鋼琴實木音板與復合音板的比較分析

劉 娟

（濟南大學音樂學院，山東 濟南 250022）

一、關(guān)于音板

鋼琴的音板與鋼琴的音質(zhì)有著密不可分的關(guān)系，若沒有鋼琴音板，傳入人耳的僅僅是微弱的鋼絲振動之聲。音板作為一個共振系統(tǒng)，接收來自于琴弦振動的能量，并將這能量傳播到空氣中去，從而起到增大音量，過濾雜音的作用。

（一）結(jié)構(gòu)與功能

立式鋼琴與臥式鋼琴的音板形狀各不相同，但其結(jié)構(gòu)與材料都是相同的。鋼琴音板主要是由共振板、音板框、高中音弦碼、低音弦碼和肋木等零件組成。共振板是由許多板條拼成的一大片薄木板，音板框粘貼在共振板的四周，使其更加穩(wěn)固。其中，共振板呈弧面，凸面粘有弦碼，凹面粘有肋木，肋木可以加強共振板的強度，幫助音板橫向傳聲，同時，可以抵御來自弦碼的壓力，使共振板兩面達到力的平衡。

在我們彈奏鋼琴時，手指觸動琴鍵，琴鍵帶動弦錘敲打在琴弦上，這時，琴弦振動的能量通過弦碼傳遞到音板上，音板利用自身面積優(yōu)勢，把大部分能量傳播到空氣中去，使得聲音音量增大。并且，優(yōu)質(zhì)的音板不僅有增強音量的作用，而且還有過濾雜音的作用，使得鋼琴的聲音悅耳動聽。因此，音板承載著接受音波并且傳遞音波的主要功能，所以，音板自身的制作工藝、選材會直接影響鋼琴聲音的傳導性、輻射性。

（二）音板材料的演變

鋼琴音板材料的選擇要追溯到鋼琴的起源，在克里斯托弗里發(fā)明鋼琴之前，就已經(jīng)存在著幾種類似“鋼琴”的樂器了。因此，鋼琴音板的產(chǎn)生可追溯到16世紀，當時，鋼琴音板的制作采用意大利的柏木，柏木在意大利廣泛種植，且紋理順直細致，因此，許多鋼琴制造商開始使用柏木來制作古鋼琴的音板。

17~18世紀，鋼琴音板制作材料從柏木逐漸演變成了云杉。1698年，意大利人克里斯托福里制作了一架其外形和結(jié)構(gòu)與羽管鍵琴相似的鋼琴，1709年，克里斯托福里又制作了一架羽管鍵琴，其特點是彈奏時可以表現(xiàn)出音的強弱對比，開辟了鋼琴藝術(shù)的歷史新紀元。之后，羽管鍵琴被人們所接受，逐漸盛行起來。隨著人們對音質(zhì)的要求越來越高，一些鋼琴制造師開始從鋼琴制造材料上進行探究，嘗試使用云杉，云杉木材容積重小、材質(zhì)輕、彈性高，其聲學性能非常好，因此，以云杉為材料的音板開始廣泛運用于鋼琴中。18世紀中期至19世紀，挪威的云杉，銀杉更符合鋼琴音板的制作標準，其樹干筆直，生長周期長，生長環(huán)境惡劣，常年沐浴山風和雪水，木質(zhì)彈性好，硬度大。當時，約翰內(nèi)斯制造了一架鋼琴，其特點是琴弦被加粗，音板被加厚，還用了當時比較受人追捧的“英國式擊弦機”，人們發(fā)現(xiàn)，這架琴的聲音與共鳴比之前的琴要強很多，正因為如此，音板厚度、硬度和彈性對鋼琴音色的影響開始被人們所關(guān)注，人們受到啟發(fā)，隨后發(fā)現(xiàn)了挪威的云杉，銀杉。19世紀，由于歐洲森林可砍伐到的不斷減少，人們發(fā)現(xiàn)了美國北部茂盛的森林資源，于是挪威云杉、銀杉開始從美國進口。到了近現(xiàn)代，為了節(jié)約資源，人們開始不斷探索，逐漸發(fā)現(xiàn)了更適合制作鋼琴音板的魚鱗云杉、紅松、泡桐等。

