歌劇院、音樂廳的聲學設計要點

時間：2016年09月20日     來源： 賽賓（中國）

　　專業(yè)來講，歌劇院、音樂廳、戲劇院等觀演空間實際上是音質第一的聽音場所，而這些文化建筑往往投資巨大，若音質效果不佳，實乃資源、經(jīng)費的巨大浪費。廣州賽賓認為，注重表演廳堂的形體、容量、地面起坡、邊界面的布置和表面處理等要點的設計，是保證劇院室內聲學效果的重要支持。例如：要保持聲音響度，需要合理的廳堂體型、觀眾席起坡設計及充足早期反射聲；要保持聲音的均勻分布，除了合理的體型還需恰當?shù)穆晹U散處理配合；控制適當?shù)拿孔莘e及吸聲、反聲的正確選擇、布置則是最佳混響的保證。

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　　觀眾區(qū)平面設計

　　歌劇院、音樂廳的聲學設計要點？作為表演廳堂最基本的組成部分--觀眾區(qū)，其體型設計是廳堂內部優(yōu)良音質的先決條件。歐洲古典的歌劇院，多采用古典風格的馬蹄形或接近馬蹄形的“U”形平面。其特點是容量大、視距短，而設置于周邊的層層包廂、繁瑣浮雕裝飾起到良好的聲擴散作用。維也納國家歌劇院、巴黎伽涅爾歌劇院、倫敦考文特花園皇家歌劇院等均為馬蹄形平面。但其缺陷是聲學處理較麻煩，容易造成沿邊反射，甚至出現(xiàn)聲聚焦，且臺口兩側的觀眾視覺效果較差?，F(xiàn)在使用的馬蹄形是改進版，臺口兩側不再設觀眾席，會處理成斜面，增強中前區(qū)觀眾席的側墻早期反射聲。美國的肯尼迪演藝中心便是采用此種方式。

　　現(xiàn)代風格劇院的觀眾區(qū)平面形式則有更多的選擇--矩形、鐘形、扇形、多邊形及復合形等。如：法國巴士底歌劇院采用的是鐘形；東京新國立歌劇院是矩形和扇形的結合。矩形平面的優(yōu)點是規(guī)整、結構簡單，聲能分布均勻；但兩平行側墻之間容易產(chǎn)生顫動回聲，不過，可通過墻面處理解決。如杭州大劇院便將矩形觀眾區(qū)的兩側墻面做成鋸齒形狀，避免可能產(chǎn)生的顫動回聲。扇形平面的觀眾容量較大，但偏遠座較多，后排座視距較遠，難以接收直達聲，且池座大部分座席幾乎得不到側墻的早期反射聲。鐘形平面與矩形平面基本相似，也可以說是矩形的一種改進形式。其偏座區(qū)比扇形平面少而結構可按矩形的處理(相同容量情況下)。臺口兩側逐漸收攏的斜墻面為觀眾區(qū)提供了早期反射聲。法國巴士底歌劇院、上海大劇院即是這方面的典型例子。

　　隨著音樂、劇目的多樣化發(fā)展，對劇院表演廳的要求日趨多功能化，要求有靈活變化觀眾廳容量空間及符合多種需要的聲學效果等。由此產(chǎn)生的復合式平面利用高科技實現(xiàn)廳堂進行靈活多變的組合或拆分。但復合形平面多變的空間模式除了建聲之外還需要電聲系統(tǒng)的配合，且設備和結構等比較復雜，造價昂貴。國外很多現(xiàn)代多功能劇院為適應多種劇目、音樂會的表演需求，多采用此形式。

　　觀眾區(qū)容積、起坡、挑臺設計

　　歌劇院、音樂廳的聲學設計要點？自然聲演出的廳堂，由于自然聲源聲功率有限，為確保達到一定的音節(jié)清晰度，要控制適當?shù)膹d堂容積量。當然，不同類別的聲源聲功率及廳堂用途，其最大容積量也不同。廳堂的總容積量也決定著觀眾的吸聲量，進而對混響時間產(chǎn)生影響。適當?shù)拿孔莘e既可減少吸聲材料的使用，也保證了最佳的混響效果。

