教堂是基督教举行礼拜和重要宗教仪式的场所。传统礼拜仪式中以咏唱为主,布道居从属地位。然而,宗教改革后的现代仪式中音乐和语言交替出现。如何在音乐丰满的同时确保语言清晰度,成为亟待解决的新课题。目前,欧美国家对此项研究有很大投入,而我国尚属空白。如何在声学、建筑、宗教三者协调一致的前提下妥善处理语言和音乐对混响要求的矛盾是本文研究的主要内容。教堂是宗教的一种物化形式,礼拜中的赞美诗咏唱和布道、诵经为主要内涵。因此,宗教、建筑、声学构成一个连锁反应系统。就声学而言,其措施不能与建筑审美和宗教理念相悖。基于此,本文首先从基督教历史发展入手研究教堂空间型制、礼仪的渊源与历史沿革。目的是剖析声环境的成因、特点和演变规律;从声学与宗教、建筑的“共性”中透视“声与形”的“互动”机制。在此基础上,通过“声学空间”与“建筑空间”设计理念的有机融合,映射出基督宗教所追求的深层次的“心理空间”。传统教堂空间硕大且构造复杂,声环境特点是混响时间相当长,音乐极为丰满而语言清晰度差。这一传统特征在宗教改革中受到新的审视:现代礼拜用语由原来指定的拉丁语(或希腊语)改为各民族本地语言且仪式中唱诗、布道、诵经交替出现致使可懂度问题凸显。如何为教堂声环境重新定位是争论的焦点,西方声学家各执己见,莫衷一是。笔者对国内外教堂建筑声环境的历史和现状进行大量调查,从生理声学、心理声学和环境心理学的角度研究礼拜者的声行为和潜在心理,提出现代教堂中仍需要有较长的混响时间。这是礼拜心理的需求;是构成教堂声环境特色的充分和必要条件。教堂中的长混响有助于赞美诗的音乐抒情而不利于布道。如何在音乐丰满的同时提高语言清晰度成为研究的核心问题。教堂的声环境历史表明,中古世纪由于只继承了封闭空间声学的经验知识,布道只能采取放慢语速、设置声反射罩篷等被动措施。直到近代有了声的理论,声学家开始分析教堂中的声场,根据仪式中的混响要求用现代建材和设备(如扩声系统)等一系列科技手段改善声环境。本文详细分析了这些对策并跟踪研究进展,围绕如何解决音乐和语言对混响要求的矛盾这一关键问题,对教堂音质设计中的流行作法进行反思并提出质疑。通过对早期声场中影响声能衰减的重要因素—各前次反射面的位置及其吸声贡献的深入研究,明确了各界面不同的声学处理对布道可懂度和音乐丰满度的直接影响,揭示出语言和音乐对混响要求的矛盾性和统一性。论证前期混响衰减快,后期混响衰减慢的折线型混响衰减方式在教堂音质设计中的可行性和必要性。在此基础<WP=6>上改进传统混响理论并提出简捷而程序化的教堂音质设计新方法—前期声场用几何声学处理以确保布道可懂度;后期声场用统计声学处理以确保音乐丰满度。对应得到的混响时间称为有效混响时间。在厅堂模拟实验中,通过更换吸声材料位置来测试混响时间和语言清晰度等声学指标,从结果的分析和对比中验证有效混响理论。继之编制计算机程序,将该理论付诸于传统教堂的音质改造和现代教堂的音质设计实践。竣工前后的声学指标测试、计算机模拟、问卷调查结果均证实了该理论在教堂音质设计中的有效性。 本文对教堂建筑声环境进行综合研究,总结出:成功的教堂声环境必属于声学、建筑、宗教的“交集”。由此概念出发,利用三者的共性与制约机制最大限度地优化声学空间,从而形成一种宗教建筑声环境理论。在这一理论指导下研究并提出教堂规划、单体、内部装修以及电声系统的设计原则和若干经济可行的综合措施,创造优良的教堂建筑声环境。本文的科研思想和方法对其它宗教建筑以及多用途厅堂的声环境研究具有同样的参考价值。