海南省文化艺术中心剧场建声设计

王 峥，陈金京

（北京市建筑设计研究院 声学工作室，北京 100045）

海南省文化艺术中心剧场建声设计

王 峥，陈金京

（北京市建筑设计研究院 声学工作室，北京 100045）

概要介绍海南省文化艺术中心剧场观众厅及舞台的建筑声学设计。

海南省文化艺术中心；剧场；混响时间；反射声；声扩散

1 建筑概况

海南省文化艺术中心为国家投资的省级重点项目，是海南省文化公园的重要组成部分，包括剧场、演出辅助用户、排练房等功能建筑，总建筑面积22 976.8 m2。该中心位于海口市国兴大道南海南省文化公园南侧，与位于西侧的省数字化图书馆、东侧的省博物馆共同构成了海南省省级文化中心。

海南省文化艺术中心剧场为一个多功能剧场，主要功能为大型文艺演出使用，同时满足交响乐、歌剧、舞剧、会议等多功能使用的要求。

剧场观众厅平面大致呈钟形，包括池座和二层楼座，楼座延伸至侧墙形成跌落包厢；可容纳坐席1 213座，其中池座927座，二层楼座286座。观众厅有效容积约9 800 m3，每座容积为8.1 m3/座。剧场的几何特征参数见表1，剧场的平、剖面见图1。

2 声学设计指标

根据海南省文化艺术中心剧场的用途、容积、规模以及相关设计规范，确定剧场的声学设计指标如下：

2.1 混响时间（RT，s）

中频（500 Hz ～ 1 kHz）满场混响时间为1.4 s，观众厅的混响时间频率特性应满足低频（125 Hz ～ 250 Hz）为中频的1.1 ～ 1.2倍，高频（2 kHz ～ 4 kHz）为中频的0.8 ～ 0.9倍。

表1 剧场的几何特征参数如下

图1 大剧院平剖面图

2.2 声场不均匀度（ΔLp，dB）

ΔLp≤ 8 dB。

2.3 明晰度（C50（3），C80（3），dB）

在以自然声为主的交响乐及室内乐演出时，C80（3）为0 dB ～ -4 dB；在综艺类演出、话剧演出、会议、歌剧演出时，C50（3）为2 dB ～ -2 dB。

2.4 早期反射声时延间隙（ΔtI，ms）

池座中央位置：ΔtI≤ 30 ms。

2.5 噪声限值（N，dB（A））

背景噪声：N ≤ 25 dB（A），噪声评价曲线NR20；空调运行时：N ≤ 30 dB（A），噪声评价曲线NR25。

2.6 没有音质缺陷

没有回声、颤动回声和声聚焦等音质缺陷。

3 观众厅的音质设计

观众厅音质设计的主要任务是解决声场分布、声扩散、早期反射声分布、混响时间控制、响度和消除音质缺陷等问题。

3.1 反射声设计

对于多功能剧场来说，自然声音乐演出是必须考虑的主要功能，而对于自然声演出，除了要求较长的混响时间外，丰富的早期反射声也是保证音质良好的重要因素。对于一般的剧场，观众席池座边区、后区以及楼座等区域由于距侧墙、后墙以及吊顶等声反射面较近，容易获取较丰富的反射声，但池座中前区由于距各界面都较远，比较难以获得早期反射声，所以，在进行反射声设计时应主要考虑为池座中前区的观众席提供早期反射声。在自然声演出时，声源主要是演出人员，其位置在舞台上；而电声演出时，声源主要是扬声器，其位置在舞台上方的音桥。且在自然声演出时，更需要丰富的早期反射声，所以，在进行反射声设计时，声源设定在舞台中央距大幕线1 m的位置，而反射声覆盖区域主要考虑池座的中前区。为此，采取了以下措施：

（1）在台口两侧设置了八字形墙面，该墙面能够为池座前部侧区及中部中区坐席提供早期侧向反射声。

（2）将观众厅前门后的斜墙设计成凸弧形，一方面有利于扩散，一方可以为池座中部提供早期侧向反射声。

（3）在观众厅后部两侧设置了两个单独的区域，其标高高于中间区域（简称高台区域），并在这两个区域外围设置了反射的弧形栏板。这种布置可以有效地使相对较宽的观众厅池座分隔成相对较窄的区域，缩短观众席中区距反射界面的距离，从而使得池座观众席中部可以获得较丰富的早期反射声，同时，也丰富了观众厅的空间形式。

