大劇院建筑聲學的創新應用

謝周時

摘? ? 要：本文針對大劇院建筑聲學中的創新應用進行了深入的分析。如音樂廳GRC聲擴散裝飾板的應用、戲劇場MLS聲擴散墻面的應用、為了避免在下雨天氣劇院出現噪音，應用“蛋殼”底層涂纖維素、在觀眾廳安裝舒適的聲學軟座椅、座椅下送風靜音均流風口的應用、以及在音樂廳的單側安裝透明隔聲玻璃等。

關鍵詞：大劇院;聲學設計;建筑;創新應用

1? 前言

某大劇院的總面積高達十六萬平方米，該劇院舉世聞名，同時通過該劇院也可以更加充分的展現出了我國的科技實力、以及綜合國力，也加快促進了我國文化藝術事業的迅速發展，在一定程度上受到了高度的重視。大劇院不僅建筑設備、形式、以及結構等方面較為新奇，而且在建筑聲學設計的應用上了也有很多的創新。在大劇院建筑聲學設計實施的過程中，主要是法國CSTB研究所為主要設計，然后由清華大學建筑學院有效的配合法國CSTB研究所完成實驗研究、深化設計、以及理論計算等相關工作。基于此，本文將針對大劇院相關建筑聲學的新手段、新方法進行了闡述。

2? 避免雨季出現噪音，應用“蛋殼”底層噴涂纖維

大劇院有著極其龐大的“蛋殼”屋蓋，為了避免對結構荷載造成影響，該劇院在屋蓋上應用了鈦金屬進行裝飾。鈦金屬裝飾雖然有著一定的優勢，但是其中也存在著一些問題，如：在下雨天氣時，雨點和金屬屋面的撞擊會導致室內產生一定的雨噪聲。針對這種現象，清華大學建筑物理實驗對雨躁聲的隔絕、以及屋蓋結構的空氣聲隔聲進行了深入的研究，通過多次的研究實驗，最終提出了可行性方案并且進行了實施。將25毫米厚度的K-13纖維素吸聲材料噴涂在屋蓋底層，以此來避免雨季出現雨躁聲。根據實驗標明，在未實施該方案時，屋蓋空氣聲隔聲量僅僅在Rw=37dB。但是噴涂25毫米厚度的K-13纖維素吸聲材料之后，其隔聲性能則提升至Rw=47dB。當雨強為1mmmin的大雨時，雨滴撞擊屋蓋面的隔聲量則達到Lpn，w=40dB，劇院大廳室內的噪聲則不超出25dB（A）。由此可見，在屋蓋面涂抹25毫米厚度的K-13纖維素吸聲材料能夠在很大程度上提升隔聲性能，其主要原因是首先，當纖維素噴涂在厚鋼板上時，可以達到實現聲阻尼作用，不僅針對鋼板的震動模式有所改變，而且對于中低頻的隔聲性能也有了一定的提升;其次，纖維素材料是較密實的顆粒狀且較為粘稠，因此，在噴涂之后，會起到一定的密封的效果。除此之外，纖維素噴涂材料也有著極其完善的吸聲性能。根據相關實驗表面，噴涂完25毫米厚的纖維素之后，其降噪系數NRC達到0.75。將纖維素噴涂在大劇院的屋蓋面上，可以在很大程度上降低大廳內的混響，進而加強提升了語言的清晰度。另外，噴涂纖維素還有著極其完善的保溫隔熱效果，尤其在建筑節能效果上更為顯著。纖維噴涂吸聲材料在國外較為先進的國外已經應用的越來越廣泛，但是我國大劇院是第一次使用這種材料。由于纖維噴涂吸聲材料有著環保、防火、完善的聲學、方便施工等優勢，在后期一定會有這更加長遠穩定的發展。

