Ontwerp en constructie van verlichting en akoestiek in concertzalen

Concertzaal, zoals de naam al aangeeft, is een zaal voor het spelen en waarderen van muziek. Het is een plek voor het houden van concerten en muziekgerelateerde activiteiten, en een plek voor mensen om de charme van muziek te voelen. Concertzalen zijn meestal elegant ingericht, bestaande uit muziekzalen en kleine theaters, uitgerust met verschillende muziekinstrumenten en professionele muziekapparatuur, en bieden comfortabele zitplaatsen, waardoor mensen een geestelijke feest van muziek in een elegante omgeving ervaren. Een concertzaal met verfijnde architectuur en unieke stijl is op zichzelf een kunstwerk.
Veelvoorkomende typen concertzalen (gedifferentieerd volgens de algehele vorm van het interieur van het gebouw)

1. Schoenendoos type

2. Ring type

3. Wijngaard type

4. Fanfare type

5. Haring type

ontwerpconcept

Het ontwerp van een concertzaal moet rekening houden met:

De nagalmtijd van de concertzaal: De nagalmtijd is redelijk ontworpen, en het publiek hoort het geluid dik en krachtig. De geluidskwaliteit is rijk en vol.

Geluidsabsorptie van de concertzaalstructuur: materialen, structuren en constructies absorberen geluid, vermijden echo's en absorberen ruis.

Het ontwerp van de concertzaal streeft naar een ronde vorm, zodat het geluid elke stoel op een basisafstand bereikt.

Het ontwerp van de concertzaal moet heldere verlichting en redelijke verlichting nastreven. Maak dat het publiek zich thuis voelt.

De concertzaal moet zo worden ontworpen dat het geluid van de publieksstoelen lokaal kan worden geabsorbeerd of zoveel mogelijk door de structuur kan worden weerkaatst om te voorkomen dat het zich naar het podium en andere toeschouwers verspreidt.

De stoelen in de concertzaal moeten zijn voorzien van rubberen pads om geluid te vermijden.

De concertzaal moet een lounge hebben voor het ontmoeten van vrienden of het nemen van een pauze tussen de uitvoeringen, en er moet een zijhal en een oordhal zijn.

De concertzaal moet zijn uitgerust met natuurlijke ventilatie om geluidsoverlast van gecentraliseerde airconditioning te voorkomen.

Het podiumontwerp van de concertzaal moet moderne concepten hebben en in staat zijn om moderne elektronische technologie te gebruiken om een multi-niveau, multifunctioneel en uitgebreid podiumautomatiseringssysteem te bereiken.

Indicatoren van akoestisch ontwerp van concertzalen

Een eersteklas professionele concertzaal met een elegante culturele sfeer kan natuurlijke geluidsuitvoeringen bieden en zich aanpassen aan de uitvoering van muziekwerken van verschillende stijlen.

Indicatoren van akoestisch ontwerp van concertzalen

Binnenakoestiek als een evaluatie van de geluidskwaliteit van het subjectieve gevoel van de zaal en de geluidskwaliteitsparameters van objectieve fysieke grootheden. Na tientallen jaren onderzoek sinds de jaren 1950 en 1960 zijn er 5 parameters waarover overeenstemming is bereikt uit tientallen verschillende meningen, en 6 voor concertzalen (hieronder vermeld). Echter, het is nog steeds niet bevredigend. Er zijn nog veel problemen in de methoden en parameters van subjectieve evaluatie. Sommige fysieke parameters hebben nog niet het kwantitatieve niveau bereikt. De relatie tussen fysieke grootheden en subjectieve gevoelens moet verder worden bestudeerd. Daarom is de subjectieve evaluatie van geluidskwaliteit en het onderzoek naar objectieve geluidskwaliteitsparameters van de binnenakoestiek van concertzalen nog steeds een onderwerp dat verder bestudeerd moet worden.

