海南省文化藝術中心劇場建聲設計

王 崢，陳金京

（北京市建筑設計研究院 聲學工作室，北京 100045）

海南省文化藝術中心劇場建聲設計

王 崢，陳金京

（北京市建筑設計研究院 聲學工作室，北京 100045）

概要介紹海南省文化藝術中心劇場觀眾廳及舞臺的建筑聲學設計。

海南省文化藝術中心；劇場；混響時間；反射聲；聲擴散

1 建筑概況

海南省文化藝術中心為國家投資的省級重點項目，是海南省文化公園的重要組成部分，包括劇場、演出輔助用戶、排練房等功能建筑，總建筑面積22 976.8 m2。該中心位于?？谑袊d大道南海南省文化公園南側，與位于西側的省數字化圖書館、東側的省博物館共同構成了海南省省級文化中心。

海南省文化藝術中心劇場為一個多功能劇場，主要功能為大型文藝演出使用，同時滿足交響樂、歌劇、舞劇、會議等多功能使用的要求。

劇場觀眾廳平面大致呈鐘形，包括池座和二層樓座，樓座延伸至側墻形成跌落包廂；可容納坐席1 213座，其中池座927座，二層樓座286座。觀眾廳有效容積約9 800 m3，每座容積為8.1 m3/座。劇場的幾何特征參數見表1，劇場的平、剖面見圖1。

2 聲學設計指標

根據海南省文化藝術中心劇場的用途、容積、規模以及相關設計規范，確定劇場的聲學設計指標如下：

2.1 混響時間（RT，s）

中頻（500 Hz ～ 1 kHz）滿場混響時間為1.4 s，觀眾廳的混響時間頻率特性應滿足低頻（125 Hz ～ 250 Hz）為中頻的1.1 ～ 1.2倍，高頻（2 kHz ～ 4 kHz）為中頻的0.8 ～ 0.9倍。

表1 劇場的幾何特征參數如下

圖1 大劇院平剖面圖

2.2 聲場不均勻度（ΔLp，dB）

ΔLp≤ 8 dB。

2.3 明晰度（C50（3），C80（3），dB）

在以自然聲為主的交響樂及室內樂演出時，C80（3）為0 dB ～ -4 dB；在綜藝類演出、話劇演出、會議、歌劇演出時，C50（3）為2 dB ～ -2 dB。

2.4 早期反射聲時延間隙（ΔtI，ms）

池座中央位置：ΔtI≤ 30 ms。

2.5 噪聲限值（N，dB（A））

背景噪聲：N ≤ 25 dB（A），噪聲評價曲線NR20；空調運行時：N ≤ 30 dB（A），噪聲評價曲線NR25。

2.6 沒有音質缺陷

沒有回聲、顫動回聲和聲聚焦等音質缺陷。

3 觀眾廳的音質設計

觀眾廳音質設計的主要任務是解決聲場分布、聲擴散、早期反射聲分布、混響時間控制、響度和消除音質缺陷等問題。

3.1 反射聲設計

對于多功能劇場來說，自然聲音樂演出是必須考慮的主要功能，而對于自然聲演出，除了要求較長的混響時間外，豐富的早期反射聲也是保證音質良好的重要因素。對于一般的劇場，觀眾席池座邊區、后區以及樓座等區域由于距側墻、后墻以及吊頂等聲反射面較近，容易獲取較豐富的反射聲，但池座中前區由于距各界面都較遠，比較難以獲得早期反射聲，所以，在進行反射聲設計時應主要考慮為池座中前區的觀眾席提供早期反射聲。在自然聲演出時，聲源主要是演出人員，其位置在舞臺上；而電聲演出時，聲源主要是揚聲器，其位置在舞臺上方的音橋。且在自然聲演出時，更需要豐富的早期反射聲，所以，在進行反射聲設計時，聲源設定在舞臺中央距大幕線1 m的位置，而反射聲覆蓋區域主要考慮池座的中前區。為此，采取了以下措施：

（1）在臺口兩側設置了八字形墻面，該墻面能夠為池座前部側區及中部中區坐席提供早期側向反射聲。

（2）將觀眾廳前門后的斜墻設計成凸弧形，一方面有利于擴散，一方可以為池座中部提供早期側向反射聲。

（3）在觀眾廳后部兩側設置了兩個單獨的區域，其標高高于中間區域（簡稱高臺區域），并在這兩個區域外圍設置了反射的弧形欄板。這種布置可以有效地使相對較寬的觀眾廳池座分隔成相對較窄的區域，縮短觀眾席中區距反射界面的距離，從而使得池座觀眾席中部可以獲得較豐富的早期反射聲，同時，也豐富了觀眾廳的空間形式。

