剧院声学设计说明.docx

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剧院声学设计说明

电视的声学设计说明（供装饰招标用）

一．设计依据

1．XX院提供的XX广电城建筑平、剖面图纸

2．中华人民共和国行业标准“剧场建筑设计规范”JGJ57—2000

3．中华人民共和国国家标准“剧场、电影院和多用途礼堂建筑声学设计规范”GB/T50356—2005

4．Acoustics–measurementofthereverberationtimeofroomswithreferencetootheracousticalparameters（ISO3382）

5．中华人民共和国国家标准“厅堂扩声系统设计规范”GB50371—2006

6．“音乐厅和歌剧院”（白瑞纳克著）

二．功能及建筑概况

使用功能：

以大型舞台剧、综艺演出、歌剧为主，兼顾音乐会和会议功能。

容座：

观众厅容座为XX座，其中池座XX座（其中轮席椅4个），一层楼座XX座，二层楼座76座。

建筑概况：

建筑平面呈马蹄形。

三．主要建声设计技术指标

1．中频满场混响时间：

（设置可变混响装置，建议采用木格栅后藏可升降吸声帘幕）

RT=1.4±0.1秒（大型舞台剧、综艺演出、歌剧演出时）

RT=1.2±0.1秒（会议时）

RT=1.6±0.1秒（音乐演出时，舞台设置音乐反射罩）

混响时间频率特性如下：

中频基本平直，低频有一定提升（相对中频约提升20%），高频由于空气吸收，允许略有下降。

2．低频比重BR：

在1.1~1.3之间

3．透明度C：

在-1~3dB之间

4．清晰度D：

在35%~60%之间

5．重心时间ts：

≤130ms

6.侧向反射系数LF：

在10%~20%之间

7.声场力度G：

≥0dB

8.初始时间延迟间隙tI：

<25ms

9.声场不均匀度ΔLP：

≤±4dB

10．本底噪声：

LA≤30dBA或NR≤25曲线

四．观众厅的体形设计

1.确定观众厅的体积

为了使观众厅获得合适的混响时间，观众厅需要合适的体积。

体积太小，有可能不加任何吸声材料，也难以达到需要的混响时间；体积太大，虽然通过增加较多的吸声材料，可以获得合适的混响时间，但厅内的声能密度会相应地减少。

同时由于观众和座椅具有较大的吸声量，所以每座容积是一个很重要的设计标准。

对于本音乐剧剧场而言，每座容积宜控制在7~8m3/座。

本剧场的观众席座位数为XX座，故观众厅的体积宜控制在8680~9920m3。

2.观众席的布置

直达声对响度、清晰度和声源的定位有着重要作用，是音质设计的首要因素。

应尽可能地充分利用直达声，避免不必要的声能损失。

首先要缩短直达声的传播距离。

直达声强度按传播距离的平方反比定律衰减（即距离增加一倍，声能衰减约6dB），中高频声能在传播途中还要被空气吸收，损失更大。

本剧场的舞台大幕线至池座后墙最大水平距离为24m，距离能够符合要求。

其次要避免观众的掠射吸收。

当直达声贴近观众席传播时，由于观众席的掠射吸收，在人耳高度声音衰减很快，掠射吸收造成的衰减比平方反比定律要大得多，因此观众厅地面要有足够的升起坡度。

本剧场的池座观众席的前后高差（总起坡）为4.3m，平均起坡为0.23m，末排的视点俯角为10º，能够满足设计视听要求。

至于楼座只要满足视线要求均能符合直达声要求。

3.体形设计

剧场的音质效果主要决定于其接收到的直达声与反射声的时间和空间分布状况。

一个较好的观众厅体形（吊顶和墙面形状）和表面的声学性质可以保证厅内声场时间和空间的均匀分布，也就决定了剧场的优良音质效果。

直达声后50ms以内的反射声对增加语言清晰度和亲切感有重要作用；而直达声后80ms以内的反射声对增加音乐明晰度有重要作用；直达声与强反射声的声程差不应超过17m，否则易造成回声。

