為迎接第九屆陜西省藝術(shù)節(jié)，讓廣大人民群眾共享文化惠民成果，同時提升寶雞市文化軟實力和綜合競爭力，故興建寶雞大劇院。寶雞大劇院項目選址位于寶雞市金臺區(qū)新東嶺城市綜合體范圍內(nèi)(圖1)，于2020年10月投入使用。

圖1寶雞大劇院實景圖

　　寶雞大劇院建筑方案深化設(shè)計、內(nèi)裝方案及深化設(shè)計、建筑聲學(xué)設(shè)計，均由天津大學(xué)建筑設(shè)計規(guī)劃研究總院有限公司獨立承擔(dān)。寶雞大劇院總占地面積約30000m2，主體建筑總面積約40906m2。其中，地上三層建筑面積約25500m2，地下一層建筑面積約15400m2。寶雞大劇院內(nèi)設(shè)一個約1205座的主劇場和一個500座的多功能劇場，以及合唱排練廳和音樂排練廳等其他配套房間(圖2)。本文主要介紹主劇場的建筑聲學(xué)設(shè)計。

圖2寶雞大劇院大廳實景圖

　　一、劇場功能及建筑概況

　　寶雞大劇院主劇場主要以演出各類音樂劇、交響樂、地方戲曲等舞臺類演出，以及舉辦大型會議為主。主劇場座位數(shù)約1205座，其中池座870座，臨時座椅90座，二層樓座225座，包廂20座;有效容積約10309m3，每座容積8.5m3/座。主劇場建筑平面略呈馬蹄形，樓座由觀眾廳后部延伸至兩側(cè)，良好的體型為建筑聲學(xué)提供了較好的聲場環(huán)境。舞臺呈品字形，包含主舞臺、側(cè)舞臺和后舞臺，舞臺總面積1768m2，舞臺開口為16m×10m;舞臺臺口線至池座和樓座后墻水平距離為32m;觀眾廳寬度為29.2m;樓座下開口高深比5.2:7.3=1:1.4≥1:1.5，符合規(guī)范要求。池座觀眾席共22排(圖3)，前后高差(總起坡)為5.5m,平均起坡為0.26m;樓座觀眾共7排(圖4)，前后高差(總起坡)為2.98m，平均起坡為0.5m。舞臺設(shè)有活動音樂罩，觀眾席前部設(shè)升降樂池。劇場主揚聲器設(shè)于臺口前部天花主揚聲器橋內(nèi)，拉聲像揚聲器位于臺口八字墻區(qū)域，所有揚聲器均為暗藏式;音控室、燈控室設(shè)于池座后墻的中部。圖5~圖6為觀眾廳剖面圖及實景圖。

圖3觀眾廳池座平面圖

圖4觀眾廳樓座平面圖

圖5觀眾廳剖面圖

圖6觀眾廳實景圖

　　二、主要聲學(xué)設(shè)計指標(biāo)

　　根據(jù)主劇場使用功能及規(guī)模的不同，同時參考業(yè)主方的使用要求，確定觀眾廳內(nèi)聲學(xué)的音質(zhì)參量指標(biāo)，并作為聲學(xué)設(shè)計及室內(nèi)設(shè)計必須考慮的原則。此外，根據(jù)業(yè)主使用需求，主劇場以演出歌舞劇為主，所以，設(shè)計指標(biāo)以不使用舞臺音樂罩工況為準(zhǔn)。

　　根據(jù)以上情況，對于寶雞大劇院主劇場，各項聲學(xué)設(shè)計技術(shù)指標(biāo)如下。

　　混響時間RT：要求滿場1.5s±0.1s，空場1.7s±0.1s，頻率特性見表1。

　　聲場不均勻度：在自然聲源的條件下，大與小聲級差值≤6dB?8dB。

　　音樂明晰度C80：1dB~3dB。

　　語言清晰度D50：≥0.45。

　　語言傳輸指數(shù)STI：≥0.45。

　　三、建筑體型設(shè)計

　　1、八字墻形狀設(shè)計

　　主劇場觀眾廳平面整體呈馬蹄形，能提供良好的聲場效果。主劇場同時承擔(dān)音樂演出的需求，需要以自然聲進行演出，舞臺八字墻設(shè)計尤為重要。舞臺八字墻能為觀眾席前區(qū)提供前次反射聲，提高該區(qū)域觀眾的觀演效果。圖7為調(diào)整前的臺口八字墻聲線分析圖，可以看出，圖中藍色區(qū)域，即觀眾廳前中區(qū)缺少前次反射聲。對八字墻形狀進行調(diào)整后的聲線分析見圖8，前次反射聲能覆蓋觀眾席中前區(qū)，保證觀眾席區(qū)域觀眾能夠獲得很好的豐滿感。

