浅谈曹禺大剧院声学措施的重要性

夏媛

【摘    要】 介绍曹禺大剧院的项目概述、建声设计指标、装修用材的建声要求、建声检测结果，进行分析总结。

【关键词】 混响时间T30;语言清晰度D50;侧向反射系数LF;本底噪声NR

文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.11.007

1  项目概述

曹禺大剧院建在遍植梅树的“梅花岛”上，中式化的剧院建筑、与湖中的倒影相得益彰，落落大方的景观桥气势磅礴。总用地面积117 875 m2，总建筑面积16 308 m2，室外工程面积85 939 m2，工程于2017年3月竣工。建成后的曹禺大剧院可满足歌剧、舞剧（芭蕾舞）、大型综艺演出等。

2  大剧院的建筑概况

大剧院定位为中型乙等剧院，主要满足歌剧、舞剧（芭蕾舞）、大型综艺演出，并能兼顾其它演出，具有优良的观演条件，以扩声系统为主要声源。

大剧院容座为1 252座，观众厅长约26.4 m～28.2 m;宽约16.8 m～31.3 m;平均高约12.8 m。舞台开口：14.1 m×8.8 m，舞台面高度比第一排观众席高1.00 m。台口两侧观众厅内设置二道耳光;天花设二道面光天桥。池座观众席为全台阶形式，共19排，平均起坡为0.18 m;楼座共7排，平均起坡为0.47 m。观众席前部设固定式乐池。舞台呈品字形，包括主舞台、侧舞台和后舞台。

3  大剧院的体型控制

大剧院需要控制合适的体量、控制合适的人均体积、控制美观合理的室内造型，从而保证场内有完备均匀的反射声，保证场内没有声缺陷。对大剧院体型方面的分析和建议如下：

（1）大剧院顶面流畅优美，给予全场较为完备的顶面声反射，台口上部顶面声学进行了弧度调整。

（2）墙面的GRG反射板上设计了“水袖造型”凹凸造型，色彩上红色和白色相间，浓郁中国风，庄重大气。声学给与了扩散造型角度建议，带来较为丰富的扩散效果。

4  大剧院的音质计算及用材说明

为了确保大剧院的音质指标达到设计所预期的要求，除控制观众厅的体量和平剖面体型之外，观众厅内各个界面的材料选择、构造做法以及座椅的吸声性能需要声学控制。大剧院的具体建声设计指标和用材说明如下：

4.1  设计指标

（1）中频满场混响时间RT：1.50 s±0.10 s;

（2）侧向反射系数LF：15%～35%;

（3）语言清晰度D50≥0.5;

（4）本底噪声：NR-30;

（5）每座容积：7 m3/人～9 m3/人;

（6）厅内任何位置上不得出现回声、多重回声、颤动回声、声聚焦和共振等声学缺陷。

4.2  用材说明

（1）合理控制混响时间，并有足够的低音比

地面：声学设计要求地板面料为贴实材料，室内采用木地板，则必须注意将龙骨间隙填实，以避免地板共振吸收低频。

吊顶：大剧院观众厅的吊顶应是一个封闭面，以避免产生耦合效应。建声设计要求在屋架荷载允许的条件下，盡可能采用较为厚重的反射型天花，以避免过多的低频声能被吸收。结合室内造型，吊顶采用GRG板（面密度≥40 kg/m2）。

墙面：大剧院观众厅侧、后墙室内设计中采用木质材料，声学对于材料的构造要求需要达到40 kg/m2的面密度要求，结合室内造型，墙面采用红色GRG板（扩散造型，面密度≥40 kg/m2）。在扩散造型的基础上，声学建议在GRG板表面做微扩散处理（表面的肌理效果），微扩散的凹凸尺度需≥50 mm。

（2）墙面和顶面均具有高扩散性

大剧院的侧墙和后墙均建议增加微扩散处理，侧墙方面室内采用凹凸“水袖图案”;后墙室内采用木质凹凸微扩散。

（3）观众厅座位的声学要求

由于座椅的吸声量占整个观众厅总吸声量的比例最大（通常占到1/2?2/3），因此，观众厅内的混响时间指标起到决定性因素。单个座椅的吸声量宜控制在表1所列数据范围内。

5  竣工后的音质检测及分析

2017年03月29日，大剧院接受了竣工后最终的声学测试，测试数据见表2。

5.1  混响偏差的原因分析

测试结果表示，中频混响时间为1.21 s（空场），低于设计值。

对于混响时间设计目标值和实际测试值的差距，笔者所在的团队深入分析了原因：

（1）座椅的系数是在声学要求范围的低限，代入厂家座椅测试报告的数据后，可以看到混响时间也在设计目标值范围的低限，中频满场1.38 s。

（2）声学要求后墙做扩散措施，现场做成了吸声措施，代入后墙材料的吸声系数计算后，可以看到混响时间再会偏低0.2 s～0.3 s。

以上两个原因造成了实际测试混响偏低的结果。

声学建议把观众厅后墙的吸音板拆除，改做扩散造型。但经过使用，业主表示剧院主要是文艺演出为主，对现有的声学环境表示满意，因此，不做调整。

5.2  噪声控制过程

最终测试大剧院背景噪声达到设计要求。

但是在施工竣工前的测试，由于机电专业并没有采纳声学设计的消声建议，导致大剧院初步测试时背景噪声大大超标，大剧院本底噪声为50 dB，回风口处甚至达到60 dB。声学设计方根据现状，提出了修整措施：

（1）回风段措施：①每条回风支管上安装2节ZP-100消声器;②每个回风支管进入剧院前安装1个静压箱;

（2）机组措施：建议增加变频器，以便降低风速;

（3）总计：回风管道上一共增加4节ZP-100消声器和4个静压箱;机组上增加变频器。

此时，业主和施工单位均感受到声学措施的重要性，认真按照声学设计方建议进行了整改，整改后得到了显著效果，实测背景噪声达到声学目标。

综上分析，工程设计中必须重视声学要求的落实，注重和其他设计工种的交底工作、施工现场的交底工作、专业材料的审核工作，把建筑声学咨询设计实实在在地落实。

（编辑    薛云霞）