3? 音樂廳安裝GRC聲擴散裝飾板的分析

經過各大升學家對音樂廳設計的研究，其對于聲擴散的重要意義有了高度的重視。根據聲學家對維也納金色大廳的研究表明，其音質效果的完善，主要是因為頂面藻井造型和墻面上的浮雕，所產生的聲擴散。將4厘米厚度的GRC，也就是所謂的增強纖維水泥成型版，應用在在音樂廳的頂棚、以及墻面。頂棚上的GRC裝飾在視覺上其效果屬于較為凌亂的溝槽，而側墻GRC的表面則是起伏的現象，其這種造型主要是為了起到擴散反射聲音的作用。平面反射的聲音和鏡子所差無幾，如果部分區域聲音的強烈反射，會對整個音質有著重中之重的影響，擴散反射和被磨毛的烏玻璃有相同的特點，其不僅聲音反射的更加柔和、均勻，而且通過GRC板，也能科學合理的避免出現低頻吸收的現象，進而加強提升了廳內的低頻混響時間，使得大提琴、管風琴、以及大管等低音效果的設備更加具有震撼力。除此之外，將和歌劇院墻面相同的柵狀間隔的MLS擴散墻面應用在舞臺的側，這樣不僅能擴散反射來自舞臺的聲音，而且也能為演出者提供極其完善的聽聞效果，最終使得表演團隊的表演水平有所提升。

4? 大劇院金屬透生裝飾網的應用

長時間以來，設計師對于劇院的體型問題有所苦惱。長方體型的劇院雖然方便反射聲音，并且其音質效果更加顯著，但是視覺效果過于傳統;橢圓形的劇院雖然會促使聲音聚焦的效果更好，音質卻不如長方體型的劇院，但是其視覺效果卻要更為完善。將透聲裝飾網安裝在劇院的墻面上，可以有效的解決室內聽覺效果和視覺效果上存在的問題。該透生裝飾網為金色網狀，且形狀呈弧形，其不僅看上去和墻所差無幾，而且也可以穿透聲音。再加上由于該裝飾網為弧形，且其后面為長方形的墻體，如此一來，便會使得聽覺效果為長方形、視覺效果為弧形。為了加強提升金屬透聲網的實際效果，并且避免大音量的劇場揚聲器因為出現共振，而出現的異響，在實際施工之前，應先安裝不小于二十平方米的墻面進行實驗，通過聲學測試合格以后，方可進行實際的施工。

5? 劇院木裝飾板頂層混凝土的覆層

劇院的頂棚應是通過實木板進行拼裝組成的，可以將體積較大的橢圓形燈帶安裝在其中，通過側墻金色網的照耀，會使的廳內古典而不識別致。同時，為了避免頂棚因為木板而出現的不良低頻吸收，在實際施工的過程中，應以頂棚作為模版，在模版上澆筑4厘米厚度的混凝土，如此一來，不僅使其重量有所提升，而且也在很大程度上加強提升了低頻反射的實際效果。

6? 觀眾廳的聲學軟座椅

某劇院在觀眾廳的軟座椅采用的是人體工程學設計，這種舒適的聲學軟座椅，不僅讓觀眾更加舒適、外形優美，而且也在一定程度上有著吸聲的作用。觀眾廳內觀眾所發生的聲音不可忽視，為了對大量觀眾的吸聲量做出控制，聲學座椅的吸聲系數一定要保證符合相關設計要求。無論是座椅的織物面料、軟度的厚度和面積、以及聚氨酯內填料都應經過極其嚴格的審核。如此一來，在符合觀眾廳吸聲設計要求的同時，也能保證座椅在有沒有的情況下，都有著相同的吸聲系數，進而使得觀眾廳內無論是滿場、空場、還是部分上座率等不同觀眾人數下，都能達到統一的室內聲學效果。另外，該劇院在批量生產聲學軟座椅階段，僅僅事先預定了18把樣品，并且在清華大學建筑物理實驗室，對其進行了坐人或者空椅的實驗，同時，以吸聲實驗結果為基礎，對其不適當的區域進行科學合理的調整，當其滿足要求后，方正式進行了批量生產。

7? 總結

綜上所述，通過本文對劇院建筑聲學創新應用的分析，想要使劇院的整體效果更加完善，就應在實際施工的過程中，不僅要以相關要求為基礎，而且也需要聲學專家不斷的摸索和研究?；诖?，本文僅針對音樂廳安裝GRC聲擴散裝飾板、金屬透生裝飾網的應用、木裝飾板頂層混凝土的覆層、以及應用“蛋殼”底層噴涂纖維進行了闡述，希望可以為相關工作者提供幫助。

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