木材的生長周期較長，人們對鋼琴的需求量大，制造鋼琴音板的木材逐漸減少，為了節(jié)約資源，降低成本，復合音板逐漸出現(xiàn)在人們的視野和生活當中。

二、鋼琴實木音板與復合音板的比較

實木音板是由不同長度的徑切板拼貼而成的，鋼琴的聲音是順著木紋紋理擴散出去的，因此在徑切板的銜接處紋理要緊密、順直。復合音板又叫做膠合音板，是用原材料旋切成單板，根據(jù)木材紋理進行多層膠合，干燥，最后再熱壓機上進行膠壓而形成的一種人造板。兩種音板，前者屬于傳統(tǒng)工藝，后者屬于新時代的工藝。

（一）音的傳導性

聲音是通過介質(zhì)來傳播的，并在空氣中振動。彈鋼琴時，手指觸動琴鍵，琴鍵帶動弦錘敲打在琴弦上，這時，琴弦振動的能量通過弦碼傳遞到音板上，音板利用自身面積優(yōu)勢，把大部分能量傳播到空氣中去，使得聲音音量增大，這時，音板就作為鋼琴傳聲的介質(zhì)。鋼琴的聲音是順著木紋紋理擴散出去的，音板的材料是影響傳聲效果的關(guān)鍵，因此，木材的年輪寬度，紋理順直性，含水率，密度等條件是影響聲音傳導性的關(guān)鍵因素。鋼琴音板所用的木材最適合的年輪寬度為1.0mm~1.5mm，其中，在年輪方向的傳遞速度方面，順年輪要大于橫年輪；木材紋理越順直，聲音傳導阻力越小，木材聲能損耗小，聲音振動越大越持久，音質(zhì)悅耳動聽；音板木材含水率控制在6%~8%的范圍內(nèi)最為合理，含水率越低，聲音傳的越快，反之亦然，因此，要將音板聲音的傳導性控制在最合理的范圍內(nèi)；木材的密度越大，鋼性越強，聲音的傳導性越好。

實木音板的木材是由管狀細胞組成的，其年輪和紋理的生長狀況與管狀細胞的長度、直徑，細胞壁的厚度，細胞的數(shù)量等方面有關(guān)，木材是“活”的，聲音的振動可以通過木板的紋理特征有效傳遞到整個音板上面，因此具有良好的傳聲性能。

隨著鋼琴市場的擴大，為了節(jié)約木材資源，國外出現(xiàn)了一種新型板材，復合音板，其聲音效果良好，逐漸被引到國內(nèi)使用。復合音板分兩種，第一種復合音板也叫實木復合音板，實木芯板在里層，兩面膠粘一些薄木貼片，由于芯板被蓋在里層，可以適當放寬用料標準。第二種復合音板被稱為膠合音板，它的芯板是用松木多層薄片膠壓拼貼，表層薄木貼片按照傳統(tǒng)音板那樣拼貼而成的。復合音板選材要求不高，提高了木材的利用率，且制造成本低，生產(chǎn)工藝簡單，可以流水線式大批量生產(chǎn)，滿足了市場需求。但木材的紋理性沒有實木音板明了深刻，板層結(jié)構(gòu)緊密性不如實木音板，含膠量又多，聲音傳導阻力大，以上條件大大加深了復合音板的密度和質(zhì)量，其聲音的傳導性不如實木音板。