（4）利用舞臺上方音橋下部的弧形面作為反射面，為觀眾廳池座提供反射聲。

（5）將觀眾廳吊頂設計成階梯形弧形吊頂，可以為樓座提供反射聲。

通過上述措施，在觀眾廳池座可以獲得較豐富的早期反射聲。圖2為觀眾廳前區一次反射聲分布圖。

圖2 觀眾廳池座反射聲分布圖

3.2 擴散設計

良好的擴散對于提高觀眾廳的音質效果及消除可能產生的音質缺陷，具有十分重要的作用，為此，在觀眾廳中采取了如下擴散措施。

（1）將觀眾廳樓座和包廂的欄板以及池座后區兩側高臺區域的欄板設計成大尺寸的凸弧形，在觀眾廳內形成大體量聲擴散結構，有利于觀眾廳內擴散聲場的形成，圖3為包廂欄板和池座高臺區域欄板的擴散形式。

（2）將觀眾廳兩側由二層挑出的耳光室設計成深入觀眾廳的凸弧形擴散體，有利于觀眾廳內擴散聲場的形成。圖4為耳光室擴散形式。

（3）觀眾廳的吊頂采用階梯形弧形反射板，不僅向整個觀眾席提供近次反射聲，還起到聲擴散的作用，增加了聲場的擴散度。圖5為觀眾廳吊頂的擴散形式。

（4）觀眾廳的兩個側墻為平行墻，容易出現顫動回聲，但由于混響時間控制的要求，不能完全設計成吸聲墻面，所以，結合裝修設計，將觀眾廳的側墻設計成橫向棱齒形的擴散墻面，在消除可能產生的聲學缺陷的同時，也有利于擴散聲場的形成。圖6為觀眾廳側墻的橫向棱齒形擴散構造形式，圖7為側墻橫向棱齒形擴散構造圖。

3.3 混響時間的控制

根據混響時間設計指標，觀眾廳的各主要界面采用如下材料和構造：

（1）臺口前側墻是向觀眾席提供早期反射聲的最佳部位，所以，采用了木質板材反射構造。

圖3 包廂欄板和池座高臺區域欄板的擴散形式

圖4 耳光室擴散形式

圖6 觀眾廳側墻的橫向棱齒形擴散構造形式

圖5 觀眾廳吊頂的擴散形式

圖7 觀眾廳側墻的橫向棱齒形擴散構造

圖8 觀眾廳側墻和后墻平墻面木質吸聲板吸聲構造

圖9 觀眾廳后墻棱齒形木質吸聲板墻面吸聲構造

圖10 舞臺穿孔FC板吸聲構造

（2）觀眾廳挑出的耳光室墻面、池座高臺區域欄板、挑臺和包廂欄板主要作為擴散體，所以采用了木質板材反射構造。

（3）觀眾廳一、二層側墻中部的棱齒形擴散墻面主要起擴散作用，所以，采用了木質板材反射構造。

（4）觀眾廳吊頂為連續的弧形反射板，主要起擴散和反射作用，所以，采用了GRG成型石膏板反射構造。

（5）觀眾廳側墻下部和上部的平墻面采用木質吸聲板吸聲構造，其吸聲構造見圖8。

（6）觀眾廳后墻面（包括弧形墻面）容易產生聲學缺陷，所以，無論是中部的棱齒形擴散構造還是上下部的平墻面均采用木質吸聲板吸聲構造，其棱齒形擴散吸聲構造見圖9。

（7）觀眾廳座椅采用軟椅。

根據計算，觀眾廳各界面采用上述裝修材料和構造后，混響時間可以達到設計指標。

4 舞臺聲學設計

由于舞臺空間巨大，與觀眾廳形成耦合空間，如果混響時間過長，過多的混響聲就會回灌到觀眾廳內，因此，舞臺墻面應做吸聲處理，處理范圍：主臺和側臺的周墻，從舞臺臺面到舞臺一層天橋下布置吸聲構造，可采用穿孔FC板吸聲構造。圖10為舞臺墻面吸聲構造。

大劇院在完工后由中國建筑科學院物理所進行了聲學測試，各項指標基本滿足設計要求，使用效果良好。

（編輯 潘 浪）

Summary of Acoustical Design for Theater of Hainan Cultural and Artistic Center

WANG Zheng, CHEN Jin-jing
(Acoustical Atelier, Beijing Institute of Architectural Design, Beijing 100045, China)

Theater of Hainan Cultural and Artisitic Center is a multi-function hall. This article will give brief introduction of the acoustical design for the Theater and our experiences during the design.

Hainan Cultural and Artistic Center; theater; reverberation time; ref l ect sound; sound diffusion

10.3969/j.issn.1674-8239.2011.04.010