国家大剧院管风琴音栓音管介绍

王兴盛

【摘 要】 对国家大剧院管风琴的音栓表进行解读，详细介绍哨管和簧管的特征，对于管风琴知识的普及具有一定价值。

【关键词】 管风琴；音栓表；音栓音管；哨管；簧管

文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.04.008

Discussion about the Organ Stops and Sound Tube in NCPA

WANG Xing-sheng

（National Centre for the Performing Arts， Beijing 100031， China）

【Abstract】This paper introduces the organ stop watch of NCPA， details about the characteristics of flue pipe and reed pipe have been discussed. For the popularization of organ knowledge has a certain value.

【Key Words】organ； stop watch； stops and sound tube； flue pipe； reed pipe

管风琴的结构决定它的工作原理，而音栓和音管决定管风琴音色的特点，想细致了解管风琴，需要进一步了解音栓、音管。

笔者首先以国家大剧院管风琴音栓表为例来解读，详细介绍音栓表的内容和功能，其次介绍哨管和簧管的特征。

1 管风琴音栓表解读

1.1 国家大剧院管风琴音栓表（表1）

通过音栓表可以看出很多信息，对于管风琴演奏家来说，一张音栓表就可以全面地了解管风琴的配置及其音乐表现能力。为了读者能更容易了解表中的内容，笔者将概括地介绍一下音栓表。

1.2 音栓表总体解读

（1）国家大剧院管风琴有4排手鍵盘，每排手键盘有61个琴键。主键盘是第一键盘I（Great），合唱键盘是第二键盘II（POSITIV/CHOIR），强弱音键盘是第三键盘III（SWELL），独奏键盘是第四键盘IV（SOLO），回声键盘也是在第四键盘（ECHO），有一个按键E可以将独奏键盘转到回声键盘，还有一个脚键盘（PEDAL），脚键盘有32个琴键。

（2）带HD的音栓是增强音栓，一共有35个，它们来自于第四键盘IV（SOLO）。HD表示风压很高（180 mm/WS）。

（3）每个键盘下面的数字是木质音管和金属音管的数量。

第一手键盘有12支木质音管+1 777支金属音管=1 789支音管；

第二手键盘有97支木质音管+1 501支金属音管=1 598支音管；

第三手键盘有36支木质音管+1 785支金属音管=1 821支音管；

第四手键盘（SOLO）有60支木质音管+205支金属音管=265支音管；

（ECHO）有12支木质音管+563支金属音管=575支音管；

脚键盘有124支木质音管+328支金属音管=452支音管；

总共有6 500支音管。

（4）风压

第一键盘I（Great）：Windpressure 100 mm/WS

第二键盘II（POSITIV/CHOIR）：Windpressure 85 mm/WS

第三键盘III（SWELL）：Windpressure 95 mm/WS

第四键盘IV（SOLO）：Windpressure 180 mm/WS

第四键盘（ECHO）：Windpressure 120 mm/WS

脚键盘（PEDAL）：Windpressure 90 mm/WS～130 mm/WS

风压越大，同一只音管的音量越大，音色越明亮。

（5）功能键的解读（表2）

（6）管风琴音域的解读

音管越长，音高越低；音管越短，音高越高。长度长一倍，音高低一个八度，当按下一个手键盘8英尺音栓，就有61个音可以发音，音域是从大字组C—小字三组c。当按下一个脚键盘16英尺音栓，有32个音发音，音域是从大字一组C—小字组g。当按下32英尺音栓，有32个音发音，音域是从大字二组C—大字组G。当按下64英尺音栓，有32个音发音，音域是从大字三组C—大字一组G。当按下4英尺音栓，有61个音发音，音域是从小字组c—到小字四组c。当按下2英尺音栓，也有61个音发音，音域是从小字一组c—到小字五组c。当按下1英尺音栓，也有61个音发音，音域是从小字二组c—小字六组c。所以，国家大剧院管风琴总的音域是从大字三组C—小字六组c，横跨10个八度。表3为管风琴的音域。

以8英尺音栓为例，音域是从大字组C—小字三组c，中央c（小字一组）就是在下加一线上的dol（261.6 Hz），那么弹4英尺音栓中央C的音高是8英尺音栓中央C的高八度，实际振动频率是523.3 Hz。

以此类推，如图1所示，2英尺音栓的中央C比8英尺音栓的中央C高两个八度，16英尺音栓的中央C比8英尺音栓的中央C低一个八度，32英尺音栓的中央C比8英尺音栓的中央C低两个八度。