（二）耐燥程度

制造實木音板時最復雜工序是在加工的過程中，空氣的溫度與濕度難以把握，必須非常注意加以控制。在加工前，即使鋼琴音板已經(jīng)干燥到了含水率6%以下，若空氣溫度與濕度不進行嚴格的控制，幾個小時內(nèi)，鋼琴音板的含水率就能上升到10%甚至更高，若不予理會繼續(xù)進行油漆涂飾，水分將會被封在音板內(nèi)無法排除，音色不僅會發(fā)悶，更嚴重的是在使用的過程中音板還會開裂，造成音板塌陷。一年中四季交替不斷變化，溫度也不斷變化，若無法控制好放置鋼琴房間的溫度與濕度，音板極易開裂，這在我國北方干燥的冬季是極常見的。但有些實木音板的鋼琴，音板開裂后聲音不但沒有被破壞，反而更加動聽悅耳，這是因為音板開裂后，曾經(jīng)封在音板內(nèi)部里多余的水分得到散失，聲音的傳導性反而更好了，且音板的開膠開裂并不影響整塊音板的動能。人們發(fā)現(xiàn)，有些音板開裂后聲音更加悅耳動聽，經(jīng)過維修人員的修復之后，聲音反而不如音板開裂的時候純凈，這引起了世界鋼琴技師和中國鋼琴調(diào)律行家的研究興趣，進過長時間的觀察研究，他們得出結(jié)論：音板開裂，只要不出現(xiàn)雜音，對音色并無不良影響，音質(zhì)會更好。正是因為這種復雜的加工工藝，實木音板的鋼琴具有極高的工藝價值和收藏價值。

復合音板相對于實木音板比較而言，在現(xiàn)代加工工藝中，更容易控制含水率，復合音板不用長時間的干燥，避免了木材在溫度變化時不穩(wěn)定產(chǎn)生的開裂，復合音板開裂是非常少見的，但開膠產(chǎn)生雜音的現(xiàn)象非常普遍。

總而言之，無論對于實木音板還是復合音板，盡量使鋼琴保持在一個相對穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境，是使鋼琴處于最佳狀態(tài)的根本。

（三）性價比

鋼琴的質(zhì)量是人們的在購買鋼琴時所關(guān)注的，但在價格方面人們也會加以考慮，音板作為鋼琴的主體，音板的質(zhì)量、價格的高低是一架鋼琴性價比高低關(guān)鍵的部位。實木音板對木材非常挑剔，樹干要直，并且要有富有彈性，這種木材生長環(huán)境極為惡劣，一般位于美國阿拉斯加或西伯利亞等寒冷地帶，生長速度慢，耐寒，是音板的上乘之選。隨著鋼琴市場的擴大，木材越來越緊張，樹木的成長周期較長，再加上用來制作實木音板木材的要求較高，可用于制作實木音板的木材越來越少，價格也越來越高，實木音板一般用于中高檔琴。演奏家或一些對音質(zhì)要求較高的人可以選擇購買。

復合音板對木材不像實木音板那樣挑剔，對木材的選擇不十分嚴格，便于大批量生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，早期用于低檔琴。但隨著音板制造技術(shù)的發(fā)展，像珠江、星海等品牌的中檔琴也開始使用高質(zhì)量的復合音板?？梢哉f，復合音板是流水線大批量快速生產(chǎn)不得不采用的辦法，但是對于聲音不是很挑剔的一般學琴者，選擇復合音板并不會影響學習和練琴。

很多人問復合音板有沒有可能達到跟實木音板一樣的音質(zhì)，經(jīng)試驗，現(xiàn)在最好的復合音板的共振性能達到80%左右，雖然跟實木音板相比還是有些差距的，但性能上已經(jīng)非常接近了。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人們不斷進行探索研究，會進一步提高復合音板的制造技術(shù)和實用性能，相信不久之后，物美價廉的復合音板會成為鋼琴音板選材的首要選擇。

音板性價比對比一覽表(以北京珠江鋼琴為列）

三、音板制造技術(shù)及材料創(chuàng)新

音樂越來越貼近人們的生活，鋼琴也越來越普及化、大眾化，但適合制造鋼琴音板的優(yōu)質(zhì)木材緊缺，人們開始考慮如何資源利用最大化，在不影響鋼琴音質(zhì)的情況下，人們研究如何少用但精用木材，或者拋棄木材這種原始材料，進行材料上的創(chuàng)新