(1) Evaluatie van de geluidskwaliteit van concertzalen (subjectief): nagalmtijd, volheid, lage frequentie

Bijbehorende geluidskwaliteitsparameters (objectief): nagalmtijd (T60) en de verhouding van middenfrequentie tot lage frequentie. Aanbevolen waarde: 1.8~2.0s, minder dan 1.7s betekent slechte geluidskwaliteit
Geluidskwaliteitsontwerpmaatregelen: grote ruimte. Gerelateerd aan de materiaalkeuze in de zaal, het geselecteerde materiaal moet in staat zijn om trillingen te beheersen. Als houtplaat wordt gekozen, moet de dikte 8 cm zijn.

(2) Evaluatie van de geluidskwaliteit van de concertzaal (subjectief): Geluidssterkte

Bijbehorende geluidskwaliteitsparameters (objectief): Geluidsenergiedichtheid of geluidsveldsterkte op het ontvangspunt (G), geschikt voor het geluidsniveau van het publiek 77~80dBA, G-waarde: complexe berekening, grote fout, complexe meting Geluidskwaliteitsontwerpmaatregelen: gerelateerd aan de lichaamsvorm; er moet meer vroeg reflectiegeluid zijn. Met 80 ms als grens, is de breedte tussen de twee muren bij de geluidsbron 17~18m.

(3) Evaluatie van de geluidskwaliteit van de concertzaal (subjectief): Helderheid

Bijbehorende geluidskwaliteitsparameters (objectief): De verhouding van effectieve geluidsenergie tot ongeldige geluidsenergie op het ontvangpunt (G80)

Geluidskwaliteitsontwerpmaatregelen: gerelateerd aan de lichaamsvorm; er zijn meer vroege reflectiegeluiden. En het heeft een goed diffusie-effect in het latere geluid (nagalmgeluid)

(4) Evaluatie van de geluidskwaliteit van het concertgebouw (subjectief): intimiteit

Bijbehorende geluidskwaliteitsparameters (objectief): initiële vertragingstijdsgat (t2) van vroeg gereflecteerd geluid, de optimale ontwerpparameter is 20ms, en het is ongunstig als het groter is dan 35ms

Maatregelen voor geluidskwaliteitsontwerp: gerelateerd aan de lichaamsvorm; het tijdsverschil tussen direct geluid en gereflecteerd geluid (ongeveer 20ms), de afstand tussen het reflectieoppervlak en het ontvangpunt is ongeveer 7m

(5) Evaluatie van de geluidskwaliteit van het concertgebouw (subjectief): gevoel van ruimte of omringing

Bijbehorende geluidskwaliteitsparameters (objectief): meer vroege laterale gereflecteerde geluiden (LEV)

Maatregelen voor het ontwerp van geluidskwaliteit: gerelateerd aan de lichaamsvorm; de tijd-energie-ruimteverdeling van vroegtijdig lateraal gereflecteerd geluid is redelijk

(6) Evaluatie van de geluidskwaliteit van de concertzaal (subjectief): wederzijdse gevoelens tussen acteurs en dirigenten op het podium

Bijbehorende geluidskwaliteitsparameters (objectief) van de concertzaal: verhouding van direct geluid tot gereflecteerd geluid

Maatregelen voor het ontwerp van de geluidskwaliteit van de concertzaal: gerelateerd aan de lichaamsvorm van het podium; de ruimte binnen het podium moet geschikte vroegtijdig gereflecteerde geluid en diffuse geluidsenergie hebben
Opmerking: A. De toegestane geluidsnorm van de concertzaal is NR≯20; B. Het geluidsveld van de concertzaal is gelijkmatig verdeeld, zonder echo-interferentie en andere tekortkomingen; C. De T60 van de concertzaal met honderden zitplaatsen in de klassieke periode ligt in het bereik van 1.0~1.3s; de T60 van de concertzaal met 500~800 zitplaatsen in de romantische periode is 1.5~1.7s.