需要说明的是，1英尺音栓和64英尺音栓一般不会单独使用，通常是调音色用到这两种音栓。

备注：音栓表中音管的长度指的是音栓中最长音管（最低音）的长度；1英尺=30.48厘米。

（7）音栓归类及特殊音栓介绍

a. 混合音音栓（表4）

混合音音栓指的是弹奏一个琴键有一个和弦中多个音同时发音，例如当弹奏一个Mixtur V音栓中的琴键会有5支音管同时发音。弹奏一个Mixtur major VI 2 2/3音栓中的琴键会有6支音管同时发音。混合音音栓排列如图2所示。

b.簧管音栓（表5）

音管数多于61支（手键盘）或多于32支（脚键盘），是因为高音没有办法使用特别短的簧片就改用两个音高略有不同的哨管同时振动模仿簧管发音。

音管分为两种，一种是簧管，一种是哨管，音栓表中其余的音栓都是哨管音栓。

c.Kuckuck是模仿布谷鸟叫的音栓，这个音栓只有两支音管（两只音管的音程关系是小三度，如图3所示）。

d.Birdsong音栓由三只音管组成，这是一支比较特殊的音栓，它的工作原理是：金属容器中放入油，空气通过装入油的金属容器进入音管，当油被空气吹动，油会在容器中产生振荡和波动，反过来作用空气，会产生不稳定的气压，在振荡油和不稳定气压的作用下，音管发出了类似夜莺的叫声。如图4所示。

e.Vox Balenae64这个音栓没有实际的音管，是利用声学原理产生新的音（利用根音的第一泛音和第二泛音导出根音的原理）。

2 管风琴的哨管

哨管占管风琴音管的比例非常大，通常占到70%以上，它的发音原理如同裁判员吹的哨子，音管的材质、形状、直径、管嘴的特点都决定音管发出的音色。通常哨管的外观如图5所示，一种是金属哨管，一种是木质哨管。

2.1 金属哨管和木质哨管的材质

（1）金属哨管使用的材质是锌和锡的合金。使用这种金属合金一是因为音色比较柔和优美，二是因为这种金属合金比较软，调音整音比较方便。调音整音是通过调节管嘴的大小、管唇的形状、管耳的开合等，改变音管有效空气柱的振动长度。

（2）木质哨管使用的是云山木和橡木。木质哨管有四个面，前后两个面使用的是云杉木，左右两个面使用的是橡木。云杉木的特点是振动和声音传导好，橡木的特点是木质硬而结实，两者结合的音色特点是高频凸显，结实而明亮，中低频深沉有力，泛音效果好，动态范围宽广。当然，木质哨管音色的特点还与管嘴形状的不同有关。

2.2 L型或U型哨管

如果想要足够低的声音但是空间不够，还可以采取弯曲哨管的方法。一般采用L型或U型哨管，都可以得到非常低的低音。音管形状对音色没有影响，而音高会随着管体共鸣体的总长度增加而降低，如图6所示。

2.3 哨管的固定

大的哨管一定是要用钉子固定在架子上的，所以大哨管有一个挂钩，见图7。

这个挂钩要挂入固定在架子上的钉子，管脚对准气室上的出气孔，哨管才能固定住。

小的哨管直接放入音管架，管脚对准气室出气孔。

2.4 金属哨管管嘴的种类

金属哨管比木质哨管管嘴的种类多，管嘴形状的不同决定了音色的不同。金属哨管通常有8种形状，见图8。

2.5 金属哨管管唇的種类

管唇形状也是影响音色的重要因素。所以不同音栓的金属哨管管唇形状是不同的，通常有6种形状，见图9。

2.6 基准金属哨管的直径表

为了更详细地说明音管的形状大小和特点，表6给出了基准金属哨管从1英尺到32英尺的直径尺寸，基准金属哨管的音色是管风琴最有代表性的音色。

2.7 哨管的调音装置

不同哨管的调音装置是不同的，总的来说，调音是改变空气柱有效振动长度，通过调整调音装置的高低来改变音高。常用的调音装置如图10所示。

3 管风琴的簧管

簧管发出的声音比哨管大，而且音色变化多样。通常，簧管发出声音的泛音比哨管数量多。簧管和哨管截然不同的结构决定发出声音的音色也不同。簧管的结构具有以下特点：（1）簧管发音的部分簧舌可以移动；（2）虽然簧管和哨管一样可以用木头和金属制作，但是簧管的簧舌必须是金属的，簧管由簧舌振动而发音。

