天津市中国大戏院的声学改造

张 兰，马 蕙

（天津大学建筑学院，天津 300072）

演出场馆建设

天津市中国大戏院的声学改造

张 兰，马 蕙

（天津大学建筑学院，天津 300072）

介绍天津市中国大戏院声学改造的主要内容，包括混响时间的调整、体型设计和隔声设计。调整后的大戏院的混响时间更加合理，音质效果更加理想。

中国大戏院；声学改造；音质效果；混响时间

戏曲是中国传统文化形式之一，对人们的精神文化生活产生了重要的影响。近年来，戏曲文化越来越受到重视，戏院的建设和改造项目也越来越普遍。2014年，天津市政府决定重新修缮中国大戏院，在保留传统风格的基础上，改进大戏院的音质效果，为戏剧演出提供高水准的演出场所。

1 项目概况

中国大戏院已有70年的悠久历史，是天津市重点文物保护单位。中国大戏院位于天津市和平区哈尔滨道，紧邻天津市最繁华的金街商业区，总建筑面积达7 824 m2，其中，地上部分7 058 m2，地下部分766 m2。主体建筑由一个大剧场和一个小剧场组成，大剧场分上下两层楼 ，观众厅总容积为7 087 m3，座位数1 075个，每座容积为6.58 m3，大于剧场每座容积的理想值。中国大戏院主要以京剧、评剧演出为主，每年接待演出600余场，是一座使用频率较高的戏剧演出场所。

2 中国大戏院现存的音质问题

中国大戏院经历了多次改造，但仍然存在着一些声学上的不足。通过对大戏院的现有体型进行声线分析（见图1～图2），可以看出以下几个主要问题：

图2 剖面声线分析图

（1）观众厅一层及二层中部座椅处均无侧向反射声，需调整戏院的侧墙体型，以保证充分利用侧向的反射声来增强声音的立体感和空间感；

（2）侧向反射声不均匀，两侧较集中，中部相对缺乏，不均匀的反射声分布会增加厅内声场的不均匀度；

（3）来自天花的反射声分布不均匀，不能覆盖全部的观众席；

（4）一层中后部无天花反射声，二层反射声不均匀。

总之，目前大戏院的观众厅内存在着声场不均匀以及部分区域听音立体感较弱的问题，应当在后期的声学改造中加以改进。

图3 一层和二层混响时间测点图

表1 改造前混响时间测试结果

通过对中国大戏院的声学测试发现，中国大戏院的混响时间偏长，特别是低频混响时间过长（见图3和表1），这样会严重影响厅内的清晰度，使观众听不清唱词和对白。因此，调整混响时间和混响时间相应的频率响应是声学改造的重点。除此之外，经测试，大戏院背景噪声为29.8 dB，虽然符合GB/T 50356-2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》中观众厅和舞台背景噪声限值NR-30的要求，但是这个结果是在所有外部设施停止正常使用的情况下测得的。从现场主观感受来看，大戏院进出口过多，且门的隔声较差，应当在改造中加以适当的隔声设计。

3 音质改造

3.1 隔声设计

中国大戏院地处商业区繁华地带，紧邻城市道路兴安路，周围的施工项目比较多，对大戏院的影响也比较大。因此，为了降低戏剧院的背景噪声，在改造中将观众厅侧墙上的窗户改为双层隔声窗，保证其有40 dB以上的隔声量。其次，为了避免共振的发生，两层玻璃之间采取不平行设计，留有3°～6°的倾斜度。另外，观众厅两侧出入口的门全部换为多层板材的隔声门，并在施工过程中保证门缝的严密程度。

3.2 体型调整

由于中国大戏院的主体结构已经建成，只能在不影响整体结构的前提下，对大厅的体型进行调整。为增加中部的侧向反射声，将耳光室去掉，一层舞台两侧墙体改为弧形（见图4和图5）。为解决天花反射声不均匀和中前部早期反射声不足的问题，结合建筑设计要求对天花体型进行了调整（见图6和图7），使反射声能覆盖整个二层观众席及一层中前部且反射声分布均匀。为了补给一层观众厅后部反射声，将一层挑台前部改为弧形。

3.3 混响设计

中国大戏院改造后观众厅的容积为7 087 m3，座位数为1 203个，每座容积约为5.89 m3。根据厅堂的使用功能和每座容积参数，确定了中国大戏院的最佳混响时间及混响时间频率曲线如表2所示，并结合声线分析和材料选型进行了混响设计。

