國(guó)家大劇院的聲學(xué)處理分析

國(guó)家大劇院的聲學(xué)處理分析演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)

中國(guó)國(guó)家大劇院位于北京市中心天安門廣場(chǎng)西，人民大會(huì)堂西側(cè)，西長(zhǎng)安街以南，由國(guó)家大劇院主體建筑及南北兩側(cè)的水下長(zhǎng)廊、地下停車場(chǎng)、人工湖、綠地組成，總占地面積11.89萬平方米，總建筑面積約16.5萬平方米，其中主體建筑10.5萬中國(guó)國(guó)家大劇院標(biāo)志平方米，地下附屬設(shè)施6萬平方米。總投資額26.88億人民幣。

國(guó)家大劇院主體建筑由外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部歌劇院、音樂廳、劇場(chǎng)和公共大廳及配套用房組成。在地面層坐落著三幢建筑：歌劇院、音樂廳和劇場(chǎng)，它們由道路區(qū)分開，彼此以懸空走道相連，恍若在水面上的地面建筑是一個(gè)巨型殼體，覆蓋、庇護(hù)、包圍和照亮著所有的大廳和通道。建筑物在水面中的倒影構(gòu)成了大劇院的外部景觀。·建筑介紹目前二頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)目前三頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)鈦金屬輕型屋蓋

如何防止雨點(diǎn)撞擊金屬屋面所產(chǎn)生的雨噪聲干擾？目前四頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)纖維素噴涂吸聲材料

為解決這個(gè)問題，在屋蓋底層采用纖維素噴涂防止雨噪聲的方案，即在屋蓋板下，噴涂一層25mm厚的K-13纖維素噴涂吸聲材料。實(shí)驗(yàn)顯示，未噴涂纖維素前，在雨強(qiáng)1mm/min的大雨下，雨擊隔聲量可達(dá)到40dB，估算大廳室內(nèi)噪聲小于25dB(A)。

纖維素噴涂能夠大大提高屋蓋隔聲性能的主要原因是：一、纖維素均勻噴涂附著在屋蓋底的2mm厚鋼板上起到了一定的聲阻尼作用，改善了鋼板本身的振動(dòng)模式，較大提高了中低頻的隔聲性能。二、纖維素為密實(shí)顆粒狀粘稠材料，噴涂后起到了良好密封作用。

另外，纖維素噴涂材料具有良好的吸聲性能，據(jù)檢測(cè)，25mm厚纖維素噴涂層降噪系數(shù)NRC達(dá)到0.75。國(guó)家大劇院的屋蓋經(jīng)纖維素噴涂后,大廳內(nèi)混響明顯降低,語言清晰度明顯提高。另外,纖維素噴涂還具有良好的保溫隔熱作用,建筑節(jié)能效果明顯。目前五頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)·戲劇場(chǎng)：材質(zhì)多重展示戲劇場(chǎng)是國(guó)家大劇院最具民族特色的劇場(chǎng)，以中國(guó)紅為主色調(diào)，真絲墻面烘托出傳統(tǒng)熱烈的氣氛。主要上演話劇、歌劇、地方戲曲等演出。

戲劇場(chǎng)觀眾廳設(shè)有池座一層和樓座三層，共有1035個(gè)席位（含站席）。戲劇場(chǎng)觀眾廳墻面采用與音樂廳舞臺(tái)墻面類似的聲擴(kuò)散墻面，看上去象凸凹起伏的、不規(guī)則排列的豎條。大量不規(guī)則排列的凹凸槽整體上形成聲音的擴(kuò)散反射，可保證室內(nèi)聲場(chǎng)的均勻性，使聲音更美妙動(dòng)聽。

目前六頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)戲劇場(chǎng)的MLS聲擴(kuò)散墻面

戲劇場(chǎng)觀眾廳墻面采用了

MLS設(shè)計(jì)的聲擴(kuò)散墻面，看上去象凸凹起伏的、不規(guī)則排列的豎條，目的是擴(kuò)散、反射聲音，可保證室內(nèi)聲場(chǎng)的均勻性，使聲音更美妙動(dòng)聽。其擴(kuò)散聲音的原理是，聲波到達(dá)墻面的某個(gè)凹凸槽后，一部分入射到深槽內(nèi)產(chǎn)生反射，另一部在槽表面產(chǎn)生反射，兩者接觸界面的時(shí)間有先后，反射聲會(huì)出現(xiàn)相位不同，疊加在一起成為局部非定向反射，大量不規(guī)則排列的凹凸槽整體上形成了聲音的擴(kuò)散反射。

目前七頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)·歌劇院：金屬網(wǎng)包出“稻草屋”歌劇院內(nèi)部也用這樣的金屬網(wǎng)包裹著，但看上去卻不覺得有金碧輝煌的冰冷，聲音穿過金屬網(wǎng)后再反射回來，形成“自然聲”，這樣就形成了視覺的弧形和聽覺空間的多邊形，做到了建筑聲學(xué)和劇場(chǎng)美學(xué)的完美結(jié)合。即使在沒有麥克風(fēng)的條件下，舞臺(tái)上的聲音，臺(tái)下各個(gè)角落的觀眾都能聽到。觀眾廳后墻是回聲的主要發(fā)源地，在后墻做了足夠的寬頻帶吸聲材料，為了與觀眾廳裝修風(fēng)格協(xié)調(diào)具體構(gòu)造，紫紅色絲布后面為玻璃絲棉吸聲材料大劇院主廳十分寬廣目前八頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)