Akoestische normen voor het ontwerp van concertzalen (concertzaal repetitieruimte)

Of het nu gaat om het ontwerp van concertzalen, opera huizen of auditoria, er zijn enkele minimale vereisten wanneer het publiek van muziek geniet:

Ten eerste moet het geluid overal in de zaal, of je nu versterkingsapparatuur gebruikt of niet, een bepaalde luidheid hebben, en de luidheid moet overal relatief uniform zijn. Er mag geen "focus" zijn - dat wil zeggen, de plek waar het geluid "geconcentreerd" is en bijzonder luid, en er mag geen "blinde vlek" zijn, dat wil zeggen, de plek waar het geluid om de een of andere reden heel zwak wordt. Dit fenomeen is niet ongewoon. Als je enkele zorgvuldige theatermedewerkers vraagt die aandacht besteden aan geluidseffecten, zullen ze je vertellen welke stoelen bijzonder zwakke geluiden hebben en welke stoelen bijzonder heldere geluiden hebben. Er is een theaterontwerp in Beijing, en de eerste paar rijen stoelen zijn toevallig een "blinde vlek". Wanneer je de acteurs op het podium niet ver voor je ziet, proberen ze hard hun mond open te doen, maar het geluid klinkt heel zwak, en je moet je "oren spitsen" om het duidelijk te horen.

Het bestaan van gereflecteerd geluid in de concertzaal is noodzakelijk, omdat het gereflecteerde geluid in de concertzaal het geluid "levendig" doet lijken. Het gereflecteerde geluid moet ook uniform zijn, en sommige akoestische defecten worden vaak veroorzaakt door ongelijkmatig gereflecteerd geluid. Het aantal, de richting en het reflectievermogen van de reflecterende panelen die boven het podium hangen, de materialen die voor het maken ervan worden gebruikt, de hoogte en de vorm van het plafond boven het podium en de zaal, enz., zijn allemaal nauw verbonden met het gereflecteerde geluid, vooral het vroeg gereflecteerde geluid. Over het algemeen hopen concertzalen dat het laagfrequente gereflecteerde geluid iets sterker is dan het hoogfrequente gereflecteerde geluid, zodat de luisterervaring voller is.

Recente studies hebben aangetoond dat het zijreflectiegeluid van de concertzaal zeer belangrijk is voor het gehoor. Klassieke concertzalen, zoals de "Gouden Zaal" van het Wenen Concertgebouw, die elk nieuwjaarsdag het Nieuwjaarsconcert naar de wereld uitzendt, zijn kubisch rechthoekig, dat wil zeggen "schoenendoosstijl". Veel moderne ronde of radiale concertzalen presteren vaak niet zo goed als kubische en rechthoekige. Dit wordt verondersteld te komen omdat de zijafstand van de kubische en rechthoekige zaal kort is, waardoor het vroegtijdig gereflecteerde geluid aan de zijkant relatief sterk is. Daarom is de "schoenendoos" concertzaal weer populair. De Beijing Concertzaal is van "schoenendoos" stijl.

De tijdsverschil tussen het directe geluid van de concertzaal en het eerste gereflecteerde geluid dat dezelfde plaats in de zaal bereikt, mag niet te lang zijn. Als het te lang is, zal het ongekoppeld klinken, en in ernstigere gevallen zullen er "echo's" zijn. Dit probleem is bijzonder belangrijk voor grote theaters of concertzalen. Bijvoorbeeld, als het theater of de concertzaal erg groot is, zal het directe geluid dat door het publiek in de middelste stoel van de voorste rij wordt gehoord van het podium van de concertzaal "uit de pas lopen" met het eerste gereflecteerde geluid van de verste reflecterende achterwand of het plafond van de achterste rij. Voor een grote zaal zoals de Grote Hal van het Volk wordt dit probleem opgelost door kleine luidsprekers op elke stoel te gebruiken.

De concertzaal moet een uniforme reflectie hebben voor geluiden van verschillende frequenties, of kiezen voor "geoptimaliseerde" reflectie. De geluidsreflectie van bepaalde frequenties mag niet te sterk of te zwak zijn, wat resulteert in "focus" of "blinde vlek" ten opzichte van de frequentie, dat wil zeggen, het "kleuring" of "vervaging" fenomeen van het geluid. Het "ensemble-effect" is goed, dat wil zeggen, de hoge en lage toon instrumenten krijgen allemaal een gebalanceerd geluid. In gewone concertzalen is de hoge of lage tonen of een bepaald instrument vaak te prominent of te onderdrukt. Als er een "kleuring" fenomeen is dat kan worden weergegeven in de opnamestudio, zal de frequentiebalans van het originele programma worden vernietigd, wat resulteert in veranderingen in het geluidspectrum en vervorming tijdens het afspelen. Natuurlijk kan de opname-engineer of tuner enige compensatie maken.

