文章來源：維也納聲學 時間：2024-09-24
教堂是基督教的舉行禮拜和重要宗教儀式場所，教堂不同于其他的聲學空間的是，它必須要求聲學、建筑、教堂三者協調一致前提下處理語言和音樂對混響的要求。就聲學而言，其措施不能違背建筑審美和一些宗教理念。此外教堂的長混響有助于贊美詩的音樂抒情和詠唱，同時國外的大多教堂會使用管風琴伴奏。但是長混響嚴重影響了語言的清晰度，過長的混響會不利于教堂的布道活動的展開。而在中國的教堂一般不使用管風琴伴奏，以傳經布道為主，更加偏向于語言類為主，混響時間可以略微降低一點。
圖示 維也納聲學技術 教堂
根據經驗現代教堂的最佳混響時間2s——3.5s
體型設計
教堂的平面體型經過了圣帳篷、希臘十字、拉丁十字和現代教堂的四個主要階段。現代教堂回歸了圣帳篷的長矩形的平面形式。由于教堂的空間的宗教性，建筑和聲學在這種情況下也不好加以改變其平面體型。
初期的教堂借用巴西利卡體型，頂棚是凸字型剖面的藻井形式，中古世紀發展到大型圓拱象征天宇；文藝復興時期出現雙心拱頂；教堂再進一步發展就是多肋拱和花肋拱
（圖示 維也納聲學 多肋拱教堂頂棚）
教堂的發展過程也是逐漸往聲學方面靠攏，最初的大型圓拱頂棚，光滑而堅硬的凹曲面會導致嚴重的聲聚焦現象，而雙心拱較之之前聚焦點有所分散，但仍然沒有解決的聲聚焦現象，語言清晰度依舊不佳。再到多肋拱和花肋拱則是進一步破壞了聲聚焦并加強了聲能的擴散。而現代教堂也越來越重視內部聲學效果，頂篷開始有曲面開始向平面改革，使得聲聚焦現象得以解決，布道的可懂度也得到了改善。但是仍然有建筑師和教堂設計還是會使用穹頂，我們依然要對穹頂進行必要聲學措施以避免聲聚焦現象，具體的措施在下文會有提及。
根據各方面的聲學考慮教堂的體型長寬高比：：1:0.5-0.6:0.5-0.7。其中長度在20-30M內取值。
圖示 維也納聲學技術 教堂
混響時間的控制和吸聲材料的布置
教堂本質上屬于信仰空間，教堂的長混響會使聲音變得渾厚而強化禮拜精神的莊嚴的和力量，給以禮拜者以精神鼓舞。而短混響會使教堂較為沉寂，加大聽道者心理距離而感到乏味，影響兩者間的心理溝通，也會弱化信徒的參與意識和團聚感。同時，短混響需要更多吸聲材料，會帶來更多的裝飾費用，同時過于繁雜的裝修材料會淡化這種場所的神圣感。綜上所述，我國教堂還是應該保證有2s-2.7s的混響時間較佳。
頂棚
如果條件允許，從聲學角度考慮，頂棚宜為平頂。如果頂棚全做強吸聲處理，容易使混響時間大幅度降低而影響到混響感，應該在保證布道可懂度的情況下局部做吸聲處理。同時由于教堂的空間較大，高頻聲衰減較快，吸聲主要為中低頻段，
尤其是低頻段，低頻聲過強嚴重影響了語言可懂度。頂棚一般為連續不斷的整體效果，建議使用AGG無縫聚砂吸聲系統進行吸聲處理，即實現了整體造型的外觀需求，有有效的解決了吸聲要求。
如果頂棚是穹頂，為了避免聲學缺陷，一般來說有三種解決方案
（1）吸聲法
顧名思義，就在凹曲面的表面附設吸聲材料吸收聲能，為迎合宗教的裝飾效果，適用于AGG（無縫造型）和聚砂板等吸聲材料。因為此材料的優越性能，可以完美迎合教堂的裝飾效果，保留了教堂的神圣感。
（2）散焦法
把凹曲面切斷成更小的散射面積，把幾何聚焦發射編成擴散發射。有點類似花肋拱面。但分割的元件的尺度必須要和被吸收頻率波長相當，而且元件造型要體現出與宗教藝術的巧妙結合。其缺陷是做法難度高，成本也較高，但能較完美契合教堂的裝飾效果。
（3）透聲法
適合穹頂較高時采用，即穹頂利用AGG透聲涂層或金屬微穿孔板飾面，開孔面積為總面積的10%-20%，使透過的聲能被棚面后的吸聲材料吸收。穹頂不再是彎曲的聲學反射面，聚焦已不成問題。這種方法是比較兼顧裝飾效果以及性價比的方法。但是需要注意穿孔面材的耐久性和宗教藝術性。
墻面
我們這里把靠近主祭區的墻面稱為前墻面。在主祭區中，祭臺是教徒的視聽中心。
有的主祭區的上方和前墻面會有造型各異、工藝精巧的圓雕和高浮雕。這些繁雜的設施一定程度室聲能擴散更加均勻，但同時也容易產生或者對后排有長延遲的反射，影響到了語言的清晰度。在這里一般有兩種解決辦法，一種是在祭臺下部使用帶宗教藝術刺繡織物，能很好的將前墻面的帶來的早期反射聲吸收。還有一種就是在前墻面的裝飾不過于復雜時，前墻面可以采用AGG吸聲模塊，并在其后部留有50mm的空腔，可以選擇填塞25mm玻璃棉。這樣既能吸聲又能為主祭區增添端莊的氣氛
后墻面
后墻也是容易產生聲學缺陷的地方，聲程差超過30M則應防范回聲以及墻面帶來的聲場不均勻的問題。在后墻面下部設置吸聲材料，為了迎合教堂的裝飾效果，推薦使用AGG吸聲模塊可以起到很好的吸聲效果。后墻的上部主要做擴散為主，為了迎合裝飾效果，可以采用GRG石膏板做出具有宗教藝術的造型。
側墻
兩邊側墻在教堂的墻面面積占有很大的比重，這跟教堂狹而長的體型有關，側墻的反射聲是加強音樂豐滿度的重要因素。所以側墻上方可以利用大幅高浮雕畫，既能完美契合宗教藝術又能起到擴散的效果。或者通過增設構造壁柱、GRG凸出裝飾來加強聲能擴散。為保證其語言的清晰度和混響時間，可以在側墻下部同樣適用薄板共振結構配以50mm空腔和25mm玻璃棉，能前后墻面的外觀保持整潔一致。
（圖示 教堂的聲學技術）
教徒區
教徒區是整個教堂的吸聲量的主力軍，針對每次做禮拜的人數出入較大，可能會導致滿場和空場的環境下音質偏差較大。所以教徒區的高靠背長椅和跪凳要用織物軟包包裹。教徒區的中間過道通往主祭臺，是主祭者、婚禮、葬禮的固定通道，一般會在這個過道鋪設厚地毯，一能烘托莊重的氣氛；二能可以增加吸聲量，控制混響時間以及避免地面強反射聲給音質的負面影響；三能緩解教徒在儀式中的腳步聲。
現代教堂一般都會引入電聲系統，但是電聲系統一般只會在布道時（特別是空間容積較大的教堂中）提高音量的輔助手段并設法提高語言的清晰度。
但是電聲系統的引入會破壞的教堂的莊嚴感和神圣性，所以在需要引入電聲系統教堂一般會要求，揚聲器要布置的隱蔽不宜擾亂禮拜的空間形象。所以揚聲器需要在最佳的聲學位置跟燈具、裝飾以及構造結合。