清华大学大礼堂的求解历史

清华大学大礼堂的求解历史

清华大学在百年校庆之前，曾前后数次试图解决大礼堂的声学问题，或未能切中问题本质，或因经济技术条件限制未能实施，大礼堂的声学问题一直未能彻底解决。但因此开启了近代建筑声学在中国奠基的历程，清华大礼堂听音问题的校正成为开创中国近代建筑声学研究的源头，在这一过程中，我们也可以看到由一个现实问题引申为科学研究进而确定一门学科的理工融通的清华大学学术品格。
1、地板抬高方案
1924年，清华学校委派自然科学部教师海宴士等三人研讨解决大礼堂声学问题。作为一名清华学校高等科的数学教师，海宴士通过一般性观察和经验性分析，认为礼堂内部四壁直角太尖，致使声音不易传达，由此初步提出应对方案：或“将橡皮地板提高，钝其角度”；或“用布幕挂礼堂天花板作圆形，则角度可以加多”。海宴士等人得出的仅是极粗略的方案，并没能切中建筑声学问题的实质。
2、首次运用建筑声学理论提出解决方法
1926年，叶企孙教授领导创建之初的物理学系同仁以及实验辅助人员组成研究小组，对国外建筑声学的最新进展进行全面学习，掌握了通常情况下塞宾公式的意义，初步认识到大空间结构、发声特点、声场分布、温度等因素对混响时间的影响。同时，叶企孙小组创造性的研究了塞宾公式未考虑在内的室内温度变化对混响时间的影响，并完成了着中国衣服者吸音能力的测定，为当时中国建筑声学提供了重要的基础参数。
叶企孙小组运用新的建筑声学理论，分析出导致大礼堂听音困难的原因：拱顶造型的空间体型缺陷、石灰砖材质的内墙吸音材料过少直接造成混响时间过长。提出清华大礼堂最适宜的混响时间为1.75秒，并计算得出还需补充吸音能力470平方米（开的窗），圆拱顶、四弧面、四墙壁为铺设吸声材料的主要位置的结论。
应该说，叶企孙小组已从理论上准确的找出了清华大礼堂存在声学问题的原因，并提出了解决建筑声学问题的方法。虽然叶企孙小组提出的解决方法未能实施，但他们的理论研究，使建筑声学研究和实践由清华大学进入了更广泛的科学共同体视野，为中国近代建筑声学的起步奠定了基础。
3、清华大学建校90周年的声学改造
2001年清华大学90周年校庆前，清华大学组织相关专家对大礼堂进行过简单的声学改造，当时学校确定的原则是不动大礼堂的建筑与装饰，因此仅在墙面开窗位置更换了原来的窗帘，新加的窗帘比原来窗帘厚度大，重量重，吸声系数更高。同时增补了原扩声系统的扬声器数量，使观众席扩声声场更为均匀。
这次改造，在一定程度上改善了大礼堂室内声学效果，但并没有从根本上解决建筑声学混响时间过长的问题。