Ontwerp van het podium in de concertzaal (Repetitiezaal van de concertzaal)
Er zijn twee basis soorten ontwerp voor het podium in een concertzaal, die overeenkomen met de schoenendoos- en omringende zalen. De eerste kan het eindpodium worden genoemd, met de Boston Concert Hall als model; de laatste wordt het middenpodium genoemd, met de Berlijnse Philharmoniker als model.
Het eindpodium van de concertzaal is aan één kant van de concertzaal geplaatst. Het plafond boven het podium kan dezelfde hoogte hebben als het plafond van de zaal, of het kan iets lager zijn, waardoor er een speciale podiumruimte ontstaat. De zijwanden van het orkest in de concertzaal zijn over het algemeen in de vorm van een acht, die smaller is dan de breedte van het publiek, maar er zijn ook wanden die dezelfde breedte hebben als de zaal. Het volume van het orkest met een speciale orkestruimte bedraagt ongeveer 0,3-0,4 van het volume van de zaal.
Het centrale orkest van de concertzaal bevindt zich in de auditorium, maar is naar één kant gekanteld, zodat er geen speciale orkestruimte is. Het is omringd door stoelen, en het orkest is omringd door de leuningen van het zitgedeelte aan de zijkant en achterkant van het podium. Aangezien het orkest en het publiek geïntegreerd zijn, is het plafond erboven vaak hoog, waardoor het vaak nodig is om een reflector boven het orkest te hangen om vroege reflectiegeluiden voor de muzikanten en het publiek te bieden. De hoogte van de hangende reflector mag niet meer dan 6-8 meter bedragen. Het gebied van het orkest kan worden geschat op basis van het aantal bands en koren. Bij het berekenen van de concertzaal, neem: 1,25 vierkante meter per persoon voor mid- en hooggetoonde strijkinstrumenten en blaasinstrumenten. 2 vierkante meter per persoon voor blaasinstrumenten met grote cello-kernen, 1,8 vierkante meter per persoon voor contrabas, 1-2 vierkante meter per persoon voor percussie-instrumenten; 0,5 vierkante meter per persoon voor het koor. Daarom, als een koor van 100 personen wordt overwogen, moet er nog eens 50 vierkante meter aan oppervlakte worden toegevoegd. Volgens statistieken is de gemiddelde oppervlakte van het podium van de oude concertzaal 158 vierkante meter; de gemiddelde oppervlakte van het podium van de nieuwe concertzaal is 203 vierkante meter.

