無錫大劇院歌劇廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)

1、無錫大劇院歌劇廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)無錫大劇院歌劇廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)引言目前，多功能劇院已成為劇院的開展趨勢(shì)，可以上演歌劇、舞劇等。假設(shè)舞臺(tái)上增設(shè)音樂反射罩，還可以上演交響樂；假設(shè)觀眾廳增加可調(diào)吸聲裝置比方吸聲簾幕，使混響時(shí)間可調(diào)，那么可以滿足會(huì)議等語言擴(kuò)聲的使用需求。為了可以上演歌劇、交響樂、話劇、戲劇、舞劇、芭蕾舞及大型綜藝演出，無錫大劇院歌劇廳進(jìn)展了針對(duì)性的建聲設(shè)計(jì)。1建筑概況無錫大劇院簡(jiǎn)稱大劇院位于江蘇省無錫市蠡湖風(fēng)景區(qū)，由1700座歌劇廳和800座綜合演藝廳構(gòu)成。1700座歌劇廳是一座可上演歌劇、交響樂、話劇、戲劇、舞劇、芭蕾舞及大型綜藝演出的綜合性劇院。歌劇廳觀眾廳平面形狀呈馬蹄形，廳內(nèi)設(shè)二層挑臺(tái)

2、，左右兩側(cè)各設(shè)延伸側(cè)包廂，臺(tái)口天花設(shè)兩排線陣列揚(yáng)聲器，天花設(shè)兩道明裝面光燈，臺(tái)口兩側(cè)墻各設(shè)兩道明裝耳光燈，兩邊揚(yáng)聲器和面光燈均采用明裝形式。觀眾廳池座后部設(shè)音控、燈控室。圖1和圖2分別為歌劇廳建筑平面圖和剖面圖。歌劇廳觀眾廳長(zhǎng)約31.9、寬17.128.2、高約17.5?？傮w積約為157993，對(duì)應(yīng)單座容積約9.33。池座觀本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理眾席共25排，觀眾席共設(shè)兩層樓座，一層樓座下部開口高4.3，深至池座最后一排間隔 6，高深比為1：0.72。觀眾席一層樓座共5排，觀眾席二層樓座共12排。觀眾席前部設(shè)升降樂池，深6，寬17.818.8，面積為1032，可分別用于樂池、觀眾席和伸

3、出舞臺(tái)三種使用功能。舞臺(tái)開口為1812，池座最低標(biāo)高+5.05，天花設(shè)兩道面光和一道追光。舞臺(tái)包括1個(gè)主舞臺(tái)、2個(gè)大小一致的側(cè)舞臺(tái)、2個(gè)大小不一的后舞臺(tái)，總面積約27692。舞臺(tái)面標(biāo)高為+6，主舞臺(tái)高31.0，側(cè)舞臺(tái)和后舞臺(tái)高12主舞臺(tái)設(shè)升降設(shè)備。主舞臺(tái)共設(shè)三層馬道，離舞臺(tái)高度分別為：13.6、16.7及19.8。聲光控制室設(shè)于池座后墻的中部。反射樂罩開口寬17、高12，后擋板寬9.2，樂罩深12，后擋板高7。2建聲設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)根據(jù)歌劇廳演出的功能定位以及觀眾廳的規(guī)模和容積，上演歌劇時(shí)，中頻500Hz1000Hz混響時(shí)間滿場(chǎng)為1.600.10s，且要求混響時(shí)間頻率特性為中高頻根本平直，但高

4、頻容許下降10%20%，低頻混響要求有10%20%的提升。廳內(nèi)應(yīng)有足夠的早期反射聲和側(cè)向反射聲。當(dāng)上演交響樂時(shí)，舞臺(tái)上設(shè)置音樂反射罩條件下中頻混響時(shí)間應(yīng)提升0.15s0.25s，即中頻5001000Hz混響時(shí)間滿場(chǎng)為1.80s左右，其低頻混響要求有10%15%的提升，而高頻混響那么容許下跌10%20%。交響樂演出及歌劇演出條件下的混響時(shí)間及其頻率特性如表1所示。當(dāng)劇場(chǎng)上演話劇時(shí)，中頻500Hz1000Hz混響時(shí)間滿場(chǎng)為：T60=1.300.10s。當(dāng)劇場(chǎng)上演話劇時(shí)，主觀眾廳內(nèi)應(yīng)翻開所有布置的可變吸聲簾幕，以降低混響時(shí)間在反射吊頂上部及側(cè)墻上部布置了足夠數(shù)量可變吸聲簾幕以保證上演話劇時(shí)的語言明晰

