國家大劇院歌劇院的建聲環(huán)境

1、國家大劇院歌劇院的建聲環(huán)境=,聲頻工程貓凹0匿響g6響衲響文章編號:10028684(2009)030004-06劇院建聲,擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計國家大劇院歌劇院的建聲環(huán)境葉欣.李國棋(1.中國傳媒大學(xué)影視藝術(shù)學(xué)院,北京100024;2.國家大劇院舞臺技術(shù)部,北京100031)?建聲設(shè)計【摘要1介紹了國家大劇院歌劇院的基本建筑情況,并且從基本建聲設(shè)計,建筑聲環(huán)境等方面詳細(xì)介紹了歌劇院的建筑聲學(xué)概況.【關(guān)鍵詞】國家大劇院;歌劇院;建筑聲環(huán)境【中圖分類號】TB54I文獻(xiàn)標(biāo)識碼】AAcousticalEnvironmentsIntroductiontoOperaHouseofNationalCenterfor

2、thePerformingArtsYEXin,LIGuo-qi(1.SchoolofCinemaandTelevision,CommunicationUniversityofChina,Beijing100024,China;2.DepartmentofStageTechnology,NationalCenterforthePerformingArts,Beijing100031,China)【Abstract】ThesituationforthebuildingdesignofoperahouseinNationalCenterforPerformingArtsisintroduced.Th

3、eacousticalenvironmentsofoperahouseisdiscussedindetail.【Keywords】NationalCenterforthePerformingArts;operahouse;acousticalenvironments1國家大劇院中的歌劇院國家大劇院位于北京西長安街南側(cè),人民大會堂西側(cè),占地ll8900m,總建筑面積217500ITI(包括地下車庫近46600m).于2001年l2月13日開工建設(shè),經(jīng)過建筑師等各方的共同努力,于2007年12月21日正式拉開大幕.國家大劇院主體建筑為獨特的半橢球殼體造型,高46.68m,地下最深32.50nl,橢

4、球長軸135m,短軸93m,周長達(dá)600余米.殼體表面由18398塊鈦金屬板和l226多塊超白玻璃共同組成,2種材料的拼接曲線,仿佛舞臺大幕徐徐拉開.建筑主體周圍環(huán)繞著人工湖,湖畔均以綠色植被覆蓋,端莊大氣,自然舒適,營造出一種安逸,幽雅,溫馨,浪漫的環(huán)境氛圍,以一團(tuán)濃綠融人到首都的政治文化中心天安門地區(qū).國家大劇院外觀如圖l所示.團(tuán)墮塞熊童莖蔓鲞蔓塑國家大劇院由歌劇院,音樂廳,戲劇場和1個多能小劇場組成,4個劇場風(fēng)格迥異,功能不同各具末色.其中,歌劇院是國家大劇院最大,最復(fù)雜和最具f_表性的劇場,以上演大型歌劇,舞劇,芭蕾舞劇及大墨綜藝演出為主.歌劇院外環(huán)廊利用金屬網(wǎng)的通透性,簡單的建筑布局

5、在視覺上形成多維空問,輕盈簡潔不失縱深感.站在公共區(qū)域縱觀歌劇院,可以透過金后網(wǎng)看到歌劇院環(huán)廊內(nèi)人們活動的場景,若隱若現(xiàn),朦而新奇,歌劇院外觀圖如圖2所示.紅色的強(qiáng)吸聲構(gòu)藍(lán)的觀眾廳外結(jié)構(gòu)墻面,裝飾著極具現(xiàn)代感的金屬線條與”鳥巢”的建筑符號呼應(yīng),整體又顯得輝煌莊重,配黃色燈帶和金屬色外網(wǎng),溫暖而熱烈的色彩下蘊藏藝術(shù)的熱情.圖2歌劇院外觀劇院建聲,擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計2觀眾廳,舞臺(樂池)和聲控室2.1觀眾廳歌劇院觀眾廳采用三面圍合的馬蹄形布局,擁有觀眾席2354席(包括135個站席),分4層,其中第2層樓座為貴賓席.觀眾廳內(nèi)部裝飾與外部相互呼應(yīng),以金色和紅色為主色調(diào),金色的金屬網(wǎng)及橘紅色的背景,紫紅色絲