同时在体形设计中还应避免凹弧形墙面或吊顶造成局部声聚焦甚至产生回声，也应避免平行墙面造成颤动回声等声学缺陷。

本剧场侧墙和后墙交接处为凹弧形，易造成声聚焦，因此建议此处做声扩散处理。

3.1观众厅台口区

台口区的形状和材质的特性对于整个观众厅的音质效果起着极为重要的作用：

第一.它决定舞台和乐池之间的配合，即演员和乐队之间的相互交流协调；第二.它能保证观众厅视线最好的前中区获得足够的早期反射声，改善前中区的音质效果；第三.当演员在台唇处表演时，它可以作为乐罩的延伸，保证取得良好的音质效果。

因此在设计台口吊顶的时候，不仅要保证演唱者和乐队之间的良好配合，而且要保证两者声音在大厅的相对平衡。

另外，台口处吊顶高应该满足早期反射声回到乐池的时间小于80ms，即要求台口处吊顶离舞台高度的距离不应大于13.6m。

台口侧墙和观众厅中轴线的理想夹角为4~7º，可以保证观众厅的前中区获得足够的早期反射声。

台口侧墙之间的宽度应控制在20m左右，最大不能超过24m。

本剧场的台口侧墙形状不甚合理，声学建议调整台口侧墙的形状，使观众厅的前中区获得足够的早期反射声。

3.2吊顶和侧墙

为了使观众厅内获得均匀的反射声分布，吊顶和侧墙的形状需要进行专门设计，尤其来自侧墙面的早期侧向反射声（与直达声的时间差<80ms），能使观众区获得良好的空间效果。

侧墙和观众厅中轴线的理想夹角也为4~7º。

此外应注意：

均匀的声场不应被大厅照明设施（如面光桥、耳光室）以及空调设施所阻挡；观众厅的吊顶应是一个封闭面；厅内各点的直达声和高强反射声的声程差不应超过17m；厅内也不能因吊顶和侧墙面产生声聚焦、颤动回声等声学缺陷。

3.3后墙

来自后墙的高强反射声和直达声的声程差一般均超过17m，为了避免回声，墙面需要进行扩散或吸声设计，至于做声扩散体还是吸声墙面，需经过音质计算加以确定。

后墙控制室的观察窗需向前倾斜5～8度，以避免产生回声。

3.4挑台拦板

平直形或弧形的挑台拦板设计容易在观众厅内前区甚至舞台上产生回声缺陷，本观众厅挑台和侧包厢后部的栏板均为圆弧形，对声音反射不利甚至产生声缺陷，因此建声设计要求在栏板上加做装饰型声扩散体。

五．电视剧场建筑声学装修用料及配置设计

由于电视剧场的使用功能具有多功能要求，即以大型舞台剧、综艺演出、歌剧为主，兼顾音乐会和会议功能。

音乐会演出时为了保证音乐的丰满度，混响时间要求较长，混响时间一般要求在1.6秒左右；而大型舞台剧、综艺演出、歌剧的音质要求与音乐会不同，通常采用折衷的办法，即在音乐丰满与唱词清晰的最佳值之间取值，混响时间一般在1.4秒左右，这主要表现在兼顾演唱和乐队伴奏的丰满度与唱词的清晰度两者相互矛盾的要求。

对于会议，由于语言清晰更重要，因此混响时间要求更短一些，一般在1.2秒左右。

为了保证以上各种演出均能取得满意的音质效果，从建筑声学的角度考虑，则必须采用可调混响的措施，本剧场可调混响的具体措施为：

在池座和楼座的后墙以及两侧墙的后上部设置安装可降的风琴式宽频吸声帘幕，表面设置装饰木格栅。

会议条件：

所有的吸声帘幕均处于放下状态（即吸声），中频满场混响时间控制在1.2秒左右。

大型舞台剧、综艺演出、歌剧条件：

所有的吸声帘幕均处于收起状态（即不吸声），中频满场混响时间控制在1.4秒左右。

音乐会演出条件：

舞台设置音乐反射罩所有的吸声帘幕均处于收起状态（即不吸声），同时舞台上设置音乐反射罩，中频满场混响时间控制在1.6秒左右.