5、度。劇場(chǎng)內(nèi)聲場(chǎng)不均勻度：要求為L(zhǎng)P4dB。本底噪聲容許值：符合NR25號(hào)噪聲評(píng)價(jià)曲線。側(cè)向反射系數(shù)LF：在15%25%之間要求15%。聲場(chǎng)力度G：大于0dB。早期反射聲延遲時(shí)間：t20s30s。舞臺(tái)空間內(nèi)的混響時(shí)間：要求在大幕下落時(shí)以及常用舞臺(tái)設(shè)置條件下，舞臺(tái)空間的中頻500Hz1000Hz混響時(shí)間與觀眾廳的空?qǐng)龌祉憰r(shí)間相接近，本底噪聲與觀眾廳根本一樣。觀眾廳的音質(zhì)應(yīng)保證觀眾席各處有足夠的響度、均勻的聲場(chǎng)分布、適宜的混響特性、足夠的早期反射聲和側(cè)向反射聲，且有良好的明晰度和飽滿度。觀眾廳內(nèi)任何位置上不得出現(xiàn)回聲、顫抖回聲、聲聚焦等聲缺陷?？紤]到歌劇廳上演交響樂的要求，建議歌劇廳觀眾廳單座容積值

6、宜控制在8.539.03。3室內(nèi)聲學(xué)裝修要求及措施3.1舞臺(tái)內(nèi)墻面的吸聲處理由于舞臺(tái)空間體積比較大，為了防止舞臺(tái)空間與觀眾廳空間之間因耦合空間大對(duì)觀眾廳音質(zhì)產(chǎn)生的不利影響，聲學(xué)設(shè)計(jì)要求舞臺(tái)空間內(nèi)的混響時(shí)間應(yīng)根本接近觀眾廳的混響時(shí)間，最好比觀眾廳具有更短的混響時(shí)間。為此，舞臺(tái)空間內(nèi)墻面必須采取吸聲處理。聲學(xué)設(shè)計(jì)要求在舞臺(tái)包括主舞臺(tái)、側(cè)舞臺(tái)及后舞臺(tái)一層天橋以下墻面均做吸聲處理。3.2觀眾廳的墻面處理1觀眾廳兩側(cè)墻墻面的擴(kuò)散反射處理觀眾廳兩側(cè)墻墻面設(shè)計(jì)成凹凸條帶弧形狀的擴(kuò)散反射處理。2觀眾廳后墻墻面的擴(kuò)散反射處理觀眾廳后墻墻面設(shè)計(jì)成凹凸條帶弧形狀的擴(kuò)散反射處理。觀眾廳墻面布置既可滿足聲音擴(kuò)散的要求，

7、同時(shí)也具有較美觀的裝飾效果。3.3觀眾廳內(nèi)頂棚吊頂天花的設(shè)計(jì)觀眾廳內(nèi)頂棚的設(shè)計(jì)在很大程度上決定了一個(gè)大劇場(chǎng)音質(zhì)的優(yōu)劣。無錫大劇院歌劇廳觀眾廳內(nèi)中心頂棚設(shè)計(jì)為中心通透的大圓盤擴(kuò)散反射吊頂，以擴(kuò)大觀眾席反射聲區(qū)域。在通透反射吊頂?shù)纳峡赵O(shè)計(jì)安裝了可開閉箱式電動(dòng)吸聲簾幕。在頂棚上空靠側(cè)邊馬道下沿也安裝了新型可開閉箱式電動(dòng)升降吸聲簾幕。上空吸聲簾幕安裝面積約4802。3.4挑臺(tái)欄板和挑臺(tái)天花聲學(xué)處理挑臺(tái)欄板外側(cè)面采用斜形或凹凸弧形構(gòu)造，這能使前區(qū)觀眾得到較好的反射聲，并有利于聲場(chǎng)均勻擴(kuò)散。挑臺(tái)欄板是廳內(nèi)容易在前區(qū)造成回聲的部位，建筑及室內(nèi)設(shè)計(jì)中都應(yīng)予以注意。挑臺(tái)欄板也可結(jié)合外表裝飾做一些局部擴(kuò)散處理，以

8、有利于擴(kuò)散聲波，不至于產(chǎn)生回聲、聚焦等聲學(xué)缺陷。挑臺(tái)天花建議采用面密度20kg/225kg/2的材料做吊頂，做成反射面構(gòu)造，以利聲音反射，挑臺(tái)天花形狀為平面或弧線形狀。3.5聲閘為了防止外界噪聲通過出入門傳入歌劇廳觀眾廳，因此，出入觀眾廳的門均采用了雙道厚重隔聲門以形成聲閘，且聲閘內(nèi)墻面均做吸聲處理。3.6觀眾席座椅的要求在選擇觀眾廳座椅時(shí)，既要考慮其用料、色彩、裝飾及舒適性，同時(shí)也應(yīng)重視座椅本身的聲學(xué)性能，因?yàn)樽蔚奈暳空颊麄€(gè)觀眾廳總吸聲量的比例最大通常占到1/22/3左右，這對(duì)觀眾廳內(nèi)的混響時(shí)間指標(biāo)起到?jīng)Q定性作用。3.7公共空間的聲學(xué)要求大劇院公共空間應(yīng)有一個(gè)安靜的環(huán)境，特別是大堂空間體