6、綢飾面的強(qiáng)吸聲構(gòu)造后墻,橘黃色的吊頂以及紅色的座椅顯得歌劇院雍容華貴,富麗堂皇,典雅莊重.觀眾廳的裝飾裝修風(fēng)格烘托了演出時熱烈融合的氣氛,歌劇院觀眾廳如圖3所示.歌劇院觀眾廳最具視覺沖擊力的是巨大的空間體1量,平均9.8m/人.另外就是具有現(xiàn)代感,層層弧線型樓座的藝術(shù)燈帶及頂部橢圓環(huán)燈帶,環(huán)環(huán)相映,活潑跳躍.觀眾廳聲學(xué)設(shè)計以自然聲為主,電聲為輔的原則,設(shè)計中頻滿場混響時間為1.5s,背景噪聲滿足NR一25.實際測試結(jié)果都達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)值.2.2舞臺及樂池劇院舞臺采用典型的”品”字形舞臺形式,可儲藏3個整場布景,配置有先進(jìn)的,現(xiàn)代化的大型舞臺機(jī)械設(shè)備,歌劇院舞臺如圖4所示.包括主舞臺,左右側(cè)舞

7、臺和后舞臺,具備推,拉,升,降,轉(zhuǎn)等功能,便于演出中迅速地進(jìn)行場景切換.其中,主舞臺有6個升降臺,既可整體升降又可分別單獨升降.左,右側(cè)舞臺各有6臺可橫向移動的車臺,依賴主舞臺升降臺可互換位置,既可以遷換場景,又可以參與演出,觀眾廳舞臺平面圖如圖5所示.后舞臺下方距臺面15m處,還儲存著l塊國內(nèi)面積最大的專用芭蕾舞臺板,主舞臺升降臺下降后,芭蕾舞臺可移動到主舞臺臺面上,用于芭蕾舞演出.芭蕾舞臺面可傾斜至5.7.,采用美國俄勒岡松木,并用三層結(jié)構(gòu)保證舞蹈演員所需要的彈性.舞臺上方柵頂高度為32m,景物吊桿,燈光渡橋通過鋼絲繩懸掛在空中,數(shù)量之多居于世界領(lǐng)先地位.6l道電動吊桿,78臺軌道單點吊機(jī)

8、,24臺自由單點吊固6塑矍匡6囿啪響機(jī),另外還設(shè)置了l臺飛行器,觀眾廳舞臺剖面圖如圖6所示.2塊電動升降樂池的面積為120m,可容納90人的三管編制樂隊,可升至觀眾席水平位置安裝座椅,也可升至舞臺平面用于舞臺.在升降樂池上還特別為指揮設(shè)計了專用指揮升降臺,用于調(diào)節(jié)指揮的高度.2.3聲控室國家大劇院歌劇院的音響師與燈光師同等重要,位于觀眾廳池座后部,十分突出,”享受”有總統(tǒng)包廂的最佳位置和特權(quán),歌劇院控制室如圖7所示.音響師一側(cè)視窗玻璃可向上開啟,室內(nèi)裝修成深黑色,工作燈明!查熊妻生蔓塑鲞蔓塑囹n聲頻工程凹圈6匡響6響6響亮,演出時暗場.聲控室內(nèi)裝備有擴(kuò)聲系統(tǒng)用數(shù)字調(diào)音臺,模擬調(diào)音臺,CI)播放

9、機(jī)等音響設(shè)備,聲控室音響設(shè)備布置圖如圖8所示.遺憾的是演出中音響師與燈光師在同一空間中,略感擁擠,且燈光師們會制造出”噪聲”.控制室是演出音響和舞臺燈光的控制中心.為了使控制室達(dá)到良好的聲音環(huán)境,利于工作人員的工作,又使控制室內(nèi)的聲音不會泄露到觀眾廳中影響觀眾看戲,控制室做了吸聲處理,使混響時問控制得比較短.吊頂采用15mlrl礦棉吸聲板,墻面采用厚50mm空腔填充礦棉,表面l2mm厚木吸聲構(gòu)造板,控制室墻面吸聲構(gòu)造大樣圖如圖9所示.3歌劇院觀眾廳音質(zhì)設(shè)計3.1觀眾廳形狀歌劇院觀眾廳形狀設(shè)計十分獨特巧妙,很好地解決了建筑師希望的完美造型與聲學(xué)專家希望的良好建rl0l電聲技2009第33卷第03