在本观众厅的声学装修设计中，中高频吸声材料主要为帘幕风琴式宽频吸声帘幕，而低频吸声则主要借助于大天花吊顶、挑台天花吊顶及侧墙面等处不同材质及厚度的板共振所起的吸声作用。

为了确保剧场观众厅内的混响时间及其频率特性达到设计所预期的要求，并获得优良的音质效果，除了平剖面体型起到较为重要的先天作用之外，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都有着十分密切的关系。

这里从建声设计角度对观众厅各部位用料、配置即构造设计提出以下建议，供室内装修设计考虑。

1．观众厅内地坪及走道

观众厅内地坪用料可由建筑师及室内设计师根据装修标准、清洁要求及经济等因素确定，声学设计仅要求地板面料为贴实材料，如用木地板，则必须注意将龙骨间隙填实，以避免地板共振吸收低频。

观众厅内走道部位建议铺设薄地毯，以防滑并避免脚步走动噪声。

2．池座及楼座后墙面

观众厅内后墙除门及观察窗外，均做可调吸声帘幕，表面设置装饰木格栅。

3．后墙观察窗

楼座观察窗的玻璃均向前倾斜8～10度，以避免产生回声。

4．侧墙面

侧墙面的后上部，同后墙的做法一样，做可调吸声帘幕，表面设置装饰木格栅。

其余侧墙面声学要求装修材质尽可能厚实、坚硬一些，多反射、少吸收，以求充分利用声能，因此声学设计建议此部分墙面的做法为二层木纤维增强石膏板衬里，前做木装修面层的方法；或者采用GRG板（面密度≥30kg/m2），表面做涂料或乳胶漆即可。

5．前中部大天花

此段台口天花在建声上会起到重要的前次反射声作用，有利于加强厅内声场强度和改善声场均匀度，因此建声设计要求在屋架荷载允许的条件下，尽可能采用较为厚重的反射型天花。

建议采用GRG（面密度≥30kg/m2）吊顶，表面做涂料或乳胶漆即可。

6．后部大天花及挑台天花

后部大天花及挑台天花声学要求既对中高频起一定的反射作用，也对低频起一定的吸声作用，因此声学设计建议可采用双层12厚纸面石膏板或者GRG（面密度≥25kg/m2）吊顶，表面做涂料或乳胶漆。

7．挑台栏板

挑台栏板是厅内容易在前区造成回声的部位，建筑及室内设计中都应予以注意。

建议本剧场的挑台栏板结合表面装饰做一些小尺寸的局部扩散处理，以有利于扩散声波，不至于产生回声。

扩散处理形式做法可参考侧墙扩散体。

8.舞台墙面

由于舞台包括1个主舞台、2个侧舞台和1个后舞台，空间体积比较大，大大超过了剧场观众厅体积。

为了避免舞台空间与观众厅空间之间因耦合空间而产生的不利影响，声学设计要求舞台空间内的混响时间应基本接近观众厅的混响时间。

声学设计要求在舞台（包括主舞台、侧舞台及后舞台）一层天桥以下墙面做吸声处理。

建议做法：

防火、防撞吸声木丝板（刷黑色水性涂料）+100系列轻刚龙骨（空腔）+原有粉刷墙体；或者，穿孔KT板（穿孔率P≥20%，刷黑色涂料）内填50厚袋装离心玻璃棉板（48kg/m3）。

9.声闸

为了防止外界噪声通过门传入观众厅，因此出入观众厅的门，均需采用双道隔声门以形成声闸，每道门的隔声量应≥30dBA，且声闸内墙面均需做吸声处理。

六．观众席座椅的要求

在选择观众厅座椅时，既要考虑其用料、色彩、装饰及舒适性，同时也应重视座椅本身的声学性能，因为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到2/3左右），因此对观众厅内的混响时间指标起到决定性因素。