圖7八字墻調(diào)整前聲線分析圖

圖8八字墻調(diào)整后聲線分析圖

　　2、吊頂形式設(shè)計

　　觀眾廳剖面設(shè)計取決于兩個因素。一是規(guī)范規(guī)定的每座容積，它能確定觀眾廳吊頂?shù)拇蟾鸥叨?二是觀眾廳剖面聲線分析，它能確定吊頂?shù)男问?。結(jié)合上述兩個因素，確定的吊頂形式如圖9、圖10所示?？梢钥闯觯?jīng)吊頂反射的聲音能覆蓋觀眾席的所有區(qū)域，其分布均勻，能達到良好的聲場效果。

圖9剖面聲線分析圖(聲源位于大幕線后)

圖10剖面聲線分析圖(聲源位于樂池)

　　四、觀眾廳表面裝修材料的聲學(xué)設(shè)計

　　根據(jù)確定的混響時間值，對主劇場觀眾廳進行聲學(xué)材料布置，同時遵循室內(nèi)聲學(xué)材料布置原則，確定觀眾廳空間以下部位的材料及構(gòu)造做法。

　　(1)觀眾廳地坪及走道

　　主劇場主體結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)，由于工期問題，觀眾廳樓面基層采用纖維水泥壓力板，基層下采用排布緊密的小鋼柱起支撐作用，為了盡可能減小人員走動產(chǎn)生的振動噪聲，采用兩層共48mm厚纖維水泥壓力板(單層面密度≥40kg/m2)、兩層之間鋪設(shè)1.2mm厚隔聲氈作為樓面基層材料。同時，為了避免剛性連接，在鋼柱與地下一層鋼筋混凝土樓面之間布置16mm厚減振層。觀眾廳地坪材料采用“15mm厚實木地板+15mm厚松木毛地板”。為了進一步降低人員走動產(chǎn)生的振動噪聲，在觀眾廳的主要通道(即走道位置)鋪設(shè)地毯，具體構(gòu)造為“10mm厚阻燃地毯+20mm厚松木毛地板”。

　　(2)觀眾廳吊頂

　　為了保證足夠的反射聲，以及結(jié)合吊頂異形造型的需求，吊頂材質(zhì)采用GRG，建議厚度不低于30mm，體密度不低于1800kg/m3。

　　(3)觀眾廳側(cè)墻前區(qū)

　　該區(qū)域需要將聲音反射到觀眾席區(qū)域，因此，需采用硬質(zhì)材料，結(jié)合內(nèi)裝設(shè)計方案，此區(qū)域采用與吊頂相同的GRG材料。

　　(4)觀眾廳側(cè)墻中區(qū)

　　該區(qū)域同樣需進行反射處理，結(jié)合內(nèi)裝設(shè)計方案，在此區(qū)域布置15mm厚實木板。

　　(5)觀眾廳側(cè)墻后區(qū)、觀眾廳后墻

　　觀眾廳側(cè)墻后區(qū)及后墻區(qū)域材料需以強吸聲為主，避免產(chǎn)生回聲，結(jié)合混響時間設(shè)計，此區(qū)域采用木質(zhì)穿孔板吸聲構(gòu)造，具體做法為“15mm厚穿孔木質(zhì)板(孔徑3mm、孔距16mm)+50mm厚玻璃棉(容重32kg/m3)”。其中，側(cè)墻區(qū)域反射、吸聲材料布置位置參考圖11。

圖11墻體材料布置位置示意(紅色代表反射、藍色代表吸聲)

　　(6)樓座欄板

　　樓座欄板應(yīng)避免垂直面，做吸聲或擴散處理。根據(jù)觀眾廳混響時間控制，以及結(jié)合內(nèi)裝裝飾效果，在欄板部分做弧形擴散處理，大樣示意見圖12。

