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摘要：经济建设取得一定的成就以后，提高全民族的文化素质成为现今的当务之急，观演类建筑是精神文明建设的重要渠道和窗口。为此，全国各地正兴起修建文化建筑的浪潮。声学设计的不全面，设计方案不出色而影响了剧场的声色质量，给剧场造成一定的损失。因此在剧院厅堂的各类设计中，搞好声学设计显得尤为重要！不同的功能要求，对剧场的声学设计标准有多样适应性的难度，对于声学的设计表现在多方面。
关键词：厅堂建筑；声学设计的要求；标准
观演类建筑包括的范围相当广泛包括：大剧院、音乐厅、戏剧院、影剧院、体育馆、展览等。观演空间对于音质的要求相当苛刻，在厅堂剧院的设计装饰工程中，为了配合音箱系统获得良好的声音效果，基本的声学设计和步骤是必不可少的。因为在这些文化建筑上往往投资巨大，若音质不佳影响演出效果，实乃资源、经费的巨大浪费。注重表演厅堂的形体、容量、地面起坡、边界面的布置和表面处理等要点的设计，是保证剧院室内声学效果的重要支持。例如：要保持声音响度，需要合理的厅堂体型、观众席起坡设计及充足早期反射声；要保持声音的均匀分布，除了合理的体型还需恰当的声扩散处理配合；控制适当的每座容积及吸声、反声的正确选择、室内装修材料的选择、布置则是最佳混响的保证，才能为演出提供最佳的演艺空间！
为表达艺术题材的生动和完美性，要求剧场建筑室内的主要功能具有良好的视觉及听觉。视觉效果容易解决，而良好的听觉涉及到心理及生理等多种因素，包含了人的主观要求和客观评价标准，如声学高音的清晰度、足够的丰满度、总的声压级、混响时间T60等。要想使剧场达到这些要求和标准较困难，需要多方面人员的紧密配合，进行周密的声学设计。剧场厅堂的形状、体积、地面起坡、观众容积、座位排列以及边界面的布置、装饰装修材料的选择和表面处理等，在很大程度上影响着房间的声学效果。
按剧院的演出方式可分为三类：
1.自然声演出；
2.采用电声演出；
3.以自然声演出为主、电声演出为辅。
在剧院厅堂进行声学设计之前，要通过对剧院厅堂的功能和设计的规范要求制定符合剧场环境和质量的声学设计指标和要求。由于每个剧场的设计水平和要求都不尽相同，但是对于剧场声学设计确是大同小异的，它们都追求高质量的音质和高品位的环境。
一个剧场的声学设计主要还包括对噪声的处理，实现声均匀度，解决聚焦、共振反馈等问题以及室内混响的正确计算。声学设计的主要原则有：混合影响，声音扩散性好，没有声聚焦、没有可闻的振动噪声、没有死点声。基于室内声学特性的基本要求，对于剧场的声学设计也提出了相应的要求：声能分布均匀；满足信噪比要求；保证室内各处频率响应均衡；选择合适的自然混响时间。另外方案设计时还要参考有关标准进行设计。
一、剧场的一般要求
（1）目前又回复到数十年前演出以自然声为主的倾向，即演出时不使用扩声系统。自然声演出的音质效果取决于演员和乐器的发声条件（生源的声功率及其指向特征等），厅堂的体积和容量座规模，以及观众厅内演出时的噪音水平（包括各种设备噪音和观众噪音以及户外环境噪音的影响等）。根据已有经验，对于戏曲和话剧客容座以不超过1000座为宜，对于歌剧和舞剧以不超过1400座为宜。如果观众厅的噪音限制不能保证，这个值就要大大的缩小。
（2）观众厅的音质是综合性的，并带有一定的主观性，有些方面目前还缺乏定量指标，只作定性描述。所谓效果就是由各评价量组合而成，例如音质清晰有余，丰满不足。或者是反之，都不能认为是最佳效果。因此要做到恰到好处并不容易，也是声学设计者努力的方向，有些评价量是不能相互替代的，尤其象一些起负面影响的指标，如噪声和回声等的干扰，不能因为均匀度、丰满度良好而得到补偿，即它们的破坏性由自身指标所决定。这里还要说明的是回声和声聚焦等现象以可识别为界限，如不明显就无妨碍。通常认为实验结果中90%以上的人不可识别即认为无影响。
（3）目前我国内对大厅室内装饰设计往往与建筑设计分别进行，而且装修设计人员对美观特别看重，相关的专业知识技术问题有所忽略。再者，一些业主往往以为室内音质问题在建筑设计中已解决，而不知室内装修设计与之关系也是非常密切。故要特别指出在材料和构造方面应考虑声学设计的要求，以免产生声学缺陷。另外，装修设计不能妨碍扩声系统的扬声器布局，包括它们所在位置和扬声器辐射口的装饰，不要为了美观而牺牲听音效果。两者的协调都很重要。
