介紹南通大劇院1600座歌劇廳聲學(xué)設(shè)計(jì)，包括聲學(xué)指標(biāo)、設(shè)計(jì)過程、用材要求和測試結(jié)論，闡述南通大劇院歌劇廳擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制要點(diǎn)。

　　歌劇廳通常是城市文化生活的地標(biāo)，筆者有幸在此設(shè)計(jì)領(lǐng)域工作多年，參與建造了一座座嶄新的歌劇廳。本文借助南通大劇院1 600座歌劇廳(以下簡稱：歌劇廳)，總結(jié)大劇院歌劇廳擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)手法，以便為下一個(gè)新地標(biāo)做的更好打下基礎(chǔ)。

　　一、功能定位

　　建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是廳堂的功能定位，歌劇廳容座1600座，主要承接國內(nèi)高水平的大型歌劇、舞劇、大型綜藝晚會(huì)演出并兼顧交響樂、室內(nèi)樂、合唱等演出和兩會(huì)的需要，具備承接演出團(tuán)隊(duì)演出的基本功能和條件。歌劇廳內(nèi)景見圖1、圖2。

歌劇廳竣工照

　　二、主要建筑聲學(xué)技術(shù)指標(biāo)

　　? 中頻滿場混響時(shí)間 RT：1.4 s～1.6 s

　　? 混響時(shí)間頻率特性：

　　低頻比重 BR：1.1～1.3;高頻混響比：0.8～1.0

　　? 早期衰變時(shí)間 EDT：1.5 s～1.9 s

　　? 音樂明晰度 C80,3 (空?qǐng)?：1.0～3.0

　　? 中頻聲場力度 Gmid ：-1.0 dB～2.0 dB

　　? 低頻聲場力度 G125 ：-1.05 dB～2.3 dB

　　? 本底噪聲：NR 25曲線

　　? 每座容積：7 m 3 /座～9 m 3 /座

　　? 廳內(nèi)任何位置上不得出現(xiàn)回聲、多重回聲、顫動(dòng)回聲、聲聚焦和共振等聲學(xué)缺陷。

　　三、觀眾廳體量和體型分析

　　根據(jù)統(tǒng)計(jì)研究，音質(zhì)效果的好壞與觀眾廳體量和體型關(guān)系密切，因此在音質(zhì)計(jì)算前，首先對(duì)歌劇廳觀眾廳的體量和體型做了分析，并進(jìn)行聲學(xué)優(yōu)化。

　　3.1 觀眾廳體量分析

　　選取了功能定位接近、座位數(shù)接近、音質(zhì)效果優(yōu)秀的沈陽盛京大劇院(1800 座)和無錫大劇院(1600 座)進(jìn)行了平剖面對(duì)比。同時(shí)計(jì)算歌劇廳的每座容積。

　　根據(jù)與成熟觀眾廳的平面和剖面的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)本觀眾廳側(cè)墻前部間距略寬，這樣的話，初始時(shí)延間隙ITDG偏長，親切感稍低。因此聲學(xué)建議設(shè)置八字墻，有效縮小側(cè)墻前部間距，保證歌劇廳有良好的親切感。參見圖3和圖4。

　　觀眾廳的寬度和高度合適;每座容積8.8 m3/座，觀眾廳體積合適。

　　3.2 觀眾廳體型分析

　　觀眾廳墻面和頂面的造型都需進(jìn)行嚴(yán)格、細(xì)致的聲學(xué)分析，采用二維和三維結(jié)合的手段，多次分析和優(yōu)化室內(nèi)造型的角度和形狀，終的觀眾廳具有均勻和完備的頂面和墻面反射聲，參見圖5和圖6。

圖5 歌劇廳二維聲線分析

圖6 歌劇廳三維聲線分析

　　四、音質(zhì)計(jì)算和各界面用材的聲學(xué)要求

　　4.1 音質(zhì)計(jì)算和音質(zhì)模擬

　　體量和體型分析優(yōu)化后，對(duì)觀眾廳進(jìn)行混響時(shí)間計(jì)算和Odeon計(jì)算機(jī)聲場模擬工作，確保用材都有明確的聲學(xué)要求;確保音質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)得以嚴(yán)格把控。Odeon模擬的部分結(jié)論參見圖7、圖8和圖9。

圖7 T30(滿場500 Hz、1 000 Hz)模擬結(jié)果

　　4.2 各界面用材的聲學(xué)要求

　　根據(jù)音質(zhì)計(jì)算和Odeon音質(zhì)模擬，觀眾廳用材聲學(xué)要求如下：除了座椅、各類開口(面光、耳光、音響)，頂面采用擴(kuò)散措施，材料為面密度 50 kg/m2的GRG板;墻面采用擴(kuò)散措施，材料為面密度40 kg/m2的GRG板;地面采用實(shí)貼木地板。舞臺(tái)墻面采用吸聲措施。室內(nèi)圖中嚴(yán)格落實(shí)聲學(xué)顧問要求，這是音質(zhì)成敗的關(guān)鍵。

　　五、隔聲和消聲控制

　　音質(zhì)設(shè)計(jì)以外，聲學(xué)設(shè)計(jì)還有隔聲設(shè)計(jì)和消聲控制兩個(gè)重要部分。隔聲設(shè)計(jì)部分，歌劇廳的圍護(hù)構(gòu)造的做法都經(jīng)過聲學(xué)理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)評(píng)估的，確保歌劇廳內(nèi)外不會(huì)互相影響，隔聲控制圖參見圖10。

圖10 歌劇廳隔聲控制圖

　　消聲控制部分，對(duì)不利機(jī)組進(jìn)行消聲計(jì)算，在管道上添加消聲措施，嚴(yán)控機(jī)組噪聲過多地傳入歌劇廳，確保歌劇廳有一個(gè)安靜的環(huán)境。消聲計(jì)算示意參見表1。

　　六、聲學(xué)測試結(jié)論

　　經(jīng)過嚴(yán)格細(xì)致的設(shè)計(jì)把控和現(xiàn)場把控，竣工后，進(jìn)行歌劇廳(空?qǐng)?聲學(xué)檢測，終測試數(shù)據(jù)都在聲學(xué)目標(biāo)范圍內(nèi)，參見測試數(shù)據(jù)匯總表2、數(shù)據(jù)結(jié)果分析表3和圖11。

圖11 歌劇廳T30(觀眾廳)混響時(shí)間頻率特性曲線圖

　　此時(shí)此刻，南通大劇院的1600座歌劇廳已經(jīng)竣工綻放，遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去猶如紫瑯湖畔的一顆璀璨的文化明珠，熠熠生輝。此文通過對(duì)歌劇廳聲學(xué)設(shè)計(jì)的總結(jié)，為未來建設(shè)更多“聽得好”的歌劇劇場做好準(zhǔn)備。

選自 《演藝科技》2022年第三期 夏 媛《南通大劇院歌劇廳聲學(xué)設(shè)計(jì)解析》。轉(zhuǎn)載：演藝科技傳媒。更多詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參閱《演藝科技》。