为此对观众厅内座椅提出以下声学要求：

1．单个座椅的吸声量宜控制在下表所列数据：

频率（Hz）

125

250

500

1000

2000

4000

单个座椅吸声量

0.25~

0.35

0.30~

0.40

0.40~

0.50

0.40~

0.55

0.40~

0.55

0.40~

0.55

（厂商应提供混响室实测座椅的吸声性能数据，被测座椅数量不能太少，否则由于座椅的边缘作用而使误差增大，通常要求16或20个座椅分4排按实际间距布置）

2．要求座椅在空座和有人座时，其吸声量化尽可能较小，以减少不同上座率条件下，观众厅混响时间变化不明显。

座椅靠背的上边及两侧边宜留一段装饰木框边，以减少声吸收。

3．建议座椅采用木靠背及硬木扶手，靠背内软垫层尽可能薄一些，面积小一些。

4．座椅的底面宜做吸声处理，底面选用穿孔板。

5．座椅垫翻动时应不产生噪声，也无碰撞声。

七．乐池的声学要求

乐池的声学要求是将音乐清晰而无畸变地投向大厅中去，平衡和融洽更好，没有音色失真。

为使歌唱和乐队有良好的融洽，歌唱者一定要能听到清晰而平衡的乐队声音，这样才能恰当地调节他们的歌喉。

乐池中乐师之间能够很好的相互听闻，同时乐师们也要能听到歌唱声以保持良好的融洽。

至于视觉要求，演唱者和乐师们都要很方便地看到指挥。

乐池内缩进部分声压级会过响，不仅对乐师的听力有损害，而且会产生干扰，乐师听不到台上歌唱者的声音而难以沟通。

因此在缩进部分做一些吸声处理，部位可在两侧墙和部分后墙。

为了保证乐池内缩进部分的乐队演奏声有效地传出来，需在乐池内缩进部分的部分后墙和顶部做声扩散体，在指挥的后墙也需做吸声和扩散处理。

声学设计将结合室内设计确定乐池内各墙面吸声和扩散体的具体做法，设计成既符合声学要求，同时又具有良好的装饰效果。

八．音乐反射罩的声学要求

舞台上设置活动的音乐反射罩。

其作用如下：

1.隔离巨大的舞台空间，节约自然声能，防止声能在舞台上被吸收和逸散。

2.便于乐师间的实时相互听闻，提高演奏的整体性。

3.为观众厅池座的前中区座席提供早期反射声。

4.由于音乐反射罩隔离了舞台，使音乐反射罩包络空间成为观众厅空间的组成部分，消除了台口的声吸收，同时增加了观众厅的容积，从而提高了厅内的混响时间（一般可提高0.1~0.2秒），这对演奏音乐是有利的。

音乐反射罩的用材尽可能采用轻质、刚度大（不易引起共振），并应具有防火、防潮、不易变形等特性，所用板材面密度通常在15kg/m2左右。

例如可以采用刚度很好的铝蜂窝板表面贴木饰面层，也可取得良好的声反射效果。

组装方式有两种：

一种是顶板、后板和侧板全部储存在后台和侧台，演出前移出吊装和拼装；另一种是顶板或顶板加后板平时整体吊挂于舞台上部，侧板移存于后台或侧台，演出前再拼装。

后板和侧板之间、后板和顶板之间应留有一定的空隙，以减少后部打击乐和铜管乐的声压级。

音乐反射罩的尺寸，通常按容纳四管制乐队再加120名合唱队所占的面积设计（约在200m2左右），也即以最大规模乐队设计，在使用时按实际乐队的规模进行调节。

音乐反射罩内的舞台上尚需配置台阶式的演奏台及合唱台。

声学设计将结合室内设计及舞台机械工艺，将音乐反射罩设计成既符合声学要求，同时又和观众厅的装修风格相近。

附：

观众厅声线分析及调整建议：