9、量很大。國(guó)內(nèi)有些劇院在設(shè)計(jì)的過程中很重視劇場(chǎng)內(nèi)聲學(xué)效果，卻忽略公共空間的聲學(xué)要求，混響時(shí)間很長(zhǎng)，甚至于互相交談也發(fā)生困難。所以，大劇院公共空間的頂部都采取了聲學(xué)吸聲處理，除玻璃幕墻外，其他可做吸聲的墻面和大堂頂面都采取了相應(yīng)的吸聲措施。4噪聲振動(dòng)控制設(shè)計(jì)大劇院的噪聲振動(dòng)控制設(shè)計(jì)是大劇院聲學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成局部，是至關(guān)重要的。為保證大劇院其他相關(guān)技術(shù)用房?jī)?nèi)設(shè)計(jì)的背景噪聲指標(biāo)，除進(jìn)展特別的建筑聲學(xué)音質(zhì)設(shè)計(jì)外，還對(duì)劇院中產(chǎn)生噪聲振動(dòng)的設(shè)備采取必要的控制措施，詳細(xì)要求如下：1設(shè)備機(jī)房噪聲控制：包括機(jī)房的配置和隔聲吸聲設(shè)計(jì)；2空調(diào)系統(tǒng)噪聲控制：根據(jù)觀眾廳空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)組的選型及相關(guān)的技術(shù)參數(shù)配合空調(diào)

10、設(shè)計(jì)專業(yè)確定送、回風(fēng)管道系統(tǒng)消聲處理的技術(shù)方案；3配合空調(diào)系統(tǒng)施工，提供設(shè)備及管道安裝連接中的隔聲、隔振技術(shù)措施；4大劇院內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備隔振降噪技術(shù)措施包括空調(diào)機(jī)組、熱泵、冷卻塔、水泵、變壓器房等。5觀眾廳音質(zhì)評(píng)價(jià)為檢驗(yàn)歌劇廳的實(shí)際音質(zhì)效果，2022年4月對(duì)觀眾廳進(jìn)展了現(xiàn)場(chǎng)音質(zhì)測(cè)試。主要建筑聲學(xué)測(cè)量?jī)?nèi)容包括：觀眾廳內(nèi)混響時(shí)間空?qǐng)鯰30、早期衰減時(shí)間EDT、音樂透明度80、語言明晰度D50、側(cè)向反射系數(shù)LF、聲場(chǎng)力度G、聲場(chǎng)不均勻度Lp、廳內(nèi)本底噪聲LA等主要聲學(xué)參量。同時(shí)，還分別對(duì)頂部可升降吸聲簾幕和舞臺(tái)音樂反射罩引起的觀眾廳內(nèi)混響時(shí)間的可調(diào)幅度做了檢測(cè)。測(cè)試結(jié)果如表2所示。混響時(shí)間是建聲設(shè)計(jì)

11、中最重要的音質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)。由表2可以得出，吸聲簾幕完全升起關(guān)閉時(shí)，場(chǎng)內(nèi)空?qǐng)?9點(diǎn)平均中頻500Hz1000Hz混響時(shí)間為1.66s；吸聲簾幕完全下降翻開時(shí)，場(chǎng)內(nèi)空?qǐng)?9點(diǎn)平均中頻500Hz1000Hz混響時(shí)間為1.5s；當(dāng)舞臺(tái)加裝樂罩時(shí)，空?qǐng)?9點(diǎn)平均中頻500Hz1000Hz混響時(shí)間進(jìn)步到1.9s。混響特性總體較滿意，符合設(shè)計(jì)預(yù)期要求。混響時(shí)間實(shí)測(cè)結(jié)果說明，舞臺(tái)音樂罩及升降吸聲簾幕的共同使用，可使觀眾廳內(nèi)的混響時(shí)間得到0.4s左右的變化幅度，樂罩和升降吸聲簾幕各起到了一半的作用。表2同時(shí)說明，實(shí)測(cè)低音比BR值平均為1.15，高頻混響僅略有下跌。明晰度D50參數(shù)主要用于評(píng)價(jià)觀眾廳內(nèi)的語言明晰度，觀眾廳內(nèi)中高頻500Hz4kHz平均D50值為0.5左右，說明廳內(nèi)有較好的語言明晰度。從廳內(nèi)音樂明晰度指標(biāo)80值實(shí)測(cè)結(jié)果分析可見，觀眾廳的803平均值為2.19dB，說明廳內(nèi)有較好的音樂明晰度。本次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量還利用先進(jìn)的可調(diào)指向性測(cè)試傳聲器對(duì)歌劇廳觀眾廳進(jìn)展了側(cè)向反射聲系數(shù)LF值的測(cè)量，結(jié)果說明，觀眾廳全頻LF值達(dá)0.360.46，中頻平均達(dá)0.37。說明本歌劇廳有很好的側(cè)向反射聲系數(shù)，側(cè)向反射聲非常豐富，這也說明觀眾廳的平面體形設(shè)計(jì)和聲場(chǎng)擴(kuò)散處理均較好。觀眾廳內(nèi)池座和樓座共71個(gè)測(cè)點(diǎn)各頻率的平均