重慶大劇院大劇場室內(nèi)聲學(xué)測量淺析

張晟鵬，任 勁

（1. 重慶市江北嘴中央商務(wù)區(qū)開發(fā)投資有限公司，重慶 400024；2. 德國米勒貝姆聲學(xué)顧問公司，北京 100004）

1 引言

重慶大劇院的概況、建筑設(shè)計、聲學(xué)設(shè)計單位以及聲學(xué)設(shè)計情況（包括建筑形制、室內(nèi)聲環(huán)境模擬、建筑模型）等，在《重慶大劇院建設(shè)聲學(xué)設(shè)計淺析》（見本刊2010年第2期P33～P37）一文中已經(jīng)敘述，請查閱參考，本文重點介紹重慶大劇院的聲學(xué)測量。

2 大劇場室內(nèi)聲學(xué)測量

室內(nèi)聲學(xué)測量作為劇場類觀演建筑的室內(nèi)聲學(xué)客觀評價的最后階段，不僅對計算機(jī)模擬和實物縮尺模型的結(jié)果進(jìn)行驗證，也對建筑聲學(xué)裝修（包括座椅）設(shè)計及施工進(jìn)行驗證，是對劇場整體上是否達(dá)到設(shè)計的室內(nèi)聲學(xué)功能要求的檢驗。測量成果將成為一個劇場建筑形制和聲學(xué)設(shè)計裝修是否得當(dāng)?shù)目陀^評價依據(jù)，也是劇場聲環(huán)境整改、完善的設(shè)計依據(jù)。

負(fù)責(zé)重慶大劇院大劇場建筑聲學(xué)及室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計的德國米勒貝姆聲學(xué)顧問公司分3個階段對室內(nèi)聲學(xué)進(jìn)行了測量，分別是在施工過程中（劇場內(nèi)墻、頂面裝修基本完成，池座安裝了383個座椅）測量了劇場空場混響時間；測試性演出期間測量了劇場空滿場混響時間、明晰度、清晰度；工程竣工后測量了劇場空場混響時間、明晰度、清晰度。

重慶大劇院大、中劇場均進(jìn)行了室內(nèi)聲學(xué)測量，下面將以大劇場為例，對室內(nèi)聲環(huán)境設(shè)計成果與室內(nèi)聲學(xué)測量成果進(jìn)行對比分析。

2.1 室內(nèi)聲學(xué)測量

大劇場室內(nèi)聲學(xué)測量分為3個階段，即施工過程中、測試演出期間以及竣工測量，這3個階段的測量對室內(nèi)聲學(xué)有著不同的意義：施工過程中的測量旨在檢驗計算機(jī)模擬和實物縮尺模型的結(jié)果，通過測量成果的分析，確定聲學(xué)裝修（包括座椅）設(shè)計是否得當(dāng)，明確下一步聲學(xué)裝修設(shè)計、施工的調(diào)整方向；測試演出期間的測量旨在檢驗施工過程中測量所預(yù)測并確定的聲學(xué)裝修設(shè)計、施工的調(diào)整方向是否適當(dāng)，是否需要對局部聲學(xué)裝修進(jìn)行調(diào)整以期完全滿足室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計要求；竣工測量旨在固化劇場的最終室內(nèi)聲學(xué)特性，通過測量成果呈現(xiàn)劇場的客觀聲學(xué)性能。

除室內(nèi)聲學(xué)測量外，觀眾以及演員的主觀評價也是劇場室內(nèi)聲學(xué)條件優(yōu)劣的評價指標(biāo)。重慶大劇院在測試演出期間和竣工后分別作了多次主觀評價，邀請了聲學(xué)專家、文化系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)和專家、專業(yè)演員以及普通群眾，主觀評價結(jié)果基本反映了劇場的真實聲學(xué)性能。

2.1.1 測量標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備

米勒貝姆公司的測量采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 3382《根據(jù)其它聲學(xué)參數(shù)測量廳堂混響時間》以及附錄A《通過脈沖響應(yīng)測量廳堂》。測量儀器及軟件如表1所示。

2.1.2 施工過程中的測量

為了能及時估測重慶大劇院廳堂的混響時間并提出整改意見，2009年4月21日，米勒貝姆公司進(jìn)行了第一次室內(nèi)聲學(xué)測量。

在第一次測量時，劇場內(nèi)裝修面基本完工，在池座中部安裝有383個座椅，樓座沒有座椅。防火幕在測試時關(guān)閉。劇場內(nèi)的溫度是21℃，相對濕度是82 %。進(jìn)行空場測量時，除了測量人員外，廳堂內(nèi)再無其他人員。因處于施工過程中，測量時地面上仍有較厚的積灰，墻面上還有部分縫隙沒有密封；池座的地面有約70%的面積鋪好了地板；廳堂入口處用反聲的木板密封；舞臺地板還沒有完全完工。

測量過程中，共在舞臺上設(shè)置了3個揚(yáng)聲器的發(fā)射點，在池座中一共分布了6個接受點。用無指向性測量揚(yáng)聲器（其向各個方向的輻射是均勻的）在廳堂內(nèi)傳輸發(fā)射信號（掃頻信號），并用放置在接受點的球形測試傳聲器接受和記錄信號（傳聲器離地1.2 m高，對應(yīng)于觀眾坐在座椅上耳朵的高度）。通過測試信號和所記錄到的接受信號再加以計算機(jī)的輔助可以確定廳堂的脈沖響應(yīng)h（t），再通過室內(nèi)脈沖響應(yīng)計算出各室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)。

