研究緣起與背景 研究內容與方法 更新設計 模擬與量測

研究成果

論文發表

 

更新設計內容與程序

一、材料變更與修正

台南市立文化中心演藝廳堂內,現有之表面裝修材,除廳堂靠近舞台部分側牆,及隨機散佈於廳堂側牆之反射三角砌塊之外,包含廳堂靠近座席部分側牆、二樓三樓出挑座席下之天花板、三樓樓座上方之天花板,皆為表面穿孔之吸音材。

依文獻上之量測記載,廳堂更新前之餘響時間,人耳敏感之中頻帶500Hz之空席餘響時間僅為1.55秒。對於廳堂大型交響樂表演而言,此值略短於文獻建議值。

所以,在考量更新廳堂設計中,將三樓側牆、座席下天花等諸多裝修吸音材料,變更為反射表材,以提高聲音在空間中駐留之時間,增加音樂性表演時之廳堂音響飽滿度。並設法在保有現有的清晰度前提下,將滿席最長餘響時間加長至約1.6~1.8秒。(空席平均1.8~2.0秒)

 

 

63 Hz

125 Hz

250 Hz

500 Hz

1000 Hz

2000 Hz

4000 Hz

8000 Hz

吸音材

0.2

0.2

0.4

0.65

0.6

0.5

0.4

0.4

反射材

0.08

0.08

0.11

0.05

0.03

0.02

0.03

0.03

吸音簾幕

0.14

0.14

0.35

0.55

0.72

0.70

0.65

0.65

  變動材料吸音係數表

 

而為適應台南市立演藝廳堂之多功能使用性,更新設計中,在廳堂一樓及二樓座席後側牆面,加設雙層可收藏之餘響可變更裝置簾幕(Heavyweight drapery, 18 oz/yd2 , draped to half area),簾幕架設全張開面積為180M2,預計可調整餘響時間1~1.5秒,而適應廳堂大小型音樂性表演,或戲劇性表演之不同演出餘響時間需求。

 

  材料變更位置順序示意  

二、   天花板造型變更

此次研究起因於台南市立文化中心天花板之更新設計,所以本階段研究亦著重於檢視現有天花板造型,對於廳堂音響性能之檢討與缺失歸納,並經由電腦模擬,提供更新設計建議。

現有廳堂天花板,主要為橫向折版規劃,共分為五折,其中包含前、中、後三組燈光室,折版面皆漸趨向廳堂前方略微向下傾斜,而以圓弧面處理接近舞台鏡框口之接合。而廳堂之天花板,具有提供音響反射路徑之優劣的重要決定因素。台南市立文化中心之廳堂平面,接近舞台之側牆,為近似扇形廳堂之展開,無法提供座席中央側之有效早期反射,天花板的音響性功能更形重要。

檢視現有天花板造型,天花舞台側之圓弧前緣較低,而現有規劃之表演區位,不論戲劇性或音樂性使用,接較為深入舞台屋,以致造成現有音響反射路徑,容易出現無法有效反射至座席的現象。如右圖所示:藍色色塊區為即為音響路徑受阻的無效區。

 

考量原設計折版天花之部分音響缺陷,建議變更設計:

1. 橫向弧形反射面:

建議廳堂之近舞台側前半,包含燈光室在內部分,將原有可能形成音響缺陷之折版天花,提高變更為橫向弧面之天花設計。一方面,弧形天花面可提供空間音響性能之擴散性,將一次早期反射均勻之提供與各部座席。另外,考量對於原設計,簡潔陵角之造型中,加入簡單軟化元素,亦可呼應原設計中之出挑樓座前緣之圓弧造型。

2. 矩形廳堂之塑造:

對於廳堂空間後半部,及靠近舞台之座席兩側部分,建議將原略向後上傾斜之天花,變更為水平面式天頂。除增加天花板對於三樓座席之早期反射直接音外(增加音強),亦提供牆面與天花之直角交叉面,還原矩形廳堂原有之音響路徑,音源→天花→側牆→座席,或音源→側牆→天花→座席等之二次反射音(提高側向音能),如左圖為路徑示意,下圖為變更順序。

 

 

三、 演藝廳室形修正

圍塑廳堂室形之側牆變化,直接影響室內音響性能與聲音在舞台至座席中之傳遞模式。台南市立文化中心之演藝廳堂平面由舞台屋開口測,連續座席側牆包含測燈光室向外傾斜,使廳堂前半部座席,呈扇形之平面之展開,而座席後半部則寬達32米。

扇形廳堂對於戲劇型模式,可提供座席距離舞台均勻之視景深度,但對於音樂性表演,其展開性之側牆,卻容易將表演這所發出之聲音,反射至座席後方,而無法有效提供中央部分座席之一次反射。而台南市立文化中心過寬的廳堂橫距,更加長了側向反射的路徑。

考慮以上因素,建議廳堂室形更新設計:

1. 一樓座席之後側牆變更:

一樓座席後方位置側牆,原為漸次退縮而愈漸寬敞之平行牆面,對於廳堂音響側向性能而言,並無有效之助益提供。而為增加對於座席後半之早期反射,建議變更設計為:靠近舞台部分之牆面向中央前移推平;而靠近座席後部側牆,則縮減部分座席位置,向對稱中心線彎折並向下略微傾斜,使來自舞台之側向音源可反射回觀眾客席。

   新增反射砌塊示意    原始側牆反射狀況   更新側牆反射狀況

2. 側牆三角反射砌塊體之增加:

