濟(jì)南題壁堂古戲樓建筑聲學(xué)環(huán)境研究

王亞平，程志紅，張曉峰

(1.山東建筑大學(xué)山東省建筑節(jié)能技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250101;2.山東建筑大學(xué)可再生能源建筑利用技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250101;3.濟(jì)南市規(guī)劃局高新分局，山東 濟(jì)南 250001;4.山東建大建筑規(guī)劃設(shè)計研究院，山東 濟(jì)南 250014)

0 引言

中國古戲樓建筑屬于古代公共建筑的一種重要類型，在歷史上形成了中國人特有的戲劇觀演場所。戲樓建筑是中國古建筑的精華部分，同時也反映了中國戲曲文化的發(fā)展過程。因此古戲樓建筑是我國寶貴的物質(zhì)文化遺產(chǎn)。但由于各方面原因，很多古戲樓建筑并沒有得到較好的保護(hù)，正逐漸消逝。因此研究和保護(hù)這些建筑有著非常重要的歷史及文化意義。

古戲樓建筑建造技術(shù)是中國古建筑研究的重點(diǎn)內(nèi)容，并且在聲學(xué)界，古戲樓的聲環(huán)境特性一直是聲學(xué)工作者最關(guān)注的課題之一。濟(jì)南題壁堂古戲樓是山東省現(xiàn)存規(guī)模最大的清代戲樓建筑。始建于清嘉慶八年(公元1803年)，光緒三十一年(公元1905年)重建。1979年被評為濟(jì)南市重點(diǎn)文物保護(hù)單位。國內(nèi)外還沒有對濟(jì)南題壁堂古戲樓建筑聲環(huán)境研究的記載，本文就重點(diǎn)研究濟(jì)南題壁堂古戲樓的建筑聲學(xué)環(huán)境。

1 題壁堂古戲樓建筑概述

題壁堂現(xiàn)存部分是一山門、二山門，對稱回廊式院落和戲樓建筑。建筑深約30m，寬約25m，戲樓部分高架兩層。如圖1為題壁堂一二層平面圖。

在建筑細(xì)部方面，題壁堂也有著突出成就。題壁堂的雕刻和彩繪將中國傳統(tǒng)木構(gòu)建筑的精彩細(xì)部完美的表現(xiàn)出來。

圖1 題壁堂一二層平面及測點(diǎn)布置圖

2 題壁堂古戲樓的建筑聲學(xué)環(huán)境

論文采取現(xiàn)場測量與軟件模擬相結(jié)合的分析方法來研究題壁堂的建筑聲學(xué)環(huán)境。

2.1 現(xiàn)場測量早期衰變時間EDT

作為一種觀演建筑，混響感是衡量其音質(zhì)條件的最主要要素之一，其傳統(tǒng)參量是混響時間。混響時間是針對封閉式空間提出的，對于不封閉的戲樓建筑，其聲學(xué)特性與封閉空間是不同的，所以衡量其音質(zhì)條件的參量[1]也會有變化。不能都用混響時間來衡量其音質(zhì)，但不論封閉還是不封閉的戲樓建筑都可以選用早期衰變時間EDT來表征其混響感。

使用丹麥聲學(xué)測試儀B＆K2250測量題壁堂的早期衰變時間EDT，測試時間2008年5月，天氣晴。在戲樓內(nèi)布置16個測點(diǎn)進(jìn)行測試，具體位置如圖1所示。測量結(jié)果如圖2所示。

由圖2a可以看出，早期衰變時間集中在0.7～0.9s之間，頻譜曲線基本保持平直。第1、2測點(diǎn)的測試結(jié)果與其他測點(diǎn)差別較大，主要因?yàn)檫M(jìn)行聲學(xué)測量時，題壁堂北門、南門都已缺失，而東西閣樓上的木槅窗也有的已破損，封閉性差;其次是因?yàn)閼蚺_后部、東西閣樓等的結(jié)構(gòu)均為木結(jié)構(gòu)，形成了很多的薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)。

將其他測點(diǎn)的測試結(jié)果取平均值，得到平均EDT值如圖2b所示，可以看出頻譜曲線基本平直。500Hz與1000Hz的平均 EDT為0.78s。傳統(tǒng)戲曲演出注重對語言清晰度的要求。因此題壁堂古戲樓的建筑聲學(xué)環(huán)境完全能夠滿足當(dāng)時的使用要求。

圖2 題壁堂EDT測試結(jié)果

2.2 聲學(xué)軟件模擬

另外，為直觀的分析題壁堂的聲場分布情況和得到其他相關(guān)聲學(xué)評價指標(biāo)，現(xiàn)使用Odeon軟件對題壁堂的聲學(xué)環(huán)境進(jìn)行模擬。建立計算機(jī)模型，使用聲學(xué)軟件Odeon模擬早期反射聲分布情況并計算出 STI、SPL、C80 等聲學(xué)指標(biāo)。

圖3 計算機(jī)模擬題壁堂的聲學(xué)指標(biāo)分布圖

2.2.1 早期反射聲分布

早期反射聲分布如圖3a所示，題壁堂古戲樓中，后部反射聲有所增強(qiáng)，但是與前部有明顯差別。這主要因?yàn)轭}壁堂戲樓中屋頂對一層觀眾區(qū)反射聲能貢獻(xiàn)不明顯。戲樓中前部空間高大，屋頂提供的反射聲能只能影響到二層環(huán)廊部分，而后部由于空間變得相對低矮，所以屋頂也基本不能提供有效的反射聲能，所以題壁堂戲樓主要反射面為:圍墻、戲樓頂棚及包廂底面等。因此二層環(huán)廊部分前次反射聲分布較好，觀眾席視聽環(huán)境較好。

2.2.2 快速語言傳遞指數(shù)STI

快速語言傳遞指數(shù)STI是衡量語言清晰度的指標(biāo)之一[2]。STI在0.00 ～0.30 之間時清晰度差;STI在0.30～0.45之間時清晰度較差;STI在 0.45～0.60之間時清晰度一般;STI在 0.60 ～0.75 之間時清晰度良好;STI在0.75～1.0之間時清晰度優(yōu)秀。題壁堂戲樓平均STI值為0.61，如圖3b。按照上述評價標(biāo)準(zhǔn)，戲場的語言清晰度較好。

2.2.3 室內(nèi)聲壓級SPL分布

聲場均勻度的評價標(biāo)準(zhǔn)為室內(nèi)最大與最小聲壓級差。在自然聲演出場所，室內(nèi)聲場各點(diǎn)聲壓級差不超過6dB為好。題壁堂戲樓內(nèi)聲壓級差為5dB，其聲場分布較均勻，如圖3c所示。

2.2.4 音樂明晰度C80

通常以早期和后期聲能之比值C80來表征明晰度。反映音樂的明晰度與融合度不同。題壁堂戲樓1kHz的C80在2.5～5.0之間，能夠滿足音樂演出的要求，如圖3d所示。

3 結(jié)語

題壁堂古戲樓具有較高的建筑藝術(shù)價值。同時，由論文中各項聲學(xué)指標(biāo)可以看出題壁堂古戲樓還具有良好的建筑聲學(xué)環(huán)境，為傳統(tǒng)戲曲的發(fā)展做出過顯著的貢獻(xiàn)。最后，論文還要呼吁有關(guān)部門加強(qiáng)對古戲樓建筑的保護(hù)，并加快此類古建筑的修復(fù)進(jìn)程。

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