德国汉堡音乐厅， 建造细节解密！山峰效果从何而来？

由赫尔佐格&德梅隆设计的德国汉堡音乐厅The Elbphilharmonie，于2017年1月开放。将近建造了10年的时间，整个工程包含约130万平方英尺的分层空间组成，包括三个音乐厅、酒店、公寓、餐厅、停车库以及公共观赏平台。

该工程的核心是由赫尔佐格&德梅隆与具有高度声望的音响学家Yasuhisa Toyota一同开发的大厅。它可容纳2,150人，并展现了一个高度先进、定制的声学内表皮。大厅的曲线、错综复杂地交织在一起的墙壁、栏杆和天花板设计是由1万个独特的石膏纤维面板组成，每个部件都具有利于声音扩散的图案，它们像拼图一样融合在一起。为了实现这一艰巨的任务，ONE TO ONE的Ben Koren利用了一系列高新技术，从参数化设计到数字化建造技术。

赫尔佐格&德梅隆首先与ONE TO ONE签约，来为大厅的声音扩散表面的形态制作数字化数据。在广义上讲，声扩散是指房间内的声能的均匀扩散。房间内的不扩散、反射表面可以产生许多不需要的声学特性，这可以通过添加漫射器来纠正。

一个完美的漫射空间是指，其声音属性（如混响）是相同的，不管听众的位置如何。世界上最好的音乐厅的漫射，如1870年在维也纳修建的Musikverein音乐厅，现在被理解为是新古典主义装饰的不均匀表面的产物。20世纪的建筑师对装饰物的反感，也可能是以牺牲音乐厅的声学效果为代价的。

在过去，在后期设计阶段通过改造吸声器或扩散器来解决不良声学效果，这造成了初始建筑设计与其后期修改之间的分离。而对于Elbphilharmonie，建筑师的初始意图就是为了整合声学需求。扩散图形的设计也是为了反映项目整体的设计意图。因此，建筑的外观“峰-谷-峰”正是呼应了声音扩散的形态。

对于Koren及其团队，这意味着需要制作接近100万个直径为2到6英尺的部件，满足声学专家的独特需求，最终在大厅中随机放置，由此形成大厅不同的区域。这项艰巨的任务，不可能通过传统手段实现，最终ONE TO ONE通过开发了一种定制算法，对每个部件进行参数化定义。每个部件被拓扑地安置在大厅的墙体表面，并可以根据声学专家的要求来控制其形状、尺寸、深度和位置。

ONE TO ONE一完成了声学表面形态的设计，Koren和他的公司随后就委托Peuckert（位于巴伐利亚的制作商）开始了计划并开发声学面板的制作。由于Peuckert不仅负责这些声学面板的生产、运输和安装，他们还负责其安插和组装计划，随后Peuckert与ONE TO ONE展开了长期密切合作。

由于每一个面板都是独一无二的，Koren进一步开发了软件程序，以完成接近1万台CNC-铣削石膏纤维板面板-的3D规划和数字化生产，并优化了声表面的子结构。建筑师定义了一个精确和复杂的间隙线网格，这与声扩散图形不同，这意味着大厅表面是形成了无缝的表面。因此，面板的边缘以这样一种方式进行了限定，他们总是与周围面板的边缘对齐，以此形成了一种平面、弯曲和扭曲的边缘，在有些地方甚至使用了槽口。

由于边缘条件的复杂程度不同，在制作面板的过程中不可避免地需要使用五轴铣床。前表面的曲率是通过将每块面板的背面保持平面实现的，同时将前面铣削成形。对于每一块面板，其边缘必须进行数字化生成，必须设置固定元件，在其周边布置凹槽，以放置密封带。Koren及其团队最终将整个任务简化为一个全自动的数字化过程。之后，面板就准备好了生产。

Koren逐渐交付了1万个电子文件，将其传递巴伐利亚的公司，给CNC及其来磨制每个面板。每个初始面板都准备好了。数控铣床分为两个阶段。首先，每个面板从后门开始铣削，其中包括边沿的五轴格式和用于固定副结构的孔的放置以及用于机械地固定的胶合层。

然后，每个面板都进行翻转，重新固定在机器上，并从前面研磨，其中包括使用球形头的切割机对声学扩散图形进行三轴铣削，在有着较大中心距离的平行轨道上铣削。该过程用来生产粗糙的最终表面纹理，而由铣头留下的轨迹刻度则呈现出了峰-谷的图案。

由于采用了先进的计算机辅助规划和制造方法，这些面板的制作效率非常高，其精度也高。这个过程是非常必要的，最终实现了在可预期的误差内组装面板，在大多数情况下，误差小于1/8英寸。最终，所有面板完美地结合在一起。尽管每个面板都非标准，且需要复杂的组装方式，但是故障面板的数量却降到了最小值。由于工具的问题，约1万个面板中只有20个需要更换，错误率只有0.2%。考虑到该项目本身的规模和复杂性，这个极小的错误率本身就是一项成就。

main source: https://architizer.com/blog/architectural-details-herzog-de-meuron-elbphilharmonie/

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