閩南大戲院的聲學(xué)設(shè)計(jì)

楊志剛，夏 媛

（華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 聲學(xué)及劇院專項(xiàng)設(shè)計(jì)研究所，上海 200070）

閩南大戲院的聲學(xué)設(shè)計(jì)

楊志剛，夏 媛

（華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 聲學(xué)及劇院專項(xiàng)設(shè)計(jì)研究所，上海 200070）

介紹了閩南大戲院的工程、功能及建筑概況，主要音質(zhì)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，劇場(chǎng)裝修用材的聲學(xué)設(shè)計(jì)要求，以及竣工后的建聲測(cè)試結(jié)果分析，其中重點(diǎn)介紹了觀眾廳的體型分析。

混響時(shí)間RT；早期衰變時(shí)間EDT；明晰度C80；清晰度D50；側(cè)向反射系數(shù)LF；聲場(chǎng)力度G

1 工程概況

閩南大戲院坐落于廈門會(huì)展北片區(qū)海峽交流中心二期，建設(shè)規(guī)模為地上五層，地下三層；總建筑面積2.7萬平方米，總投資超過4.3億元；參照國(guó)際一流劇院水準(zhǔn)建設(shè)，是目前福建省功能最全、規(guī)模最大的演出場(chǎng)館。劇院外形獨(dú)特，彰顯濃郁海派特色及閩南韻味（見圖1）；劇場(chǎng)內(nèi)紅白兩大主色形成強(qiáng)烈對(duì)比，營(yíng)造出熱烈喜慶的氛圍，在視覺上給觀眾帶來全新體驗(yàn)（見圖2）。

閩南大戲院由中國(guó)對(duì)外文化集團(tuán)公司所屬的“中演院線”負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)管理，在“引進(jìn)”國(guó)內(nèi)外一流演出劇目的同時(shí)，也讓本土的閩南文化藝術(shù)“走出去”，成為連接海峽、連接世界文化藝術(shù)交流的橋頭堡。

2 功能及建筑概況

閩南大戲院可以適應(yīng)多種演出需要——歌劇、戲曲、歌舞演出等。觀眾廳（見圖3、圖4）可容納1 497人（其中樂池部分臨時(shí)座位114座）。廳內(nèi)建筑長(zhǎng)30 m、寬30 m、平均高約16.3 m。舞臺(tái)開口18 m×12 m，舞臺(tái)面高度比第一排觀眾席高1 m。臺(tái)口兩側(cè)觀眾廳內(nèi)設(shè)置二道耳光，天花設(shè)兩道面光天橋，一道追光。池座觀眾席為全臺(tái)階形式，共21排（不包括樂池區(qū)域4排臨時(shí)座位），第一排標(biāo)高為-0.65 m，最后一排標(biāo)高為4.85 m，前后高差（總起坡）為5.5 m，平均起坡為0.28 m。一層樓座共8排，第一排標(biāo)高為7.88 m，最后一排標(biāo)高為10.92 m，前后高差（總起坡）為3.04 m，平均起坡為0.43 m。二層樓座共6排，第一排標(biāo)高為13.04 m，最后一排標(biāo)高為15.8 m，前后高差（總起坡）為2.76 m，平均起坡為0.55 m。各層觀眾席末排的視點(diǎn)俯角分別為池座11° 、一層樓座20°、二層樓座27°。觀眾席前部設(shè)升降樂池，開口平均長(zhǎng)約20.5 m、平均寬約4.5 m。舞臺(tái)包括主舞臺(tái)和側(cè)舞臺(tái)，主舞臺(tái)長(zhǎng)31.7 m、深23.4 m、高約32.2 m（到梁底），約計(jì)746 m2；左側(cè)舞臺(tái)長(zhǎng)19.1 m，深23.4 m，高約15.8 m（到梁底），約計(jì)426 m2；右側(cè)舞臺(tái)長(zhǎng)19.1 m，深23.4 m，高約15.8 m（到梁底），約計(jì)426 m2；后舞臺(tái)長(zhǎng)23.0 m，深18.8 m，高約15.8 m（到梁底），約計(jì)432 m2；主舞臺(tái)四層馬道標(biāo)高分別為13.8 m、17.4 m、21.7 m及24.7 m；舞臺(tái)上設(shè)升降舞臺(tái)及旋轉(zhuǎn)車臺(tái)等機(jī)械化舞臺(tái)。

圖1 外景圖

圖2 前廳圖

圖3 觀眾廳正面圖

圖4 觀眾廳側(cè)面圖

3 音質(zhì)設(shè)計(jì)指標(biāo)

