重慶大劇院大劇場室內聲學測量淺析

張晟鵬，任 勁

（1. 重慶市江北嘴中央商務區開發投資有限公司，重慶 400024；2. 德國米勒貝姆聲學顧問公司，北京 100004）

1 引言

重慶大劇院的概況、建筑設計、聲學設計單位以及聲學設計情況（包括建筑形制、室內聲環境模擬、建筑模型）等，在《重慶大劇院建設聲學設計淺析》（見本刊2010年第2期P33～P37）一文中已經敘述，請查閱參考，本文重點介紹重慶大劇院的聲學測量。

2 大劇場室內聲學測量

室內聲學測量作為劇場類觀演建筑的室內聲學客觀評價的最后階段，不僅對計算機模擬和實物縮尺模型的結果進行驗證，也對建筑聲學裝修（包括座椅）設計及施工進行驗證，是對劇場整體上是否達到設計的室內聲學功能要求的檢驗。測量成果將成為一個劇場建筑形制和聲學設計裝修是否得當的客觀評價依據，也是劇場聲環境整改、完善的設計依據。

負責重慶大劇院大劇場建筑聲學及室內聲學設計的德國米勒貝姆聲學顧問公司分3個階段對室內聲學進行了測量，分別是在施工過程中（劇場內墻、頂面裝修基本完成，池座安裝了383個座椅）測量了劇場空場混響時間；測試性演出期間測量了劇場空滿場混響時間、明晰度、清晰度；工程竣工后測量了劇場空場混響時間、明晰度、清晰度。

重慶大劇院大、中劇場均進行了室內聲學測量，下面將以大劇場為例，對室內聲環境設計成果與室內聲學測量成果進行對比分析。

2.1 室內聲學測量

大劇場室內聲學測量分為3個階段，即施工過程中、測試演出期間以及竣工測量，這3個階段的測量對室內聲學有著不同的意義：施工過程中的測量旨在檢驗計算機模擬和實物縮尺模型的結果，通過測量成果的分析，確定聲學裝修（包括座椅）設計是否得當，明確下一步聲學裝修設計、施工的調整方向；測試演出期間的測量旨在檢驗施工過程中測量所預測并確定的聲學裝修設計、施工的調整方向是否適當，是否需要對局部聲學裝修進行調整以期完全滿足室內聲學設計要求；竣工測量旨在固化劇場的最終室內聲學特性，通過測量成果呈現劇場的客觀聲學性能。

除室內聲學測量外，觀眾以及演員的主觀評價也是劇場室內聲學條件優劣的評價指標。重慶大劇院在測試演出期間和竣工后分別作了多次主觀評價，邀請了聲學專家、文化系統的領導和專家、專業演員以及普通群眾，主觀評價結果基本反映了劇場的真實聲學性能。

2.1.1 測量標準及設備

米勒貝姆公司的測量采用國際標準ISO 3382《根據其它聲學參數測量廳堂混響時間》以及附錄A《通過脈沖響應測量廳堂》。測量儀器及軟件如表1所示。

2.1.2 施工過程中的測量

為了能及時估測重慶大劇院廳堂的混響時間并提出整改意見，2009年4月21日，米勒貝姆公司進行了第一次室內聲學測量。

在第一次測量時，劇場內裝修面基本完工，在池座中部安裝有383個座椅，樓座沒有座椅。防火幕在測試時關閉。劇場內的溫度是21℃，相對濕度是82 %。進行空場測量時，除了測量人員外，廳堂內再無其他人員。因處于施工過程中，測量時地面上仍有較厚的積灰，墻面上還有部分縫隙沒有密封；池座的地面有約70%的面積鋪好了地板；廳堂入口處用反聲的木板密封；舞臺地板還沒有完全完工。

測量過程中，共在舞臺上設置了3個揚聲器的發射點，在池座中一共分布了6個接受點。用無指向性測量揚聲器（其向各個方向的輻射是均勻的）在廳堂內傳輸發射信號（掃頻信號），并用放置在接受點的球形測試傳聲器接受和記錄信號（傳聲器離地1.2 m高，對應于觀眾坐在座椅上耳朵的高度）。通過測試信號和所記錄到的接受信號再加以計算機的輔助可以確定廳堂的脈沖響應h（t），再通過室內脈沖響應計算出各室內聲學參數。

