違反常規的建築—悉尼歌劇院 (結構篇)

續上會，先在此補充一些關於音效的提問，一個一級的樂團和歌手應該是不會用擴音機來表演，音樂是直接從樂器和歌手發出至觀眾，咪應該只是給一些流行曲的歌手或司儀使用。

而演奏廳只是用作音樂性的表演，因為不用考慮視線的問題，所以觀眾席是可以安排在舞台的後方，俗稱四面台。但是劇場則不同，因為戲劇和歌舞劇都是需要考慮視線的問題，所以觀眾席只會安排在舞台的前方、成扇型或馬蹄形，而且最後排的坐位多數都會控制在距離舞台25m之內，務求讓最後排的觀眾都看到表演者的面部表情。

另外，舞台的左、右、後和上、下方都需要有足夠的空間來儲存不同的佈景，所以設計時最難就是處理後台與更衣室和儲物室之間的流程，並且如何在外立面上把舞台塔(Fly tower) 隱藏。

在原先悉尼歌劇院的設計，就完全不能達到以上的要求，在歌劇院的空間太大，而且天花是彎曲的，所以Reverberation time會很大，回音情況嚴重。

至於劇劇院，由於彎曲的外型令舞台之上的空間(Fly tower)不足夠，一般的標準Fly tower是舞台的高度 x 2.5倍，這樣才可以把整個舞台高度的佈景吊在上空。

因此，整個劇院的規劃要完全重新設計，但是當時決定項目的政客對劇場設計一無所知，便胡亂批準劇場的興建，所以在工程的預備過程中出現無數的大問題，而建築師Jørn Oberg Utzon亦欠缺這方面的知識，因此最後的解決方法引用全球最出色的工程師樓—Ove Arup(奧雅納) 協助他們設計。

首先，他們借用其他合規格劇院的內部規劃作為核心，並根據現實情況下作出相對的調整，並同時把劇院的外型修正至滿足能容納合規格的演奏廳和劇院。然後，再和建築師合作處理人流、車流、物流等問題，這樣便基本滿足到劇院在功能上的需求。

不過，最嚴重的問題還未解決，就是屋頂的結構。原來的設計不單沒有規律，各扇型結構都有不同的彎曲度，完全沒有邏輯可言，而且不同的彎曲面是互相接觸的，但在無規律彎曲面的接合上，是很難確保施工的品質管理。為了方便工程上的管理上，各扇型的單元便歸一至類似的彎曲度，各部件只是比例上的不同。因此便可以用預制件的方式來製做各混凝土的部件，而不用在現場做模，品質管制方面便容易處理。

至於結構承重則是更大的問題，因為在1960年時還未有任何工程師設計過這樣的扇型的蛋型結構，而且由於室內是劇院的關系，是不可以在柱和樑來承擔屋頂的重量。

在最初的設計是把打算用混凝土作為結構外牆，但這樣並不能夠使這樣的外型成為獨立的安全結構，之後工程師不斷地研究不同的方法，如在屋脊上加入鋼結構框架，並屋頂建造成厚厚的結構牆。

不過，最終的方法是使用了摺合式的混凝土結構牆，情況就好像一個彎曲了的屏風一樣，利用摺合多層的結構來支撐屋頂，每一層的摺合便有如一個拱門一樣，這樣便能承重亦不破壞原有設計外型的彎曲度。

由於這樣的外型而大跨度的結構是前所未有的，工程師都未必知道摺合式的結構是否適合，所以便利用了電腦作結構分析，這亦是世界第一次使用電腦作結構計算的工程，創了建築工程的先河。

違反常規的建築—悉尼歌劇院 (音效篇)

無論你到過澳洲沒有，你都會知道悉尼歌劇院這座建築物，這座澳洲的標記在建築史上確實破了相當多的創舉。

這個項目始於1955年，當時澳洲政府舉辦了全球性的設計比賽，題目是在悉尼海港旁設計一座包括2600多人的多用途表演場地、1500人劇場、500人左右的戲劇院，這次比賽吸引了233名來自32個國家的建築師參賽，勝出的是來自丹麥的建築師—Jørn Oberg Utzon。Jørn Oberg Utzon可以說是著名的紙上建築師，他曾在

18次建築比賽中勝出了7次，但就沒有一座建築物是建成的，除了悉尼歌劇院之外，因為Jørn Oberg Utzon是出身藝術學院的建築師，所以他的建築大都只注重建築物美學部份，在技術層面上來看是有相當之多的問題，連悉尼歌劇院亦不例外。

當澳洲政府宣布Jørn Oberg Utzon勝出的時候，大家心中都出現無數的問題，因為他的參賽圖紙和模型都相當之簡單，可謂純概念性的解說，但是他是唯一一個參賽作品把兩個大型劇院並排而設的，而且他是唯一個設計把兩個主劇院的前廳安排在整座建築物的前端，所以旅客可以先觀看悉尼海港的景色後，才進入室內的場館。

當然最重要取悅評審的便是整座建築物的外型，它的各扇形的外殼確實相當吸引，亦無疑使這建築物一直成為澳洲的地標，並在2007年成為世界文化遺產。

不過，這樣的概念純粹在紙上的草圖來看就自然是沒有問題，但是在現實情況就成為千蒼百孔的設計。

第一: 無論是劇院，還是歌劇院的設計，就必須要考慮音效的問題，因為觀眾是為了欣賞節目而參觀這地方，所以如果音效不理想的話，就算這建築物是極度漂亮的話，都是一個失敗的設計。

在劇場的音效設計方面，就必須要考慮Reverberation time的問題，Reverberation time是歌手/樂器發出的聲音時，聲波會需要多少時間才降至60分貝或以下。因為室內空間的大小和物料的吸音程度則會影響Reverberation time。

如果Reverberation time太大的話，觀眾可能聽到兩層的聲音，又或者很大的回音。因此，劇院設計就必須要非常小心Reverberation time上的控制。

如果是樂器演奏的話，Reverberation time最好控制在1.8- 2.2秒

如果是歌唱的話，Reverberation time最好控制在1.3- 1.8秒

如果是演講/戲劇的話，Reverberation time最好控制在0.7- 1秒

控制Reverberation time當然是依靠室內的天花來控制室內空間的體積，從而調節聲波的速度和Reverberation time的差異。

另外，樂器的聲音會直接傳到觀眾，但回音亦同樣會反射到觀眾處，由於兩個聲波到達觀眾耳朵的時間有差別，所以演奏廳在回音方面同樣需要小心處理。

不過無論如何，設計演奏廳都會採用同一個理論，就是把整個劇院設計成又長又窄，成一個長方形，因為左、右兩邊的距離差別少，所以聲效差別不大，而且出現多種回音的情況亦會較少，所以聲效方面會較容易處理，情況就有如北京的國家大劇院，整個劇院成一個長方形，雖然外形是成蛋形，但只是用金屬外殼包著3個長方形而言。但是Jørn Oberg Utzon設計的悉尼歌劇院的外形成雞蛋形，圓拱形的天花則會制造多種的回音，而且聲波可能反射至歌手身上，而不是到達觀眾席，所以設計方面出現很大的難度，所以最後多用途的劇場則只可以設計成演奏廳。

由於Jørn Oberg Utzon的設計在技術層面上完全不能滿足需求，特別是在結構上的問題，所以整個設計在後期是完全重新設計，而設計時間更達至

12年之久，詳情將會下會分解。