（1）中頻滿場(chǎng)混響時(shí)間RT：1.5±0.1s；

（2）低頻比重BR：1.1～1.3（提高低頻RT可增強(qiáng)音樂豐滿度）；

（3）側(cè)向反射系數(shù)LFE4：15%～35%；

（4）聲場(chǎng)力度Gmid：2.5～4 dB；

（5）初始時(shí)間延遲間隙tI：≤30 ms；

（6）表面擴(kuò)散因子SDI接近于1；

（7）本底噪聲：NR-25 ；

（8）每座容積：7～9 m3/人；

（9）在演出時(shí)觀眾廳內(nèi)任何位置上不得出現(xiàn)回聲、多重回聲、聲聚焦和共振等可識(shí)別的聲缺陷。

4 觀眾廳的體型設(shè)計(jì)

劇院的音質(zhì)效果主要取決于其接收到的直達(dá)聲與反射聲的時(shí)間和空間分布狀況。較好的觀眾廳體型（吊頂和墻面形狀）及其表面的聲學(xué)性質(zhì)可以保證廳內(nèi)聲場(chǎng)在時(shí)間和空間上的均勻分布，也就決定了劇院的優(yōu)良音質(zhì)效果。在演出時(shí)，觀眾廳內(nèi)任何位置上不得出現(xiàn)可識(shí)別的聲缺陷，如：直達(dá)聲與強(qiáng)反射聲的聲程差不應(yīng)超過17 m，否則，易造成回聲；避免凹弧形墻面或吊頂造成局部聲聚焦；平行墻面造成顫動(dòng)回聲；裝修面層與龍骨之間安裝不牢靠易產(chǎn)生共振等聲學(xué)缺陷。

4.1 臺(tái)口側(cè)墻和觀眾廳側(cè)墻的形狀聲線分析

（1）臺(tái)口側(cè)墻的形狀十分重要，合理的形狀能為觀眾廳前中區(qū)提供有效的早期反射聲。閩南大劇院的舞臺(tái)側(cè)口過于傾斜，導(dǎo)致池座前區(qū)和樂池臨時(shí)座椅區(qū)域沒有反射聲（見圖5，其中紅圈表示缺乏聲反射區(qū)域）。

（2）臺(tái)口側(cè)墻是布置揚(yáng)聲器的位置，其形狀應(yīng)滿足擴(kuò)聲設(shè)計(jì)的要求，保證揚(yáng)聲器的投射效果和指向性不受影響。閩南大劇院的臺(tái)口側(cè)墻沒有考慮揚(yáng)聲器布置的位置。

（3）觀眾廳側(cè)墻的凹弧形墻面容易引起聲聚焦現(xiàn)象（見圖5，其中藍(lán)圈表示聲聚焦區(qū)域）。

（4）池座后墻和樓座后墻是圓弧形，使得池座后區(qū)和樓座有明顯的聲聚焦區(qū)域（見圖6，其中紅圈表示聲聚焦區(qū)域）。

4.2 吊頂?shù)男螤盥暰€分析

確定吊頂形狀的原則如下。

（1）應(yīng)使早期反射聲聲場(chǎng)均勻分布，觀眾廳的吊頂應(yīng)是一個(gè)有良好聲反射作用的封閉面。

（2）由于吊頂上要布置面光橋（有時(shí)也會(huì)布置追光），吊頂?shù)男螤顟?yīng)滿足燈光設(shè)計(jì)的要求，保證面光（追光）的投射角度不受影響。閩南大劇院的第一道面光天橋投射線與舞臺(tái)的夾角是50°，第二道面光天橋投射線與舞臺(tái)的夾角是48°，均符合規(guī)范要求。

（3）吊頂?shù)男问叫杞Y(jié)合聲反射要求布局，使得整個(gè)劇場(chǎng)均有良好的聲反射。閩南大劇院的吊頂形式共設(shè)計(jì)了兩個(gè)方案。方案一：吊頂采用弧線為主，聲場(chǎng)比較均勻；但是揚(yáng)聲器橋下的吊頂，折線角度太大，會(huì)導(dǎo)致觀眾區(qū)前區(qū)和樂池區(qū)域缺少頂面聲反射（見圖7，其中紅圈表示缺乏聲反射區(qū)域）。方案二：吊頂采用扭弧線為主，從剖面來看，聲場(chǎng)比較均勻（見圖8）。