10、期劇院建聲,擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計聲條件的矛盾.聲學(xué)專家認(rèn)為長方形的觀眾廳兩側(cè)墻有利于近次聲反射,音質(zhì)設(shè)計獲得好評的成功率高.但是對于建筑師來說,長方形的觀眾廳視覺效果略顯古板,圓弧形墻面更加優(yōu)美.經(jīng)過建筑師和聲學(xué)專家的多次交流達(dá)成共識,決定采用建筑結(jié)構(gòu)實體墻與金屬網(wǎng)裝飾面相結(jié)合的雙層墻面,實現(xiàn)了視覺空間與聽覺空間的完美融合.聲學(xué)設(shè)計如圖l0所示,建筑設(shè)計如圖11所示.建筑師的基本設(shè)計理念是基于典型的馬蹄形劇院形式,又?jǐn)P棄傳統(tǒng)式包廂布局在視線和音質(zhì)上的缺陷.內(nèi)墻的金屬網(wǎng)裝飾,利用其易變優(yōu)勢能隨意地將觀眾廳圍成弧線狀,另一方面,利用金屬網(wǎng)的通透性,為了達(dá)到各種聲學(xué)指標(biāo)使聲學(xué)專家可大膽地創(chuàng)建最佳建聲環(huán)境,而

11、不必?fù)?dān)心影響觀眾廳的美觀.因此,利用金屬網(wǎng)的視覺遮蔽,把背后的實體墻做成了有利于聲反射的斜墻面,在觀眾廳內(nèi)看不到更多的聲學(xué)設(shè)計痕跡,金屬網(wǎng)及聲學(xué)折線墻如圖12所示,觀眾廳金屬網(wǎng)墻面如圖13所示.3.2裝飾裝修面3.2.1金屬網(wǎng)側(cè)墻面觀眾廳裝飾金屬網(wǎng)背后凹凸不平墻面構(gòu)成了一個擴(kuò)散空間,聲音能夠透過金屬網(wǎng)在擴(kuò)散空間中進(jìn)行亂反射,使廳堂的聲音達(dá)到最佳.在池座后墻金屬網(wǎng)后,劇院建聲,擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計6苧塑矍匡響6響妒6響以及臺口和樂池上方的吊頂面均采用了專為國家大劇院設(shè)計的MI擴(kuò)散構(gòu)造墻面,即按照數(shù)論的解析方法計算確定的凹凸形狀分布,目的是使每個位置的觀眾都能夠聽到同樣優(yōu)質(zhì)的聲音.同時,使演出聲能夠通過頂

12、面反射到樂池內(nèi),使樂隊和演員之間有良好的交流.也有利于將聲音反射到池座前區(qū),使前排觀眾能夠獲得較好的早期自然反射聲.MLS擴(kuò)散墻面,全稱為MaxLengthSerices最大長度序列聲學(xué)擴(kuò)散構(gòu)造,戲稱為”數(shù)碼墻”.國家大劇院內(nèi)MLs擴(kuò)散構(gòu)造N=3l,l=lOcm,深度為15cm.不僅在歌劇院,音樂廳側(cè)墻,也在戲劇場側(cè)墻廣泛采用.MLS”數(shù)碼墻”構(gòu)造如圖14所示,MLS施工圖如圖15所示.!妻熊羹生蔓箜堂蔓嫂塑團(tuán)3.2.2強(qiáng)吸聲構(gòu)造后墻面觀眾廳后墻做了足夠?qū)掝l帶的強(qiáng)吸聲構(gòu)造,采用玻璃絲棉吸聲材料和穿孔木板,并在外玻璃絲棉上覆蓋紫紅色絲綢,與觀眾廳裝修風(fēng)格和諧一致.歌劇院觀眾廳后墻強(qiáng)吸聲構(gòu)造墻節(jié)點