和哨管一样，簧管也可以分为很多种类，主要是结构和音色上的不同。簧管的名字都是模仿乐器而起的，音色像什么乐器，就叫什么簧管。根据用途的不同，簧管可以分为独奏簧管和伴奏簧管。

独奏簧管是用来演奏独奏旋律的，由其他音栓伴奏，通常是哨管音栓。这一分类很灵活，因为几乎所有的独奏簧管都可以充当伴奏的角色，在某种程度上独奏簧管也是合奏、伴奏的一部分。独奏簧管音栓在任何键盘上都有，包括脚键盘。最常见的独奏簧管有双簧管、单簧管、小号、长号、克鲁姆双簧管（一种古双簧乐器）。

伴奏簧管通常和其他音栓组合使用，以增加强度和特点。手键盘和脚键盘都有伴奏簧管音栓，但长号、大号、大管伴奏簧管音栓通常在脚键盘上，常见的伴奏簧管（独奏簧管也可用于伴奏）有长号、大号、大管、双簧管、单簧管、小号、长号、克鲁姆双簧管。

3.1 簧舌和簧舌床

簧管最重要的部分位于底部，即簧舌和簧舌床，见图11，这部分决定簧管的音高和音色。

簧舌及簧舌床的作用类似于木管乐器中的单簧管，单簧管的吹口中空，底面有一个开口，可插入一片簧片。簧片用一只钉夹固定，钉夹成为箍卡。簧舌床位于簧片的下面，相当于单簧管的吹口，簧舌相当于簧片的作用，堵木和调音钢条将簧舌固定在簧舌座中，它的作用就相当于箍卡。

大多数簧舌床像有一个平面的铜管，平面下挖了一个通孔。图12所示是两个典型的簧管床，一个是开口的，一个是闭口的。开口簧舌床的通孔是贯穿整个簧舌床的平面；闭孔簧舌床的通孔没有贯穿整个簧舌床，而是上端窄、下端宽。簧舌床的形状及通孔的外形都会影响音色，所以这两个簧管床的音色也是不同的。

通孔宽的开口簧舌床产生的声音更大，基音更重。而通孔窄的开口簧舌床产生的声音上方的泛音很突出。

另外，簧舌床平面的外形也影响音色。如果簧舌床的平面是非常光洁的铜面，簧舌击打在这样的表面上产生的声音是非常明亮的；如果簧舌床的表面粘上一层皮子，那么产生的音色是暗淡的（图13）。

同样，不同的簧舌在同一个音管中产生的音色也是不同的，簧舌在构造上主要有以下几点变化。

（1）簧舌的薄厚。簧舌越厚就越重，需要更大的能量使之振动发音。在形状相同的情况下，厚的簧舌比薄的簧舌产生的声音大，并且基音强而有力，音色暗淡。

（2）簧舌的弯曲度。如果簧舌在簧舌床是很平的，空气是无法让簧舌振动起来的。因为堵木和调音钢条将簧舌平整地固定在簧舌床上，簧舌必须稍微弯曲一点，使簧舌下面不是紧贴着簧舌床。当弯曲度正确时，弹奏此音会迅速发音并且音质开头的音色也是好听的。如果簧舌的弯曲度太小，发音开头会听到簧舌与簧舌床拍打的声音；如果弯曲度太大，弹奏此音发音会迟钝，甚至不会发音。

（3）簧舌末端的重量。有时所要求的音质不能产生是因为簧舌不够厚而不能振动。重量越重，基音越重。在簧舌的末端要求附有很小重量的铜或铅。

3.2 簧管共鸣体

在哨管中，哨管的共鸣体主要决定音高。在簧管中，簧管共鸣体的外形及长度主要影响的是音色。决定簧管音高的是簧舌的长度。共鸣体的长度影响的是泛音而不是基音，簧管共鸣体的长度应该是适当的。

3.3 簧管共鸣体的长度

在哨管中可以根据共鸣体的长短估计音管发音的音高。像管弦乐器中的短笛及大号一样，越长的音管发音越低。而在簧管中是不能根据共鸣体的长度估计它的音高的，因为簧管的音高是由簧舌决定的，而不是共鸣体。共鸣体的长度影响音色而不是音高。