表1 測量儀器及軟件

在劇場內(nèi)測量的空場混響時間如表2所示。

通過對測量數(shù)據(jù)的分析，由于廳內(nèi)座椅僅安裝了極少部分，所以，劇場混響時間明顯偏長。經(jīng)過計算，依據(jù)之前12把座椅混響實驗室測量所測得的結(jié)果，當(dāng)廳內(nèi)全部座椅安裝完成后，劇場的中頻混響時間約為1.6 s，在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，整個廳堂的室內(nèi)聲學(xué)質(zhì)量應(yīng)該是良好的。

2.1.3 測試性演出期間的測量

2009年6月16日，米勒貝姆公司在重慶大劇院測試性演出期間進(jìn)行了室內(nèi)聲學(xué)測量。

此次測量時，劇場內(nèi)池座和樓座共安裝了1 738個座椅，測點布置、測量方法與第一次完全相同。測量時防火幕是打開的。舞臺大幕根據(jù)測量狀況打開或者關(guān)閉。滿場測量時約有1 200名觀眾在劇場內(nèi)，樂隊在樂池內(nèi)。在滿場測量時，劇場內(nèi)的溫度是25℃，相對濕度是65 %。在空場測量時，劇場內(nèi)的溫度是27℃，相對濕度是77 %。

在劇場內(nèi)測量的空、滿場混響時間如表3所示。

通過對測量數(shù)據(jù)的分析，設(shè)計單位認(rèn)為“很明顯，廳堂內(nèi)的測試結(jié)果完全符合我們在方案設(shè)計和擴(kuò)初設(shè)計階段確定的值。大劇場的混響時間處于國際高水準(zhǔn)廳堂的混響時間范圍內(nèi)，且空滿場差距較小，廳堂的聲學(xué)質(zhì)量是非常理想的?！?/p>

2.1.4 竣工測量

重慶大劇院的順利竣工后，為檢驗聲學(xué)設(shè)計質(zhì)量，2009年11月16日，米勒貝姆公司在大劇場進(jìn)行了空場條件下的室內(nèi)聲學(xué)測量，測量場景如圖1所示。

表2 施工過程中測量的大劇場空場混響時間值

表3 測試性演出期間測量的大劇場空、滿場混響時間值

表4 竣工測量的大劇場空場混響時間值

表5 大劇場空場混響時間對比

此次測量過程中，為確定廳堂自身的聲學(xué)設(shè)計質(zhì)量，隔絕舞臺對廳堂的影響，降下了防火幕?？偣膊捎昧?個聲源點，分布在舞臺上。另外，共采用了12個測點，均勻分布在劇場的右側(cè)，因劇場的對稱性，該分布已能詳細(xì)描述劇場內(nèi)聲場分布狀況，聲源及測點分布如圖2所示。劇場內(nèi)的溫度是21℃，相對濕度是57%。在劇場內(nèi)測量的空場混響時間如表4所示：

除上述室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)外，各個測點所得的的脈沖回波圖顯示：劇場內(nèi)聲場衰減平滑，無5 dB以上突然升起，即無聲聚焦、聲顫抖等聲缺陷。這證明通過實物縮尺模型實驗對大劇場建筑形制及聲學(xué)裝修設(shè)計的調(diào)整是正確的，保證了大劇場良好的音質(zhì)條件。

2.2 測量數(shù)據(jù)的評價及分析

2.2.1 混響時間

計算機(jī)模擬和實地測量的空、滿場混響時間的對比，如表5～表8和圖3～圖6所示。

通過以上圖表可以得出結(jié)論：

（1）空、滿場混響時間的實際測量結(jié)果與計算機(jī)模擬基本吻合，混響時間低頻提升有力、高頻略微降低，均滿足了設(shè)計要求。

（2）空、滿場混響時間在500 Hz～1 kHz時差別不大，也讓演出彩排和正式表演之間的差異不會太明顯。

（3）在2009年6月16日測試性演出時，舞臺大幕關(guān)閉，因其吸聲性能，使得所測量的空場混響時間明顯小于2009年11月16日竣工時大廳內(nèi)防火幕降下時測得的混響時間。在正常演出的情況下，舞臺布景以及幕布會起到吸聲作用，所以6月16日所測得的混響時間值更加貼近實際演出情況的大廳內(nèi)的混響時間。

2.2.2 其他室內(nèi)聲學(xué)指標(biāo)

除混響時間外，設(shè)計單位對大劇場的明晰度和清晰度進(jìn)行了測量，如表9所示。根據(jù)測量結(jié)果：大劇場內(nèi)聲場不均勻度小于3 dB，聲場分布均勻，說明大廳的體形設(shè)計合理；明晰度、清晰度指標(biāo)也均位于最優(yōu)范圍之內(nèi)，可以為觀眾對于樂聲及語言的理解程度提供保障。

表6 大劇場滿場混響時間對比

表7 大劇場計算機(jī)模擬空、滿場混響時間對比

表8 大劇場實測空、滿場混響時間對比

表9 大劇場明晰度、清晰度測量平均值

3 小結(jié)

目前，重慶大劇院已承接了英國音樂劇《貓》，愛爾蘭踢踏舞《大河之舞》，俄羅斯三大經(jīng)典芭蕾《天鵝湖》、《睡美人》、《胡桃夾子》等世界經(jīng)典劇目以及第七屆中國音樂金鐘獎合唱比賽、重慶市第二屆藝術(shù)節(jié)、第六屆全國話劇優(yōu)秀劇目展演等80余場演出，劇場的聲環(huán)境得到了演出團(tuán)體、藝術(shù)家、演員及觀眾的肯定。