13、如圖l6所示.3-2-3天花歌劇院的頂棚天花及每層樓座眺臺均采用了與地板相同的松木,既有很好的聲音反射效果,外觀又大方典雅,再配合大型的橢圓形燈帶,與金屬網(wǎng)統(tǒng)一色調(diào),古典而別致.觀眾廳后部的吊頂結(jié)合三道面光的布置,將木吊頂裝飾做成斜L形,遠(yuǎn)看就像三層柔和的波浪,即起到裝飾作用又利于聲音的反射和擴(kuò)散.觀眾廳吊頂如圖17所示.3.2.4地板觀眾廳中除了演出聲,觀眾話語聲外,最容易發(fā)出聲音的就是地板.觀眾進(jìn)入觀眾廳或退場時所產(chǎn)生的腳步聲會直接影響觀眾廳噪聲水平,地板的吸聲情況對觀眾廳的聲學(xué)性能影響也較大.通過對備選木材進(jìn)行腳步聲測試,地板振動測試和地板吸聲測試,歌劇院的地板采用了軟硬適中的松木,除了

14、與歌劇院的色調(diào)和諧統(tǒng)一外,最重要的是聲學(xué)指標(biāo)良好.在腳步聲測試中,人穿普通皮鞋和高跟鞋以普通速度行走的噪聲分別僅為53.2dB(A)和61.6dB(A).圇墮妻蕉羹2生蔓塑堂蔓塑劇院建聲,擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計地板振動測試中,人耳敏感區(qū)域中頻部分,此木的減弱減振效果最好.吸聲測試中,此木的駐波管法平均吸聲系數(shù)為0-3左右.歌劇院木地板如圖18所示.3.2.5聲閘觀眾廳是一個聲音封閉的空間,觀眾不希望觀眾廳堂外部的嘈雜聲音影響到演出,同時廳堂外部也應(yīng)盡量避免演出聲的外泄.那么觀眾廳的入口就成為了建筑聲學(xué)設(shè)計的薄弱環(huán)節(jié).歌劇院的觀眾廳入口采用雙道門的聲閘,歌劇院聲閘如圖19所示,聲閘內(nèi)部的墻面和頂部采用了與

15、觀眾廳地面,吊頂相同的木材,并且將側(cè)墻設(shè)計為帶有吸聲孔的強(qiáng)吸聲墻面,能夠有效地吸收聲閘內(nèi)外的聲音.兩道門之間的地毯柔軟厚實,觀眾進(jìn)入廳堂伊始就已經(jīng)感受到了舒適,同時,地毯也起到了吸聲作用,配合墻面保證了聲音空間的封閉.3.2.6舞臺吸聲處理為配合觀眾廳的建筑聲環(huán)境,使舞臺空間混響時劇院建聲,擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計間和觀眾廳盡量保持一致,需要在舞臺側(cè)墻上做強(qiáng)吸聲處理;為保證舞臺上演員能夠很好地聽到演出的正常聲音,不能完全吸聲,于是最終在舞臺距離地面6ITI以上采用13.6%水泥穿孔板后填吸聲棉的吸聲構(gòu)造.最終,使得主舞臺全頻帶總吸聲量需大于l000m,在放下防火幕情況下,歌劇院左舞臺,右舞臺和后舞臺的混響時間<3s.舞臺設(shè)備設(shè)有專用的設(shè)備機(jī)房,將噪聲控制到最低.舞臺側(cè)墻水泥穿孑L板吸引構(gòu)造如圖20所示.3.2.7座椅歌劇院座椅為軟座,如圖21所示,既滿足了舒適度,同時也成為重要的吸聲材料.座椅背板采用木質(zhì)材料,充當(dāng)一定的反射面作用.座椅的等效吸聲單位將空椅與有人坐兩種情況下的變化盡可能減小,即縮小了滿場及空場混響時間的差別.觀眾廳座椅下送風(fēng)是置換送風(fēng)的一種具體形式,座椅風(fēng)口如圖22所示,新鮮的冷空氣由座椅底部椅腿送風(fēng)口以極低的速度(0.03O.20m/s)送入觀眾廳.送凹四6塑矍匡響6響嗍響風(fēng)溫度與室溫接近,送風(fēng)溫差較小,