一般地，簧管共鸣体根据相同音高开管哨管共鸣体的长度，可以分为三类。

（1）和相同音高开管哨管共鸣体等长的簧管共鸣体。这样尺寸的簧管共鸣体叫做“全长”簧管共鸣体。全长簧管共鸣体音色为小号，双簧管及类似音色音栓中可以找到。共鸣体的外形为圆锥形。

（2）比相同音高开管哨管共鸣体短的簧管共鸣体。这样的共鸣体一般为“全长”共鸣体的四分之一、二分之一及四分之三长。这样尺寸的簧管共鸣体叫做“部分长度”共鸣体。这样的共鸣体是用来加强独特泛音的。“部分长度”共鸣体的音色为单簧管、克鲁姆双簧管及模仿人声。“部分长度”共鸣体的外形一般为圆柱形，但是低音大型簧管“部分长度”的共鸣体也是圆锥形的。另外有一种情况是由于空间不够才采用“部分长度”共鸣体，在这种情况下，必须调整其他音管重要要素，使这个一列音管的音色前后统一。

（3）比相同音高开管哨管共鸣体长的簧管共鸣体。这种共鸣体和泛音长笛相似，叫做“泛音簧管”，共鸣体非常长，加强的是基音。因为簧管音质的趋势是音高越高音质越弱，通常高两个八度的小号及类似的簧管都是泛音簧管。

因此，共鸣体的长度在一列簧管中变化有各种原因。图14是克鲁姆双簧管音管，如果它们是哨管，那么短的那支發音一定比长的那支高。但是短的发音是B音，长的发音是比短的高半音的C音。C音管的共鸣体是“全长”共鸣体，B音是“全长”的一半，而这两个音所在的管列所有高八度音管的共鸣体都是一半“全长”的，这是因为这列音管安置在空间有限的音管箱里。这种情况只影响音色而不是音高，而音色可以通过影响音色的其他结构调整。

图15可以更清楚地看到这两支音管的簧管座、簧舌床和簧舌。这三个部分几乎一样，只是右边音管的簧舌振动部分（调音钢条以下的部分）比左边音管的簧舌振动部分短。

3.4 簧管共鸣体的形状

共鸣体最主要的功能就是修整簧舌振动发出的声音，消除杂音，使音色更加圆润优美。共鸣体形状的变化可以改变对某一泛音的抑制和加强，以得到想要的音色。

和哨管不同，簧管不可能是闭管的，至少不是完全闭管的。在闭管的哨管中，空气从管口进入，还可以从管口出来。但是簧管的管口和哨管不同，如果是闭管的，簧管空气是无法出来的。因此，簧管在共鸣体的某一点上必须有开口，这样通过簧舌的空气便可以出来了。所有的簧管共鸣体不是开管的，就是部分闭管的。

（1）圆锥形共鸣体。图16是管风琴簧管中最常见的倒圆锥形簧管。上面是开口的，在离上方五分之一处有一个小的开口。这一开口的作用调整音质和音高，通常称之为整音开口。当簧舌振动时，这种形状的簧管共鸣体会产生所有的泛音。这种共鸣体通常可以在小号、双簧管和大号音栓列中找到。

圆锥形共鸣体上端的宽度会影响音质，上端宽的圆锥形共鸣体，加强的是基音，越宽基音越重。宽大的“全长”共鸣体，如长号音栓通常在脚键盘中使用。

图17是大管音色的簧管共鸣体。具有丰富的泛音，而基音很少。

（2）圆柱形共鸣体。共鸣体另一种主要的形状是圆柱形（图18）。这只音管是部分闭管的，在共鸣体的顶端有一个可以移动的管盖，这个管盖既能影响音色，又能影响音高。圆柱形共鸣体一般可以在克鲁姆双簧管、单簧管及人声音栓列中找到。

（3）其他形状的共鸣体。簧管的音色变化很多，图19是各种形状的簧管共鸣体，但大都是在上述两种形状的基础上衍生出来的。

4 结语

国家大剧院管风琴有发音管6 500根，分布于94个音栓中。每一个音栓的音管形状、材质、尺寸都是不一样的，每一个音栓都可以写一篇文章进行细致的分析解读。

笔者就国家大剧院音栓表进行总结式的解读，并对哨管和簧管进行结构上的概括和分析，难免有遗漏和不周到的地方，只希望抛砖引玉，为管风琴知识在中国的普及起到一点作用，希望更多乐器爱好者能了解和研究管风琴。

（编辑 王 芳）