國(guó)家大劇院的歌劇院墻面上使用了一種透聲裝飾網(wǎng)，完美地解決室內(nèi)視覺效果和聽覺效果之間的矛盾問題。這是一種金色網(wǎng)子，看上去象優(yōu)美的墻，但可以透過聲音。網(wǎng)是弧形的，聲音透過去后的墻是長(zhǎng)方形的，這樣就使視覺為弧形，而聽覺為長(zhǎng)方形，一舉兩得。這種網(wǎng)的設(shè)計(jì)在世界上是第一次。

歌劇院金屬透聲裝飾網(wǎng)

目前九頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)·音樂廳：建筑和聲學(xué)的完美結(jié)合音樂廳吊頂 音樂廳觀眾廳的平面形狀是稍有弧度的鞋盒型，它可提供豐滿而渾厚的音質(zhì)。觀眾座席圍繞演奏臺(tái)布置，即樂隊(duì)和伴唱演員在中間，觀眾在周圍，在空間上形成對(duì)演奏臺(tái)中心的圍合。這樣的布局最大限度保證了觀眾聽到均勻的自然聲。觀眾廳周邊以扁而寬的橢圓形柱廊環(huán)繞，在柱子背后有耦合空間，可提供晚期的混響時(shí)間。觀眾廳的高度和形狀確保了有足夠的體積，因而混響時(shí)間自然可得到滿足。目前十頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)GRC墻板GRC是由抗堿玻璃纖維、石英砂和高強(qiáng)水泥按一定配比，使用模具(噴射)制作，一體成型。其特點(diǎn)與GRG類似：質(zhì)量輕、防火環(huán)保、聲音效果好，使用壽命長(zhǎng)、安裝方面等特點(diǎn)。板的圖案樣式與具體構(gòu)造同前GRG墻板類似。音樂廳的墻面與吊頂在材質(zhì)方面達(dá)到了整體統(tǒng)一，同時(shí)較硬材質(zhì)的材料在低頻維持較長(zhǎng)的混響，且GRC起伏的墻面對(duì)音樂廳的演奏聲音起到漫反射的作用，既兼顧了功能，又兼顧了美觀。

目前十一頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)MLS聲學(xué)墻

樂隊(duì)演奏臺(tái)周圍的墻是聲學(xué)墻，即按照數(shù)學(xué)理論精確地計(jì)算出來的墻面凹凸形狀，縮寫術(shù)語稱為“MLS”，原意為“MathematicsLengthSequence”，此墻的作用是，高度擴(kuò)散反射，它可使樂師們有良好的相互聽聞，讓聲音均勻、柔和地反射、擴(kuò)散保證坐在每個(gè)位置的觀眾，都能聽到同樣優(yōu)質(zhì)的聲音。凹凸墻體的構(gòu)造為用雙層木板(12mm>2厚)做出凹凸形狀，凸出部位里邊為密實(shí)的玻璃絲棉。目前十二頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)音樂廳單側(cè)透明隔聲玻璃

音樂廳西側(cè)二層墻面上有一巨大的參觀窗，人們?cè)谧呃冉?jīng)過時(shí)，可以透過玻璃看到室內(nèi)音樂演出的盛況。這是一塊特殊的玻璃，特殊之處在于隔聲性和電控單反性。由兩層隔聲玻璃組成，每層玻璃都是厚重的夾膠玻璃，其隔聲量達(dá)到Rw=55dB，相當(dāng)于20cm厚的鋼筋混凝土墻的隔聲效果，目的是防止觀眾廳外參觀人員的噪聲干擾。另外，其中一層玻璃上覆有電子反光薄膜，演出時(shí)，在電子控制下，玻璃為單面透光，走廊里的人可以看到演出，而觀眾廳內(nèi)的人看到的是一塊黑玻璃。目前十三頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)舒適的觀眾廳聲學(xué)軟座椅

國(guó)家大劇院的軟座椅，采用了人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，外形優(yōu)美，安坐舒適。而且，軟座椅還具有重要的吸聲作用。觀眾廳內(nèi)大量的觀眾所形成的吸聲量是不容忽視的，為了控制室內(nèi)吸聲，座椅吸聲系數(shù)必須符合設(shè)計(jì)要求，座椅的聚氨酯內(nèi)填料、織物面料、軟墊的面積、軟墊的厚度等都經(jīng)過了嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，一方面達(dá)到了觀眾廳吸聲的設(shè)計(jì)要求，另一方面坐人時(shí)和不坐人時(shí)具有相同的吸聲系數(shù)，保證觀眾廳的室內(nèi)，在空?qǐng)?、滿場(chǎng)、部分上座率等不同觀眾人數(shù)時(shí)，具有基本一致的室內(nèi)聲學(xué)效果。目前十四頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)錄音室“房中房”彈簧減振隔聲結(jié)構(gòu)國(guó)家大劇院的錄音室為“房中房”全浮筑結(jié)構(gòu)，隔振的關(guān)鍵技術(shù)在于“房中房”的支撐彈簧。彈簧采用子母簧、阻尼漿、防高頻失效橡膠墊等多項(xiàng)技術(shù)，在單個(gè)彈簧支撐10噸的條件下，該“房中房”浮筑結(jié)構(gòu)的撞擊聲聲壓級(jí)達(dá)到Lpn,w=32dB，與剛性支撐的撞擊聲聲壓級(jí)Lpn,w=78dB相比，可降低振動(dòng)噪聲46dB，是目前已知隔振效果最好的浮筑系統(tǒng)。目前十五頁(yè)\總數(shù)十六頁(yè)\編于二十點(diǎn)Z型輕鋼減振龍骨輕質(zhì)隔聲墻為了保證國(guó)家大劇院的錄音室、演播室、琴房等輕質(zhì)隔墻的隔聲性能，采用了一種特殊結(jié)構(gòu)的Z型輕鋼減振龍骨,用于安裝石膏板隔墻。