De vorm van het podium van de concertzaal mag niet te diep of te breed zijn. Als het te breed is, zullen de toeschouwers die aan de ene kant van de zaal zitten het geluid van de instrumenten bij hen eerst horen. Dit tijdsverschil is niet bevorderlijk voor de integratie van de verschillende delen. Als het te diep is, kan de vertraging van de instrumenten achterin bij het bereiken van de oren van het publiek te lang zijn. Zodat het menselijk oor kan onderscheiden en gemakkelijk interferentie kan veroorzaken. Tegelijkertijd, als het podium te breed is, zal het ook moeilijk zijn voor de dirigent om het orkest als geheel te beheersen. Het wordt aanbevolen dat de breedte van het podium binnen 16,8 m wordt gehouden. De diepte moet binnen 12 m worden gecontroleerd. De hoogte van het podium mag niet te laag zijn, zodat er voldoende ruimte is om de levendigheid van de muziek te vergroten en te voorkomen dat er scherpte in het geluid ontstaat. Voor het podium met een podiumruimte kan de gemiddelde plafondhoogte 8-13 m zijn. Wanneer de gemiddelde hoogte van het plafond van het podium groter is dan 9 m, moet de afstand tussen de twee zijden van de akoestische emissiewand smaller zijn, bijvoorbeeld minder dan 15 m, en de diepte van het podium mag niet groter zijn dan 9 m. De oudere concertzalen ter wereld hebben ondiepere podia met een gemiddelde hoogte van 8,5 m, maar hogere plafonds, met een gemiddelde hoogte van 14 m aan de voorkant en 12,8 m aan de achterkant. Verschillende concertzalen die sinds 1928 zijn gebouwd, hebben diepere podia, die 10,5-12 m bereiken, en lagere plafonds, met een hoogte aan de voorkant van 9 m-10 m en een hoogte aan de achterkant van 6-7 m. Wanneer het podium ondieper en smaller is, kan het plafond hoger zijn; wanneer het podium dieper en breder is, kan het plafond lager zijn en moet de vorm onregelmatig zijn.
Reflecterende oppervlakken en diffusiecomponenten moeten nabij het podium van de concertzaal worden geplaatst om geluidsenergie effectief naar de muzikanten en de zitplaatsen van het publiek te projecteren, de onderlinge hoorbaarheid van de muzikanten te verbeteren en de integratie en balans van het geluid in het podiumgebied te waarborgen. De vloer van het podium moet een verhoogde houten plank zijn.

Belangrijke punten voor het ontwerp van de geluidskwaliteit in de concertzaal (repetitieruimte van de concertzaal)
De toegestane nagalmtijd van een concertzaal is 1,5-2,8s. Als het minder dan 1,5s is, wordt de geluidskwaliteit als droog beschouwd. De optimale nagalmtijd is 1,8-2,1s. De optimale nagalmtijd is gerelateerd aan het genre en de stijl van de muziek. Voor klassieke muziek, zoals de werken van Mozart, is de optimale nagalmtijd 1,6-1,8s; voor romantische muziek, zoals de werken van Brahms, is de optimale nagalmtijd 2,1s; voor moderne muziek kan het worden gecontroleerd tussen 1,8-2,2s. De frequentiekenmerkcurve van de nagalmtijd kan vlak worden gehouden, of de basverhouding, dat wil zeggen de verhouding van de nagalmtijd van 125Hz en 250Hz tot de nagalmtijd van 500Hz en 1KHz, is 1,1-1,25, en het maximum kan 1,45 bereiken.

Het aantal zitplaatsen in een concertzaal moet binnen de 2.000 zitplaatsen worden gecontroleerd. Gewoonlijk is het gemakkelijker om een uitstekende geluidskwaliteit te bereiken in een zaal met minder dan 2.000 zitplaatsen dan in een zaal met meer dan 2.500 zitplaatsen. In een kleinere zaal zijn zowel intimiteit als luidheid gemakkelijk te voldoen aan de eisen, en het is eenvoudig om te streven naar meer laterale emissiegeluidsenergie en een goed gevoel voor ruimte te bereiken.

Het gebruik van geluidsabsorberende materialen moet geminimaliseerd worden bij het ontwerpen van een concertzaal, en het zitgedeelte mag niet te breed zijn, omdat het oppervlak van het zitgedeelte de belangrijkste geluidsabsorptie van het publiek bepaalt, en te brede stoelen zullen leiden tot overmatige geluidsabsorptie. Bovendien mag de verpakking van de stoelen niet overmatig zijn. Oververpakte zachte stoelen zijn geneigd tot overmatige geluidsabsorptie rond 250Hz, wat kan leiden tot verlies van bas. Het interieur van de concertzaal moet worden uitgerust met geluidsdiffusiecomponenten zodat het geluid gelijkmatig kan worden verdeeld. Goede diffusie kan ook het omgevingsgevoel van de geluidskwaliteit verbeteren.

Het volume van elke stoel in de concertzaal is ongeveer 6-12 kubieke meter per stoel. Het volume van elke stoel in de nieuw gebouwde concertzalen in het buitenland ligt meestal tussen de 7-11 kubieke meter per stoel. Het volume van de concertzaal mag niet te klein zijn om te voorkomen dat de nagalmtijd te kort is.