建筑声学是一门专门研究如何为建筑使用者创造合适声环境的学科，在建筑设计中也是尤为重要。

今天就和学姐一起去了解一下清华建筑考研必备的三个声学设计案例~

古罗马的埃皮达罗斯剧场建于公元前年前，观众达人，它的声学效果非常特别，一直是建筑学家和考古学家研究的对象，据说站在露天舞台中间表演者的声音在大约60米之外的最后一排也能被听到。

形成这种声学效果的原因，首先是礼堂的结构，为了使观众尽可能地靠近舞台，观众席设计成坡度抬高很大的半圆形，座位的排布随着结构的设置形成了特定的坡度，使得声音很容易携带，能从舞台传到坐在后排的观众。

亚特兰大乔治亚理工大学的NicoDeclercq和CindyDekeyser，他们经过计算认为这个结构正好可以作为一个完美的声学滤波器，抑制低频部分，即主要的背景噪声——讲话者高频声音传播时的噪音。

同时表演区的上方及两侧建了倾斜的墙面，对反射声音，提高语言清晰度有很大的好处。

另外，还有人认为，演员使用面具来夸张面部表情，并增加了向观众席的声辐射。

坐落于北京的天坛闻名于世，不仅仅因为其建筑布局方圆，逻辑严谨规整，更因为它有着奇妙的声学原理，比如回音壁、三色石和圜丘台的圆心石等等。

首先来看回音壁，天坛周围有一圈圆形围墙，这一圈的围墙就是回音壁，回音壁高3.72米，厚0.9米，一圈总长.2米，使用光滑平整的磨砖对缝相砌而成，墙头用蓝色的琉璃瓦覆盖收边。圆形的围墙布局弧度柔和，能够使声波在之中进行规则的反射，从而形成神奇的回音效果。比如甲站在皇穹宇中的西侧朝北讲话，乙站在东侧朝北讲话，两个人尽管距离较远，但是只要将耳朵靠近围墙，就能够清清楚楚的听到另一个人悠长的说话声。

再来说说三音石。在皇穹宇的台阶前，殿门外的轴线甬路上，从殿基须弥座开始的第一、第二和第三块铺路条形石板就是三音石。三音石又叫三才石，寓意天、地、人三才。站在三音石上发出声音，能够听到清晰响亮且多次的回声。据说在第一块石头上能听到一声回声；第二块能听到两声；第三块三声。特别的，如果站在第三块石板上向殿内说话，若大殿仅打开面对三音石的殿门且殿门到殿内正中神龛间无障碍的话，此时所产生的回音则如雷声般震耳。

产生三块不同石板上听到回音次数不同这一现象的原理，是声波从不同地方折射回来的速度与层次不同。当我们站在三音石上发出声音的时候，借助于极好的声音反射面——回音壁，加上三音石恰好处于回音壁这个圆形围墙的中心，声音向四周传播后，被围墙反射回中心三音石，相当于反射声的汇聚，所以我们会听到清晰且响亮的回音。并且反射回来的声音还会继续向前传播直至对面的围墙上，经过二次反射回到中央三音石，因此第二、第三次……的回声就产生了。第三块石板与大殿和殿内神龛间形成的特有角度又使得声波折返到殿外时产生强烈的轰鸣，能够形成“天闻若雷”的效果。

最后来说说天坛南部的圜丘坛。圜丘坛是古代皇帝在冬至日祭天的地方。圜丘坛共有三层，第一层中央镶嵌的圆形石板就是“天心石”。站在天心石上说话，就能立刻从四面八方听到回声，仿佛“一呼百应”。产生这种效果的原理是由于声波被阻后产生的回音现象，从圆心石发出的声波传到四周的石栏后，从四周迅速同时反射回来，并且圜丘坛的半径短，回声快，回声与原音叠加，使得在圆心石上说话的人声音格外响亮，声音多次反射后形成回声又产生了一呼百应的效果，仿佛皇帝在向凡人发出“圣谕”

国家大剧院位于北京人民大会堂西侧，总建筑面积约15万平方米。主体建筑椭球型壳体，东西长.2米，南北宽.64米，高46.，地下部分-32.5米。内设歌剧院（座）、音乐厅（座）、戏剧院（座）。椭球壳体外环绕人工湖，湖面面积达平方米，各种通道和入口都设在水面下。总投资：约30亿人民币。

外观：钛金属轻型板饰面，中部为渐开式玻璃幕墙。

为防止雨点撞击金属屋面产生的雨水噪声干扰，屋盖底层采用纤维素喷涂。一是纤维素均匀喷涂附着在屋盖底的2mm厚钢板上起到了一定的声阻尼作用，改善了钢板本身的震动模式，较大提高了中低频的隔声性能。二是纤维素为密实颗粒状粘稠材料，喷涂后起到了良好的密封作用。

戏剧场

戏剧场观众厅墙面采用了MLS声扩散墙面，墙面为凹凸起伏、不规则排列的竖条，当声波达到墙面的某个凹凸槽后，一部分入射到深槽内产生反射，另一部分在槽表面产生反射，两者接触界面的时间有先后，反射声会出现相位不同，叠加在一起成为局部非定向反射，大量不规则排列的凹凸槽整体上形成了声音的扩散反射。

歌剧院

歌剧院是国家大剧院内最宏伟的建筑，以华丽辉煌的金色为主色调。主要上演歌剧、舞剧、芭蕾舞及大型文艺演出。

歌剧院在墙面上安装了弧形的金属透声装饰网，声音可以透过去，而金属网后面的墙是多边形，这样就形成了视觉的弧形和听觉空间的多边形，做到了建筑声学设计和剧场美学设计的完美结合，使得混响时间达到1.6秒的极佳效果。

音乐厅

在国家大剧院里内，音乐厅洁白肃穆，色调风格宁静、清新而高雅，以演出大型交响乐、民族乐为主，兼顾其它形式的音乐演出。

音乐厅的天花板形状不规则的白色浮雕像一片起伏的沙丘。天花板上看似凌乱的沟槽实际上经过了特别的声学设计，使声音能够被扩散反射，更加均匀、柔和。精美的天花板其实是特制的声扩散装饰板。天花板使用纤维石膏成型板制成，材质厚重，能够有效地防止低频吸收，增强厅内的低频混响时间，使低音效果（如管风琴、大管、大提琴等）更加具有震撼力和感染力。为达到声效的完美，在顶棚的下面还悬挂了一面龟背形状的集中式反声板，俗称“龟背反声板”，它的作用是将声音向四面八方散射。

音乐厅舞台四周的墙面采用了与戏剧场类似的MLS声学扩散墙，墙面凸凹起伏、不规则排列。其凹凸的尺寸和形状经由数论精确计算得出，能够高度扩散反射来自演奏台的声音，保障演出者良好的自我听闻和相互听闻，有利于乐队更好地发挥表演水平。

音乐厅的侧墙采用与天花板类似的GRC声扩散装饰板，墙壁表面轻微凹凸的效果同样经过特殊设计。通过这些凹凸不平的纹理，能将声音均匀地扩散反射至音乐厅空间内的每个角落。在这些量身设计的综合作用下，音乐厅的混响时间可以达到2.2秒的优质音效。

座椅吸声。

采用吸声软座，座椅内的聚氨酯内填料、织物面料、软垫的面积、软垫的厚度等都经过了严格的设计，一方面达到了观众厅吸声的设计要求，另一方面坐人时和不坐人时具有相同的吸声系数在，保证观众厅的室内，在空场、满场、部分上座率等不同观众人数时，具有基本一致的室内声学效果。