因原空間之側向音能比,因扇形壁面之配置,而低於一般文獻建議值。原規劃側牆上之三角砌塊,目的在於增加音響性能中側向音之反射作用面,但經過電腦模型模擬後得知,因為其綜合個別作用面積過小,並與扇形壁面角度相同,而無法有效增加廳堂原先預期之側向音能。

故建議增加三角砌塊單元,並將增加之部分之單元面積面積加大,而延續廳堂原設計之隨機散落配置,以尊重配合廳堂原有設計概念。

 

   表演區位舞台前移

本廳堂原始規劃表演模式,區分為音樂性表演與戲劇性表演兩大項。兩項表演模式的主要硬體環境差異,在於舞台屋反射遮罩的開啟與關閉。而其表演區位實際上皆在舞台屋內。

台南市立文化中心演藝廳堂之深度,以現有規劃之演出區位中心,至三樓之最後一排座席,將近有45米。而因為深遠的距離,三樓座席的音強指數,以電腦模擬現況結果顯示低於建議值。以戲劇性表演而言,舞台燈光布幕的吊裝升降,必須在舞台屋內完成,而現有戲劇話劇式表演,亦常藉由電器音響之輔助,所以更動性不大。

但對於音樂性表演而言,除因距離造成現有部分座席音強不足之問題外,舞台屋反射遮罩雖具有提供座席反射、舞台本身演出者溝通互動,及封閉聲音不會消散至舞台屋內的功能,卻因為反射遮罩圍塑之音樂表演環境,過於內縮深入舞台屋,而相對形成對於座席,太過於具有指向性的音響演出環境,而無法提供整體音場的均勻擴散性。而亦由於演出區位過於深入,廳堂天花板之反射路徑也明顯減少。

綜合上述考量,建議廳堂於音樂性表演時,將表演區位前移6~7米,而納入原規劃升降樂池,作為表演區位之一部份。而原規劃舞台屋反射遮罩,為上、左、右各兩組,及後遮罩反射版組構而成。建議將表演區位前移後,依然延續使用原反射版組成遮罩,但將後方反射版移去一組,後遮罩前移,形成較為短淺之遮罩模式。

表演區位前移及反射遮罩重組如圖所示:

 

五、   增設懸吊式反射版

本廳堂平面略成扇形配置,寬度較大,天花板高度亦有近二十米,對於中央座席之側向反射音之反射路徑,及舞台表演者之樂音互動溝通反射路徑,皆易過長,而無法達到音響性能最佳之效果。在音樂性表演區位前移後,此現象將更為明顯。

建議廳堂增設可變動式懸吊反射版,而依演出模式之不同而做升降變化。

1. 增設考量因素:

考量因素包含增加座席早期強反射、增加舞台表演者音響互動溝通,及均衡增加座席之側向反射等。

2. 設置形式與活動彈性:

新增反射版為考量良好之音響性能提升,應提供均勻性之擴散及透過率。本研究採底面為球面、平面為三角形之反射版分排傾斜交錯配置,一方面利用反射版底球面提供均勻之擴散性,一方面三角形之間格交錯配置,避免過於規則之音響缺陷,連結組合而成。而利用原有觀眾席區前段約七米深之現有鋼棚懸吊,增設四排。

反射版之增設,分為兩角度由舞台至觀眾席傾斜。近鏡框口舞台上部之兩排,傾斜角度為十度,著重於舞台表演者部分之互動溝通,座席側上部之反射版,則為仰角二十度之傾斜,主著重於提升座席之音響效能。

變更彈性於廳堂戲劇表演模式時,反射版向上懸吊移動;而於小型室內樂等表演時,將反射版下降。

文字方塊:

 

 

   驗收計畫

本廳堂平面略成扇形配置,寬度較大,天花板高度亦有近二十米,對於中央座席之側向反射音之反射路徑,及舞台表演者之樂音互動溝通反射路徑,皆易過長,而無法達到音響性能最佳之效果。在音樂性表演區位前移後,此現象將更為明顯。

音響性能測定條件

 

 

 

 

(以圖示或指定座標表示以供得標廠商依據)

 

2

演藝廳音響現況

 

 

 

 

 

a.

餘響時間

空席平均

1.55

詳附件一

 

 

 

 

滿席平均

1.45

 

 

 

b.

音強指數

空席平均

1.6

 

 

 

 

 

滿席平均

0.8

 

 

 

c.

側向音能

空席平均

0.08

 

 

 

 

 

滿席平均

0.08

 

3

材料及室型變更後模擬成果

 

 

 

-1

音樂性演出

 

 

a.

餘響時間

空席平均

1.92

詳附件二

 

 

 

 

滿席平均

1.69

 

 

 

b.

音強指數

空席平均

3.5

 

 

 

 

 

滿席平均

2.6

 

 

 

c.

側向音能

空席平均

0.21

 

 

 

 

 

滿席平均

0.26

 

 

-2

戲劇性演出

 

 

a.

餘響時間

空席平均

1.37

詳附件三

 

 

 

 

滿席平均

1.18

 

 

 

b.

音強指數

空席平均

0.7

 

 

 

 

 

滿席平均

0.1

 

 

 

c.

側向音能

空席平均

0.18

 

 

 

 

 

滿席平均

0.19

 

4

演藝廳音響品質廠商成果規範

 

 

-1

音樂性演出

 

 

a.

餘響時間

空席平均

1.82~2.02

詳附件四

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b.

音強指數

空席平均

2.5~4.5

 

 

 

c.

側向音能

空席平均

0.18 - 0.24

 

 

-2

戲劇性演出

 

 

a.

餘響時間

1.27-1.47

詳附件五

 

 

b.

音強指數

空席平均

-0.3-1.7

 

 

 

c.

側向音能

空席平均