二、观众厅体型及平面设计
作为表演厅堂的最基本的组成部分----观众区，其体型设计是厅堂内部优良音质的先决条件。
自然声演出的厅堂，由于自然声源声功率有限，为确保达到一定的音节清晰度，要控制适当的厅堂容积量。当然，不同类别的声源声功率及厅堂用途，其最大容积量也不同。厅堂的总容积量也决定着观众的吸声量，进而对混响时间产生影响。适当的每座容积既可减少吸声材料的使用，也保证了最佳的混响效果。
而针对观众区容易出现的掠射吸收现象，就必须重视观众席的起坡度尺寸设置。一般情况下，池座前后排高差不小于8cm，楼座前后排高差不小于10cm。如果出于功能需求，观众席必须是水平的，可考虑抬高声源位置减少掠射吸收，并利用反射面给后排提供前次反射声，弥补后排声压级的不足；或做成可升降地面。
观众区的挑台容易对顶棚的反射声构成遮挡，虽然在声波反射作用下，挑台下部空间在开口附近可接收到低频反射声，但缺乏高频反射声。挑台下空间深处的反射声则更少，这导致声音丰满度欠佳，这种音质缺陷称声影区。控制挑台下部空间开口高度和深度的比值，在挑台下顶棚及将后墙倾斜做反射面，补充早期反射声可以改善此缺陷，但效果有限。
（1）从声学上看，观众厅每座容积的确定取决于合适混响时间和观众吸声量，且以不用或少用吸声处理为原则。所以对于歌剧、舞剧场和话剧及戏曲剧场的每座容积给出的范围分别为：4.5--7.5m3/座，4.0--6.0m3/座。这些数值来自经验资料。所取幅度较宽是因为实际条件变化较多。如果超出此建议范围，则要注意，并采用相应措施。故对一般厅堂设计不推荐。
鉴于国内过去的经验大多数来自镜框式舞台，对于伸出式和岛式舞台的观众厅音质经验积累较少，本条所提每座容积要求对比后两者而言就不一定适用。
（2）本条的实施主要依靠观众厅平面、剖面上几何学作图来判断。如今有了CAD声学设计软件，可提供更确切的资料。生源位置通常取大幕中心线的中点，离舞台面高1.5米。
（3）设有楼座的观众厅，如果楼座眺台下得坐席太深（通常以开口净高度H与深度D之比来衡量，该部分坐席就有可能分离成为观众大厅的一个耦合空间，而且这一空间的混响时间往往比观众大厅短。而且，在自然声条件下受生源高度和指向特性等得限制，不易把声音有效地传送进入这一空间，故而对开口的净高度H和深度D之比控制得比用扩声时为大，即不宜太深。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在使用扩声条件下得限制可以放宽，其限度为1：1.5）。
欧洲的古典歌剧院，多采用古典风格的马蹄形过接近马蹄形的“U”形平面。其特点就是容量大、视距短，而设置与周边的层层包厢、繁琐浮雕装饰起到良好的声扩散作用。维也纳国家剧院、巴黎加涅尔歌剧院、伦敦考文特花园皇家歌剧院等均为马蹄形平面。但其缺点事声学处理比较麻烦，容易造成沿边反射，甚至出现声聚焦，且台口两侧的观众视觉效果较差。现在使用的马蹄形式改良版的，台口两侧不在设有观众席，会处理成斜面，增强中前区观众席的侧墙早起反射声，美国的肯尼迪演艺中心便采用此种方法。
现代风格剧院的观众区平面形式则有更多的选择--矩形、钟形、扇形、多边形及复合形等。如法国巴士底歌剧院采用的是钟形；东京新国立歌剧院是矩形和扇形的结合。矩形平面的优点是规律、结构简单，声能分布均匀；但两平行侧墙之间容易产生颤动回声，不过，可通过墙面处理解决。如杭州大剧院便将矩形观众厅的两侧墙面做成锯齿形状，避免可能产生的颤动回声。扇形平面的观众容量较大，但偏远座较多，后排座视距较远。钟形平面与矩形平面基本相似，也可以说是矩形的一种改良形式。其偏座比扇形平面少儿结构可按矩形的处理（相同客容量情况下）。台口两侧逐渐收拢的斜墙为观众区提供了早期反射声。法国巴士底歌剧院、上海大剧院即是这方面的典型例子。
随着音乐、剧目的多样化发展，对剧院表演厅的要求日趋多功能化，要求有灵活变化观众厅容量空间及符合多种需要的声学效果等。由此产生的复合式平面利用高科技实现厅堂进行灵活多变的组合或拆分。但复合形平面多变的空间模式除了建声之外还需要电声系统的配合，且设备和结构等比较复杂，造价昂贵。国外很多现代多功能剧院为适应多种剧目、音乐会的表演需求，多采用此形式。
