳金色大厅、阿姆斯特丹音乐厅被人们公认为世界三大著名古典音乐厅,也是音质最顶级的三大音乐厅。音乐厅内的声音效果能够让世人所称颂,声学设计设计是其能扬名世界的重点。
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