由于室內(nèi)設(shè)計(jì)采用了許多扭轉(zhuǎn)面，每個(gè)剖面的形狀都不同，為了更好地了解廳內(nèi)聲反射情況，筆者對(duì)該頂面設(shè)計(jì)方案二做了三維聲線分析（見圖9）。經(jīng)過分析，該頂面形式下的聲反射能達(dá)到觀眾廳的全部區(qū)域，只是觀眾廳右邊區(qū)域聲反射不夠均勻，局部聲反射稍多。

（4）樓座下部的吊頂形式也設(shè)計(jì)了兩個(gè)方案。方案一：由于樓座下頂面形式以折線為主，樓座下的高深比相對(duì)較大，導(dǎo)致這些區(qū)域沒有直接來自樓座頂面的聲反射（見圖10，其中紅圈表示缺乏聲反射區(qū)域）；方案二：樓座下頂面形式為弧線，可將聲音均勻地反射至樓座下的觀眾區(qū)。

圖5 大劇院池座平面聲線分析

圖6 大劇院一層樓座聲線分析

圖7 大劇院頂面聲反射圖（方案一）

圖8 大劇院頂面聲反射圖（方案二）

（5）樓座的欄板形式，需要避免聲反射至舞臺(tái)而影響演出效果。閩南大劇院舞臺(tái)欄板采用折線形，將聲音反射至頂面，有效避免了聲反射至舞臺(tái)從而干擾演出的情況。同時(shí)，閩南大劇院的欄板較有特色，為扭曲形狀。從樓座欄板三維聲反射圖（見圖11）可以看出，欄板的聲反射比較零亂，不均勻。

圖9 閩南大劇院吊頂設(shè)計(jì)方案二的三維聲線分析圖

4.3 閩南大劇院聲學(xué)設(shè)計(jì)調(diào)整建議

原臺(tái)口側(cè)墻的弧形線折度太大，使得觀眾前區(qū)有聲反射空白區(qū)。根據(jù)功能需要，調(diào)整了臺(tái)口側(cè)墻弧形的形狀（見圖12，其中紅色弧線表示修改后臺(tái)口側(cè)墻部分）。改進(jìn)之后以上問題得到了解決，彌補(bǔ)了池座前區(qū)和樂池區(qū)域的聲反射不足，保證了觀眾區(qū)前區(qū)有均勻的墻面聲反射。原側(cè)墻中區(qū)的內(nèi)凹造型會(huì)產(chǎn)生聲聚焦現(xiàn)象。聲學(xué)局部調(diào)整弧線形式，盡量以凸弧形代替凹弧形（見圖12，其中紅色弧線表示修改后側(cè)墻部分），避免產(chǎn)生聲聚焦。吊頂形狀方案一需要局部?jī)?yōu)化，原吊頂形式使得觀眾區(qū)前區(qū)和樂池臨時(shí)座位區(qū)域缺少頂面聲反射，經(jīng)過聲學(xué)調(diào)整后（見圖13，其中紅色弧線表示修改后的頂面形式），來自吊頂?shù)姆瓷渎暰鶆蚋采w了觀眾席和樂池臨時(shí)座位區(qū)。同時(shí)也充分考慮了臺(tái)口上方的主揚(yáng)聲器的位置、兩道面光和一道追光的投射角度。

圖10 大劇院樓座聲反射圖（方案一）

圖11 樓座欄板三維聲反射圖

樓座下方的高深比以及樓座下方吊頂?shù)男问剑ㄒ妶D13、圖14，其中紅線表示修改后的樓座下方頂面形式），使得來自吊頂?shù)姆瓷渎暰鶆蚋采w了觀眾席。

樓座下方高深比的情況如下：一層眺臺(tái)開口高3.9 m，深5.2 m，高深比為1:1.33；二層眺臺(tái)開口高4.4 m，深6.6 m，高深比為1:1.5。從以上的高深比可以看出，均小于GB/T50356—2005《劇場(chǎng)、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求的1:1.2，建議提高樓座下方吊頂?shù)母叨葋韮?yōu)化設(shè)計(jì)以滿足規(guī)范要求。

從室內(nèi)提供的側(cè)剖面看，閩南大劇院舞臺(tái)欄板采用折線形，將聲反射至頂面，有效避免了聲反射至舞臺(tái)從而干擾演出的情況；欄板較有特色，為扭曲形狀，為了保證每個(gè)扭段聲反射均勻，建議在欄板表面做凹凸造型，凹凸尺度需≥50 mm，具體形狀由室內(nèi)設(shè)計(jì)深化。

