上海國際舞蹈中心的建筑聲學設計

夏媛

【摘要】介紹上海國際舞蹈中心大劇院和合成排演中心的建筑聲學設計，包括建筑概況、聲學指標及聲學設計等，并對竣工后的場館進行音質檢測，結果基本滿足設計要求。

【關鍵詞】上海國際舞蹈中心；建筑聲學；聲學指標；混響控制；音質檢測

1項目簡述

上海國際舞蹈中心（“舞蹈中心”）位于上海最大的外籍人士聚居區一一長寧區虹橋地區，基地總面積約39080㎡，地處虹橋路歷史文化風貌保護區核心保護范圍，區位條件優越，南臨延安西路高架，北側為虹橋路，西側為水城南路，與迎賓館隔虹橋路相望，東側為延虹綠地。

舞蹈中心建筑面積約7.5x10⁴㎡，包含1080座的大劇院、291座的合成排演中心、多個排練廳和其他輔助設施，是集演出、展示、教育、培訓及創意創作和研究為一體的大型舞蹈藝術中心。該項目總投資約10.8億元，建筑聲學專項設計由華東建筑設計研究院有限公司聲學及劇院專項設計研究所承擔。2012年9月27日開工建設，2016年10月竣工首演。圖1～圖2為舞蹈中心實景圖。

2大劇院及合成排演中心的建筑概況

2.1大劇院

2.1.1建筑概況

大劇院容座為1080座，廳內建筑尺寸長約33m，寬約27m，平均高約14m。舞臺開口為15.6mx8.9m。池座共21排，起坡4.54m；樓座共11排，起坡4.47m。臺口兩側觀眾廳內設置二道耳光，天花設置二道面光天橋、一道追光。圖3～圖5為大劇院平剖面。

大劇院觀眾廳體積為9 370m³，人均體積為8.7 m³/人。

2.1.2設計構思

大劇院設計中，除了控制合適的體量、合適的人均體積、美觀合理的室內造型效果等常規的設計思路之外，還具有三個特色。

（1）飄逸感的曲面GRG（GlassFiber Reinforced Gypsum，玻璃纖維加強石膏板）天花造型，似小天鵝翩翩起舞的翅膀，流暢優美。從聲學設計角度，帶來全場較為完備的頂面聲反射（圖6）。

（2）墻面的GRG反射板上設計了巖石感肌理效果，似流動的舞姿。從聲學設計角度，帶來豐富的側墻微擴散效果（圖7）。

（3）觀眾廳內設置樓梯，連貫池座和樓座，這是國內劇院首次做這樣的設計。從聲學設計角度，要求盡量避免遮擋側墻反射聲，建議樓梯的扶手和踏步采用鏤空處理，盡量讓反射聲透過（圖8）。

2.2合成排演中心

2.2.1建筑概況

合成排演中心容座為291座，觀眾廳呈扇形，廳內建筑尺寸長約19.6m，寬約21.3m，平均高14.5m。舞臺開口為16.6mx8.0m。觀眾席共13排，起坡5.83m。臺口兩側觀眾廳內設置明裝的耳光燈架，天花設置一道暴露的面光天橋，主擴揚聲器設于臺口前部天花內，為暗藏式，聲控室設于觀眾席后區的中部。圖9、圖10為合成排演中心平剖面。

合成排演中心觀眾廳體積為5321m³，人均體積為18.3m³/人，人均體積偏大，因此，觀眾廳內需多布置吸聲措施。

2.2.2設計構思

合成排演中心的設計為黑匣子劇場的感覺，墻面GRG擴散板似天鵝舞動的翅膀，同時GRG擴散板上有凹凸圓點的微擴散處理（圖11）。

3大劇院及合成排演中心的聲學指標

3.1大劇院

3.1.1使用功能定位

適應多種演出需要，主要滿足歌舞演出、綜合文藝演出等，以電聲為主。

3.1.2聲學指標

（1）中頻滿場混響時間RT：1.2±0.1s

注：低頻有一定提升，中頻基本平直，高頻由于空氣吸聲可適當下跌。

（2）本底噪聲：NR-35

（3）在演出時觀眾廳內任何位置上不得出現回聲、多重回聲、聲聚焦和共振等可識別的聲缺陷。

3.2合成排演中心

3.2.1使用功能定位

適應多種演出需要，戲劇、歌唱、舞蹈、魔術、時裝秀、展覽、會議等，以電聲為主。

3.2.2聲學指標

（1）中頻滿場混響時間RT：1.1±0.1s

（2）本底噪聲：NR-35

（3）在演出時觀眾廳內任何位置上不得出現回聲、多重回聲、聲聚焦和共振等可識別的聲缺陷。

4大劇院及合成排演中心的聲學設計介紹

為了確保大劇院和合成排演中心的音質指標達到設計所預期的要求，首先要控制觀眾廳的體量和平剖面體型。除此之外，還與觀眾廳內各個界面的材料選擇、構造做法以及座椅的吸聲性能都有著十分密切的關系。以下為具體建聲設計的目標要求和技術措施。