（一）技術(shù)的提高

活用木材，木材的加工管理要尊重木材的運用原則與靈活性，最大限度的利用好木材。在掌握音板制造基本流程的基礎(chǔ)上，更要重視音板的制造技術(shù)和加工精度，例如：木材應徑向鋸割，年輪切線與板厚中心線夾角呈50°，一個優(yōu)秀的選材配板師會不斷研究科學的方法組織出最合理的拼版。

隨著技術(shù)的發(fā)展，不等厚音板出現(xiàn)在我們的視野，根據(jù)音板的傳聲速度和能量損耗，在鋼琴中劃分的高、中、低三個音區(qū)，三個音區(qū)音板的厚度各不相同。KAWAI新K系列的鋼琴設(shè)計出一種厚薄不一的錐度音板，音板是在科學的物理分析和調(diào)音技術(shù)人員的感性分析基礎(chǔ)上進行設(shè)計的，使所有音域均能獲得豐富的音量，新K系列在不振動的前弦區(qū)植入了特殊的弦軸，能夠輕松發(fā)出“泛音共鳴”，使鋼琴的音色更加豐富而明亮?！傍P凰”系統(tǒng)鋼琴的出現(xiàn)，是技術(shù)人員長期研究的一項創(chuàng)舉，鋼琴使用了名“鳳凰”的共鳴系統(tǒng)專利，材料先進，生產(chǎn)工序簡化，木材使用也減少，保持音色完美是這架琴秉承的原則，“鳳凰”專利使用的音板厚度比傳統(tǒng)音板更薄，僅需要5mm左右，音板始終保持平面狀態(tài)，音板框沒有弧度，省略了肋木在共鳴盤上的使用，實現(xiàn)音板無載荷運動。目前，技術(shù)人員又研發(fā)了碳纖維音板，聲音傳導性更強，厚度僅為1.5mm左右。除共振板之外，音板框、肋木等音板上的零部件，也是改善音質(zhì)的重要因素，本論文不做詳細論述。

（二）材料的創(chuàng)新

云杉，銀杉是生產(chǎn)鋼琴音板的最佳木材，但生長速度非常慢，既要解決資源匱乏的問題，又不能影響鋼琴質(zhì)量，人們開始考慮尋找可以用來代替的木材。泡桐一般用于制作民族樂器，像琵琶、古琴、月琴等，于是，我國一些學者提出，是否能用泡桐制作鋼琴的音板，并為此做了相關(guān)的調(diào)查研究，曾與云杉進行對比試驗，結(jié)果表明，當以7.5mm~8mm厚的泡桐木材做音板時，九尺三角琴的音質(zhì)效果是良好的，是制作樂器的良材?！傍P凰”專利使用的音板材料可以是云杉，也可以是紅松、泡桐等，但厚度僅需要5mm左右，傳統(tǒng)鋼琴音板厚度為8~10mm，這大大節(jié)省了材料。碳纖維音板的出現(xiàn)，是人們研究的一大創(chuàng)舉，厚度僅為1.5mm左右，碳纖維材料，具有很高的強度和穩(wěn)定性，碳纖維音板適應任何氣候不會開裂。碳纖維音板的最大優(yōu)點在于很容易震動，來自琴弦一點點的震動就能啟動碳纖維音板共振。這對鋼琴制造來說是一重要因素，采用碳纖維音板技術(shù)可以節(jié)省大量木材降低鋼琴制造成本，且具有環(huán)保等優(yōu)勢。

目前，應用最廣泛的還是復合音板，復合音板即買即做，成本低，資金周轉(zhuǎn)靈活，雖然現(xiàn)階段復合音板還不能很好的代替優(yōu)質(zhì)實木音板，但經(jīng)過技術(shù)人員的不斷探索和研究，不斷改良和優(yōu)化，這種低成本高效率的材料會加大投入到鋼琴市場當中，為尋找鋼琴音板的代替開辟了新的方向。