圖12樓座欄板大樣示意圖

　　(7)舞臺

　　舞臺容積27762m3，大約是觀眾廳的3倍，混響時間要求與觀眾廳接近。因此，在舞臺工藝進行舞臺幕布布置的前提下，對舞臺進行混響時間設(shè)計。一層天橋以下采用12.5mm厚穿孔石膏板，具體構(gòu)造為“12.5mm厚穿孔石膏板(穿孔率13.1%，大小眼孔，孔徑12/8)+50mm厚離心玻璃棉(容重32kg/m3)+350mm厚空腔”。為了防止道具等沖撞破壞墻體，建議5m以下采用容重大于1150kg/m3的中密度埃特板、5m至一層天橋采用12.5mm厚石膏板，兩種材料構(gòu)造相同。一層天橋至二層天橋下采用12.5mm厚石膏板，具體構(gòu)造為“12.5mm厚石膏板+400mm厚空腔”，進一步降低低頻混響時間。吊頂進行無機纖維噴涂，避免聲音經(jīng)此處反射，產(chǎn)生回聲。

　　五、計算機模擬分析

　　混響時間設(shè)計完成后，采用Odeon軟件對聲場環(huán)境進行模擬，對方案起到一定的校正作用。觀眾廳各部位吸聲系數(shù)見表2，圖13為模擬軟件中三維模型圖，圖14~圖18為各參數(shù)的模擬結(jié)果，表3為各測點平均值。

表2觀眾廳界面吸聲系數(shù)表

圖13Odeon軟件三維模型圖

圖14T30參數(shù)模擬結(jié)果

圖15SPL參數(shù)模擬結(jié)果

圖16C80參數(shù)模擬結(jié)果

圖17D50模擬結(jié)果

圖18STI參數(shù)模擬結(jié)果

表3各頻點模擬參數(shù)平均值

　　六、測試結(jié)果及分析

　　根據(jù)混響時間測量規(guī)范，在觀眾廳內(nèi)共布置17個測點，對主劇場進行空場竣工檢測，各參數(shù)檢測結(jié)果見表4。

表4各測點實測參數(shù)平均值

　　從檢測結(jié)果可以看出：

　　空場中頻混響時間平均值為1.67s，同時考慮工程誤差，在設(shè)計要求范圍內(nèi);低頻為2.04s，不超出規(guī)范規(guī)定的限值范圍;中高頻混響時間平直，整個混響時間測試結(jié)果較為理想，滿足設(shè)計要求。

　　聲壓級檢測結(jié)果表明，17個測點的聲壓級為77.6dB，聲壓級為73.95dB，差值為3.65dB，小于6dB，說明廳堂內(nèi)聲壓級分布均勻。

　　音樂明晰度是評價音樂聲是否清晰的參數(shù)，所有倍頻程測量結(jié)果均大于1dB，說明觀眾能很好地聽清音樂聲。

　　語言清晰度是評價廳堂語言聲是否清晰的參數(shù)，所有倍頻程測量結(jié)果均大于0.3，略小于要求的≥0.45，可能是由于空場環(huán)境缺少觀眾吸聲造成的。

　　語言傳輸指數(shù)同樣是評價語言聲的參數(shù)。參數(shù)越大，代表觀眾聽到的語言聲越清晰。測點測試結(jié)果均值為0.52，表明觀眾廳內(nèi)清晰度好。

　　作為寶雞市嶄新的文化建筑，寶雞大劇院是寶雞市市民共享文化盛宴的重要場所。本次建筑聲學(xué)設(shè)計，通過前期的建筑體型設(shè)計、混響時間設(shè)計、計算機輔助模擬，及后期聲學(xué)檢測，表明主劇場混響時間設(shè)計達到預(yù)期、混響時間特性曲線符合規(guī)范、聲場分布均勻、具有一定的豐滿度和清晰度，滿足表演劇種的功能使用要求。有理由相信，未來寶雞大劇院一定能肩負(fù)豐富人們精神文化生活的重任，為寶雞市市民帶來美好的視聽體驗。

　　選自《演藝科技》2021年第8期陳航，劉剛《寶雞大劇院主劇場建筑聲學(xué)設(shè)計》，轉(zhuǎn)載請標(biāo)注：演藝科技傳媒。更多詳細(xì)內(nèi)容請參閱《演藝科技》。