4.1合理控制混響時間并有一定的低音比

4.1.1大劇院

根據聲學計算，觀眾廳吊頂采用GRG板（面密度為40kg/㎡）。

側墻為GRG擴散造型板（面密度為40kg/㎡）；后墻為吸聲構造（吸聲板外壓木裝飾條）；欄板采用GRG板（面密度為40kg/㎡）。

觀眾廳地坪采用木地板實貼的方法，木地板和混凝土樓板之間不設木龍骨，即聲學要求不能有空腔。

4.1.2合成排演中心

根據聲學計算，由于排演中心人均體積很大，觀眾廳需要一定的室內吸聲量，1/3面積的吊頂需做吸聲處理，做法為穿孔鋁板+100空腔（內填50mm厚32kg/m³袋裝離心玻璃棉），穿孔鋁板的穿孔率：40%的穿孔鋁板采用4.5%的穿孔率；60%的穿孔鋁板采用20%的穿孔率。

側墻為GRG擴散造型板（面密度為40kg/㎡）；后墻需要做吸聲構造，采用條紋型裝飾木吸聲板。

觀眾廳地坪采用木地板實貼的方法，木地板和混凝土樓板之間不設木龍骨，即聲學要求不能有空腔。

4.2墻面和頂面均具有高擴散性

4.2.1大劇院

大劇院的側墻為波浪形巖石感肌理的GRG擴散板，凹凸深度大于30mm（圖12）。

4.2.2合成排演中心

合成排演中心的側墻涂料與GRG擴散板結合，GRG擴散板上有圓形凹凸擴散處理，凹凸深度大于30mm（圖13）。

5聲學采用的技術手段

為了確保大劇院和合成排演中心的音質效果達到預期的設計目標，音質設計采用了混響控制計算和計算機聲場模擬分析兩種設計技術手段，相互驗證，取長補短，使音質設計更具科學性，音質效果也更有可靠性。

5.1混響控制計算

混響控制計算是廳堂音質設計的主要環節，其目的是要達到設計預定的廳內混響時間及其頻率特性的目標值。其關鍵是如何設計選定廳內聲學材料、構造及配置位置和面積，特別是正確合理地確定廳內各個表面的吸聲系數取值。混響時間的控制計算采用的公式為Eyring公式：

計算表明，大劇院和合成排演中心的混響時間及其頻率特性可以達到設計預定的指標。

5.2計算機聲場模擬分析

計算機聲場模擬分析既可驗證體型設計，還可預測各項音質參量。目前廳堂音質的計算機模擬軟件已經較為成熟，廣泛地應用于廳堂音質設計、音質評價、聲場特性研究等領域。與實物模型（縮尺模型）相比，它克服了模型制作和測試中的困難，而且它的模型的建立和修改快捷，大大節約了時間和費用。特別是在最近十幾年，計算機聲場模擬分析已經成為廳堂良好音質設計中重要的輔助設計技術。聲場的計算機模擬是通過建立實際廳堂的數學模型，然后按幾何聲學法則來模擬聲波在廳堂內的傳播規律。本項目采用的聲學模擬軟件ODEON9.2兼有聲像法和聲線法的功能，并可采用Lambert散射算法，使模擬的過程愈加逼真，計算的結果也更加接近實測值。圖14為大劇場計算機模型內景圖、圖15～圖20為六個聲學參量的部分模擬結果圖（1000Hz）。

6竣工后的音質檢測

2016年8月10日，對大劇院和合成排演中心進行了空場測試，表1為音質參量測試數據。

最終測試結果顯示：

（1）大劇院室內設計方為了美觀度，觀眾廳內吸聲構造面積做多了。原本不需要吸聲措施的側墻，約1/6面積側墻做了吸聲措施，具體做法是穿孔鋁板后填成品袋裝吸聲棉（參見現場照片圖21）。這樣導致觀眾廳混響時間偏短，但混響時間頻率特性還是較好的，即低頻有明顯提升，中頻基本平直，高頻無明顯下跌。并且大劇院全部使用電聲，所以場內的音質效果不錯。

（2）合成排演中心，混響時間合適。本底噪聲由于出風口百葉遮擋，風速過大，經過調整后，達到聲學設計目標。