　　而針對觀眾區(qū)容易出現(xiàn)的掠射吸收現(xiàn)象，就必須重視觀眾席的起坡度尺寸設置。一般情況下，池座前后排高差不小于8cm，樓座前后排高差不小于10cm。如果出于功能需求，觀眾席必須是水平的，可考慮抬高聲源位置減少掠射吸收，并利用反射面給后排提供前次反射聲，彌補后排聲壓級的不足；或做成可升降地面。

　　觀眾區(qū)的挑臺容易對頂棚的反射聲構成遮擋，雖然在聲波衍射作用下，挑臺下部空間在開口附近可接收到低頻反射聲，但缺乏高頻反射聲。挑臺下空間深處的反射聲則更少，這導致聲音豐滿度欠佳，這種音質缺陷稱聲影區(qū)。控制挑臺下部空間開口高度和深度的比值，在挑臺下頂棚及將后墻傾斜做反射面，補充早期反射聲可以改善此缺陷，但效果有限。

　　反射面及擴散體的運用

　　當混響時間較長，聲音的豐滿度上升，其清晰度便會下降，這是音質設計常會遇到的矛盾。選擇最佳混響時間是解決的方法之一，而設置反射面制造反射聲加強直達聲是另一種兩全方法，這同時滿足了觀眾對聲音的豐滿度與清晰度的要求。但要注意盡可能制造有益于音質表現(xiàn)的早期反射聲，減少延時反射聲，還有保證觀眾區(qū)的前中座接收到充足的早期反射聲。

　　頂棚算是觀眾區(qū)較大的反射面。從聲線分布看，鋸齒式、擴散體式、浮云式三類頂棚能給全區(qū)尤其是前中座提供充足的早期反射聲，其平面形狀的選擇自由度也較大。而平面式、折線式、弧面式三類頂棚則會將大部分聲音反射至后中座，令前排缺少反射聲。因此，此三類頂棚需要加入側墻的反射聲作用。除了頂棚，反射面也可設置于側墻下部、后墻上部等位置。有需要時，跌落式挑臺的欄板、觀眾區(qū)分割隔斷也可作為專設側向反射板。善用各方位反射面可以滿足對音質要求同樣嚴格卻體型各異的廳堂。

　　然而，各反射面提供的定向反射聲容易造成音質生硬感。這便需要擴散體進行多方位的散射，既減輕音質生硬感，又保證觀眾區(qū)每個座位之間不存在明顯聲壓級差，保持了室內聲場均勻。擴散體可以設置在側墻上或懸掛在天花上，一般為大小不一的體塊或是凹凸不平的墻面。例如：鋸齒形墻面或墻面裝飾、凸出的包廂，甚至外露的結構部件等等。像前文提到的歐洲古典劇院，其優(yōu)美的音質，除了得益于廳堂的體型設計，也得益于其室內的裝修處理(包廂、繁復裝飾)所產(chǎn)生的聲擴散。

　　細節(jié)處的噪聲控制

　　歌劇院、音樂廳的聲學設計要點？音樂廳、劇院的表演廳堂對室內背景噪聲的要求很嚴格，因為不同程度的噪聲會影響低頻聲的傳播。觀演建筑的噪聲控制分為建筑噪聲控制及室內噪聲控制。建筑噪聲控制首先涉及到建筑位置的選擇，一是盡可能遠離噪聲與振動源；二是要進行選地環(huán)境噪聲、振動測量及仿真預測。賽賓，觀演建筑建設領導品牌。如此，能為建筑圍護結構的隔聲需要提供設計依據(jù)，達到控制室內噪聲的需要及標準。而室內噪聲控制是針對表演廳堂內部噪聲振動源的處理。主要包括空調設備、給排水設備、變壓器、機電房，某些燈光、舞臺機械設備，甚至相鄰區(qū)域空間通過空氣或固體(墻面、天花、地面)傳聲傳入的噪聲和振動等，這都會對表演廳堂的安靜需求造成干擾。

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