表1 測量儀器及軟件

在劇場內測量的空場混響時間如表2所示。

通過對測量數據的分析，由于廳內座椅僅安裝了極少部分，所以，劇場混響時間明顯偏長。經過計算，依據之前12把座椅混響實驗室測量所測得的結果，當廳內全部座椅安裝完成后，劇場的中頻混響時間約為1.6 s，在預先設定的范圍內，整個廳堂的室內聲學質量應該是良好的。

2.1.3 測試性演出期間的測量

2009年6月16日，米勒貝姆公司在重慶大劇院測試性演出期間進行了室內聲學測量。

此次測量時，劇場內池座和樓座共安裝了1 738個座椅，測點布置、測量方法與第一次完全相同。測量時防火幕是打開的。舞臺大幕根據測量狀況打開或者關閉。滿場測量時約有1 200名觀眾在劇場內，樂隊在樂池內。在滿場測量時，劇場內的溫度是25℃，相對濕度是65 %。在空場測量時，劇場內的溫度是27℃，相對濕度是77 %。

在劇場內測量的空、滿場混響時間如表3所示。

通過對測量數據的分析，設計單位認為“很明顯，廳堂內的測試結果完全符合我們在方案設計和擴初設計階段確定的值。大劇場的混響時間處于國際高水準廳堂的混響時間范圍內，且空滿場差距較小，廳堂的聲學質量是非常理想的。”

2.1.4 竣工測量

重慶大劇院的順利竣工后，為檢驗聲學設計質量，2009年11月16日，米勒貝姆公司在大劇場進行了空場條件下的室內聲學測量，測量場景如圖1所示。

表2 施工過程中測量的大劇場空場混響時間值

表3 測試性演出期間測量的大劇場空、滿場混響時間值

表4 竣工測量的大劇場空場混響時間值

表5 大劇場空場混響時間對比

此次測量過程中，為確定廳堂自身的聲學設計質量，隔絕舞臺對廳堂的影響，降下了防火幕。總共采用了3個聲源點，分布在舞臺上。另外，共采用了12個測點，均勻分布在劇場的右側，因劇場的對稱性，該分布已能詳細描述劇場內聲場分布狀況，聲源及測點分布如圖2所示。劇場內的溫度是21℃，相對濕度是57%。在劇場內測量的空場混響時間如表4所示：

除上述室內聲學參數外，各個測點所得的的脈沖回波圖顯示：劇場內聲場衰減平滑，無5 dB以上突然升起，即無聲聚焦、聲顫抖等聲缺陷。這證明通過實物縮尺模型實驗對大劇場建筑形制及聲學裝修設計的調整是正確的，保證了大劇場良好的音質條件。

2.2 測量數據的評價及分析

2.2.1 混響時間

計算機模擬和實地測量的空、滿場混響時間的對比，如表5～表8和圖3～圖6所示。

通過以上圖表可以得出結論：

（1）空、滿場混響時間的實際測量結果與計算機模擬基本吻合，混響時間低頻提升有力、高頻略微降低，均滿足了設計要求。

（2）空、滿場混響時間在500 Hz～1 kHz時差別不大，也讓演出彩排和正式表演之間的差異不會太明顯。

（3）在2009年6月16日測試性演出時，舞臺大幕關閉，因其吸聲性能，使得所測量的空場混響時間明顯小于2009年11月16日竣工時大廳內防火幕降下時測得的混響時間。在正常演出的情況下，舞臺布景以及幕布會起到吸聲作用，所以6月16日所測得的混響時間值更加貼近實際演出情況的大廳內的混響時間。

2.2.2 其他室內聲學指標

除混響時間外，設計單位對大劇場的明晰度和清晰度進行了測量，如表9所示。根據測量結果：大劇場內聲場不均勻度小于3 dB，聲場分布均勻，說明大廳的體形設計合理；明晰度、清晰度指標也均位于最優范圍之內，可以為觀眾對于樂聲及語言的理解程度提供保障。

表6 大劇場滿場混響時間對比

表7 大劇場計算機模擬空、滿場混響時間對比

表8 大劇場實測空、滿場混響時間對比

表9 大劇場明晰度、清晰度測量平均值

3 小結

目前，重慶大劇院已承接了英國音樂劇《貓》，愛爾蘭踢踏舞《大河之舞》，俄羅斯三大經典芭蕾《天鵝湖》、《睡美人》、《胡桃夾子》等世界經典劇目以及第七屆中國音樂金鐘獎合唱比賽、重慶市第二屆藝術節、第六屆全國話劇優秀劇目展演等80余場演出，劇場的聲環境得到了演出團體、藝術家、演員及觀眾的肯定。