厅堂剧院建筑包括：音乐厅、会议报告厅、影剧院、体育馆、展览馆等。在厅堂剧院的装饰工程中，为了配合音箱系统获得良好的声音效果，基本的声学设计和处理步骤是必不可少的。
三、厅堂剧院的声学设计标准有哪些？
（1）混响时间在0.8--2.5秒之间——太短则声音干瘪，太长则声音发混、发燥，保证声音清晰，又再现优美音质；
（2）有良好的声扩散——直达声与反射声均匀扩散；无声聚焦，即不存在大面积的弧形反射面使声音聚焦在一处产生过激点；
（3）无房间谐振——即房间长宽高比不成整数，以避免形成有害的房间驻波；
（4）无物体共振——即房间内物体不随声音产生共振，无声污染；
（5）扩散良好，声场均匀；
（6）噪声控制得当，厅内本底噪声足够低。
厅堂剧院进行吸声处理的四大方法：
（1）采用超细吸声玻璃棉；
（2）采用五合板共振吸声结构；
（3）采用石棉吸声天花板；
（4）采用窗帘、木墙裙、木地板、软包、软式家具等自然吸声装饰物。
四、厅堂剧院声学设计的五大要点：
（1）舞台口前侧墙和顶板所构成的反射面应针对观众席前中区获得反射声进行设计；
（2）楼座栏板做扩散设计，形式可采用凸弧形的圆挂面、三角形体、锥状体等；
（3）楼座下的天花应起到加强后座声强的作用，以均匀声场分布，使得离舞台较远的作为同样能获取清晰的声音；
（4）观演厅后墙的装修要根据厅堂的使用功能和演出方式而定。对于自然声演出的音乐厅和歌剧院，后墙应做声反射和扩散处理。而采用扩声系统的厅堂，可以选用吸声构造，同时要防止产生回声；
（5）室内细节处的噪声控制，针对空调、舞台机械、灯光等噪声振动源进行噪声控制处理。
五、细节处的噪音控制
厅堂建筑空间都比较大，所以在设计上尤其是保证其内部声学设计合理位的情况下，吸音材料以及其它的各种声学材料不可缺少，所以合理的设计及材料设备的正确使用才能确保其音质效果，只有了解厅堂上的声学要求和设计方法才能保障有效的音质设计。
厅堂剧院材料的吸音处理法有以下几点：
（1）采用超细吸声玻璃棉；
（2）采用五合板共振吸声结构；
（3）采用石棉吸声天花板；
（4）采用窗帘，木墙裙，木地板，软包，软式家具等自然吸声装饰物。
厅堂音质设计离不开噪声控制问题。这里既有房屋隔声问题，也不可忽略相关设施的噪声控制。小至座椅翻动噪声和门碰撞噪声，大至空调系统噪声，都应考虑。过去建筑设计往往只把注意力集中在观众厅体型、混响时间估算及吸声处理的布置等方面，而忽略噪声控制，其所造成的听音不良后果，更为严重和普遍。建筑噪声控制首先涉及到建筑位置的选择，一是尽可能远离噪声与振动源；二是要进行选地环境噪声、振动测量及仿真预测。而室内噪声控制是针对表演厅堂内部噪声振动源的处理。主要包括空调设备、给排水设备、变压器、机电房，某些灯光、舞台机械设备，甚至相邻区域空间通过空气或固体（墙面、天花、地面）传声传入的噪声和振动等，这都会对表演厅堂的安静需求造成干扰。
总之，声学设计在剧院厅堂设计中起到重要的作用，它贯穿首尾，无论在可调方式、声学构造、装修效果和调控技术等方面，都取得了很大的进展，特别是在调控技术方面，从最初的人工操作到目前的分布式计算机程序控制，达到了国际先进水平，为各类演出达到完美起到重要作用，一座音乐殿堂要获得良好的音质是一个庞大的，包括设计、施工、管理等得集体共同的努力结果。声学设计师需要有良好的专业知识和丰富的工程经验，为完善厅堂剧院的总体设计做出应有的贡献，为我国多厅堂剧院的声学设计开拓了广泛的前景，并以此迎接新世纪的挑战。
参考文献：
[1]《剧院、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》
[2]项端祈 《厅堂声学设计的新进展--剧院可调混响设计的研究与实践》建筑创作。
[3]刘振亚：《现代剧场设计》，中国建筑工业出版社，2000.09
[4]华天礽：《剧场建设中的建筑声学问题》，《音乐艺术—上海音乐学院学报》，2002《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学技术规范》，2005.10
论文作者:范晓刚
论文发表刊物:《基层建设》2016年25期9月上
论文发表时间:2016/12/12
标签：声学论文; 厅堂论文; 剧院论文; 观众论文; 反射论文; 混响论文; 音质论文; 《基层建设》2016年25期9月上论文;