为保证混响时间满足设计要求，需要在观众厅内各个位置上铺设适当的反射材料或吸声材料。观众厅中前部侧墙的功能以反射声音为主，采用厚度为30 mm的石膏板墙面，墙裙材料选用厚度为18 mm的成品木挂板和厚度为18 mm的细木工板，并使用轻钢龙骨找平。侧墙后部和后墙以吸声为主，采用厚度为9.5 mm的穿孔石膏板墙面（穿孔率为2.55%，穿孔直径为10 mm，孔距为55 mm），墙裙材料为穿孔五夹板加离心玻璃棉。天花前部反射部分采用厚度为30 mm的石膏板吊顶，后部吸声部分采用穿孔石膏板吊顶，二层挑台下天花为带空腔的单层纸面石膏板。通过吸声材料和反射声材料的合理布置来调整混响时间，可以使混响时间降低，尤其是低频混响时间，从而有效改善由于低频掩蔽效应造成的厅内清晰度较差等问题。墙体和天花的材料的布置如图8和图9所示，图中蓝色代表吸声部分，红色代表反射部分。各种材料的具体构造形式如图10所示。

图4 一层和二层平面体型调整后轮廓图

图5 一层和二层平面体型调整后声线分析图

图6 剖面体型调整后轮廓图

图7 剖面体型调整后声线分析图

表2 建议的满场混响时间设计值

图8 墙体材料布置及位置示意图（蓝色代表吸声部分，红色代表反射部分）

图9 天花材料布置及位置示意图（蓝色和紫色代表吸声部分，红色代表反射部分）

4 改造后的声学测试结果

工程竣工后，对中国大戏院进行了声学测试（见图11），数据结果显示基本达到了设计目标。从测试结果（见表3）看出，各个频带的混响时间比改造前均低了0.2 s～0.3 s，特别是低频混响时间大大缩短，一方面混响时间频率响应更加合理，更有利于戏曲的演出；另一方面由于低频混响时间的缩短，使得低频声的衰减更快，减少了低频声对于中高频声音的掩蔽作用，提高了语言的清晰度和音乐的明晰度，实现了对于大戏院声学改造最重要的调整目标。

C80是反映声音特别是音乐明晰度的指标，又称透明度指标指数，表4显示500 Hz、1 kHz、2 kHz的明晰度均值为1.72 dB，说明如果在厅堂中播放音乐，音乐的清晰度很高，同时均值小于2 dB，说明又不缺乏混响感。这种建筑声学条件是非常适合戏曲演出的，既保证了音乐的清晰又实现了音乐的丰满与圆润。D50是反应语言清晰度的指标，从表5中的数据可以看出，500 Hz、1 kHz和2 kHz的D50的均值为0.47，说明语言的清晰度较高，能够保证戏曲对白和唱词的清晰表达，使厅内具备良好的听闻条件。

图10 具体构造示意图

图11 一层和二层混响时间测点分布图

表3 混响时间测试结果

表4 明晰度C80测试结果

从各个代表性的测点的脉冲响应测试结果（见图12和图13）可以看出，在厅内的各个位置上，均有延迟时间小于20 ms的早期反射声，而且早期反射声能量较强，能够增加直达声的力度和声音的亲切感。同时混响声衰减也较均匀，各个测点的音质较均衡。

表5 明晰度D50测试结果

图12 一层和二层脉冲测点分布图

5 结语

中国大戏院是天津市知名的戏剧院之一，是戏迷听戏的重要场所。经过改造后的大戏院混响时间适当、混响时间频率响应合理，厅内的语言清晰度和音乐的明晰度都较高，能够实现与戏曲演出相适应的声学条件，完成了改造的目标。经过专业的声学改造后，中国大戏院为天津市民提供了一个音质效果更佳的文化场所，有利于戏迷们在这里实现对高品质戏曲的欣赏。

图13 脉冲响应测试结果图

[1] GB50118-2010 民用建筑隔声设计规范[S]. 北京：住房和城乡建设部，2011.

[2] 国家建筑标准设计图集. 建筑隔声与吸声构造[M].北京：中国计划出版社，2008.

[3] 中国建筑科学研究院建筑物理研究所. 建筑声学设计手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1987.

[4] 薛林平，侯磊. 天津中国大戏院建筑研究[J]. 华中建筑. 2013（10）.

（编辑 薛云霞）

Acoustic Renovation of Chinese Theater in Tianjin

ZHANG Lan, MA Hui
(School of Architecture, Tianjin University, Tianjin 300072, China)

Acoustic renovation of Chinese theater in Tianjin was carried out through the adjustment of the reverberation time, shape redesign and sound insulation design. The aim of this acoustic renovation was to achieve more ideal sound quality as well as more reasonable reverberation time in different frequency band.

Chinese theater; acoustical improvement; sound quality; reverberation time

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.05.011