（4）利用舞台上方音桥下部的弧形面作为反射面，为观众厅池座提供反射声。

（5）将观众厅吊顶设计成阶梯形弧形吊顶，可以为楼座提供反射声。

通过上述措施，在观众厅池座可以获得较丰富的早期反射声。图2为观众厅前区一次反射声分布图。

图2 观众厅池座反射声分布图

3.2 扩散设计

良好的扩散对于提高观众厅的音质效果及消除可能产生的音质缺陷，具有十分重要的作用，为此，在观众厅中采取了如下扩散措施。

（1）将观众厅楼座和包厢的栏板以及池座后区两侧高台区域的栏板设计成大尺寸的凸弧形，在观众厅内形成大体量声扩散结构，有利于观众厅内扩散声场的形成，图3为包厢栏板和池座高台区域栏板的扩散形式。

（2）将观众厅两侧由二层挑出的耳光室设计成深入观众厅的凸弧形扩散体，有利于观众厅内扩散声场的形成。图4为耳光室扩散形式。

（3）观众厅的吊顶采用阶梯形弧形反射板，不仅向整个观众席提供近次反射声，还起到声扩散的作用，增加了声场的扩散度。图5为观众厅吊顶的扩散形式。

（4）观众厅的两个侧墙为平行墙，容易出现颤动回声，但由于混响时间控制的要求，不能完全设计成吸声墙面，所以，结合装修设计，将观众厅的侧墙设计成横向棱齿形的扩散墙面，在消除可能产生的声学缺陷的同时，也有利于扩散声场的形成。图6为观众厅侧墙的横向棱齿形扩散构造形式，图7为侧墙横向棱齿形扩散构造图。

3.3 混响时间的控制

根据混响时间设计指标，观众厅的各主要界面采用如下材料和构造：

（1）台口前侧墙是向观众席提供早期反射声的最佳部位，所以，采用了木质板材反射构造。

图3 包厢栏板和池座高台区域栏板的扩散形式

图4 耳光室扩散形式

图6 观众厅侧墙的横向棱齿形扩散构造形式

图5 观众厅吊顶的扩散形式

图7 观众厅侧墙的横向棱齿形扩散构造

图8 观众厅侧墙和后墙平墙面木质吸声板吸声构造

图9 观众厅后墙棱齿形木质吸声板墙面吸声构造

图10 舞台穿孔FC板吸声构造

（2）观众厅挑出的耳光室墙面、池座高台区域栏板、挑台和包厢栏板主要作为扩散体，所以采用了木质板材反射构造。

（3）观众厅一、二层侧墙中部的棱齿形扩散墙面主要起扩散作用，所以，采用了木质板材反射构造。

（4）观众厅吊顶为连续的弧形反射板，主要起扩散和反射作用，所以，采用了GRG成型石膏板反射构造。

（5）观众厅侧墙下部和上部的平墙面采用木质吸声板吸声构造，其吸声构造见图8。

（6）观众厅后墙面（包括弧形墙面）容易产生声学缺陷，所以，无论是中部的棱齿形扩散构造还是上下部的平墙面均采用木质吸声板吸声构造，其棱齿形扩散吸声构造见图9。

（7）观众厅座椅采用软椅。

根据计算，观众厅各界面采用上述装修材料和构造后，混响时间可以达到设计指标。

4 舞台声学设计

由于舞台空间巨大，与观众厅形成耦合空间，如果混响时间过长，过多的混响声就会回灌到观众厅内，因此，舞台墙面应做吸声处理，处理范围：主台和侧台的周墙，从舞台台面到舞台一层天桥下布置吸声构造，可采用穿孔FC板吸声构造。图10为舞台墙面吸声构造。

大剧院在完工后由中国建筑科学院物理所进行了声学测试，各项指标基本满足设计要求，使用效果良好。

（编辑 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