圖12 大劇院池座聲反射圖（聲學(xué)調(diào)整后）

圖13 大劇院頂面聲反射圖（方案一，聲學(xué)調(diào)整后）

圖14 一層樓座下頂面反射圖(聲學(xué)調(diào)整后)

圖15 二層樓座下頂面反射圖(聲學(xué)調(diào)整后)

5 劇場(chǎng)裝修用材的聲學(xué)設(shè)計(jì)要求

經(jīng)過音質(zhì)計(jì)算和計(jì)算機(jī)模擬分析，從建聲設(shè)計(jì)角度對(duì)各部位裝修用料、配置及構(gòu)造設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。

5.1 觀眾廳內(nèi)地坪及走道

劇場(chǎng)的觀眾廳內(nèi)地坪用料為木地板，龍骨間隙填實(shí)，以避免地板共振吸收低頻。

5.2 墻面

劇場(chǎng)的觀眾廳墻面為木裝修，面密度為50 kg/m2，并設(shè)計(jì)了大小不等的聲擴(kuò)散體。眺臺(tái)欄板采用GRG，面密度也為50 kg/m2，并做了微擴(kuò)散處理，考慮到視覺美觀性，微擴(kuò)散處理尺度略?。ㄒ妶D16）。

5.3 天花

天花在建聲上會(huì)起到重要的前次反射聲作用，因此，要求在屋架荷載允許的條件下盡可能采用較為厚重的反射型天花，以避免過多的低頻聲能被吸收，一般要求吊頂采用面密度為50 kg/m2的GRG板。

圖16 劇場(chǎng)觀眾廳墻面和眺臺(tái)欄板做法

5.4 舞臺(tái)墻面

由于舞臺(tái)包括1個(gè)主舞臺(tái)、2個(gè)側(cè)舞臺(tái)，空間體積比較大。為了避免舞臺(tái)空間與觀眾廳空間之間因耦合空間而產(chǎn)生的不利影響，聲學(xué)設(shè)計(jì)要求舞臺(tái)空間內(nèi)的混響時(shí)間應(yīng)基本接近觀眾廳的混響時(shí)間。因此，要求在舞臺(tái)（包括主舞臺(tái)、側(cè)舞臺(tái)）一層天橋以下墻面做吸聲處理，具體做法為：3 m以下的墻面采用厚度為25 mm的防撞木絲吸聲板（刷黑色水性涂料）+75系列輕鋼龍骨（內(nèi)填厚度為50 mm、密度為48 kg/m3的離心玻璃棉板，外包玻璃絲布）+原有粉刷墻體；3 m以上的墻面采用厚度為5 mm的穿孔KT板（穿孔率P=20%，刷黑色涂料）＋75系列輕鋼龍骨、內(nèi)填厚度為50 mm、密度為48 kg/m3的離心玻璃棉（外包玻璃絲布）。

6 建聲測(cè)試結(jié)果

6.1 建聲測(cè)試儀器

筆者所在的聲學(xué)所于2012年9月27日對(duì)新建成的閩南大戲院進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)建聲測(cè)試工作，測(cè)試的軟件和儀器為丹麥B＆K 7841——DIRAC Room Acoustics Software建聲測(cè)試分析軟件、丹麥B＆K 2250B聲學(xué)頻譜分析儀、德國(guó)SENNHEISER MKH800無線測(cè)試傳聲器（可調(diào)指向性）、德國(guó)SENNHEISER SKP500 無線發(fā)射系統(tǒng)、德國(guó)SENNHEISER EW500無線接收系統(tǒng)、丹麥B＆K 4292無指向球面聲源和丹麥B＆K 2734測(cè)試功率放大器等。

6.2 主要建聲測(cè)試結(jié)果

劇場(chǎng)空?qǐng)雎晫W(xué)參量的測(cè)試結(jié)果匯總見表1。

6.3 主要建聲測(cè)試結(jié)果分析

（1）混響時(shí)間是劇院建聲設(shè)計(jì)中最重要的音質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，從混響時(shí)間（空?qǐng)觯y(cè)量數(shù)據(jù)可以得出，劇場(chǎng)空?qǐng)?1點(diǎn)平均中頻（500 Hz～1 kHz）混響時(shí)間為1.60 s，這對(duì)約1 500座的中等規(guī)模劇院而言是十分滿意的中頻混響時(shí)間指標(biāo)，達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期要求，其平均低音比BR值達(dá)1.2，混響頻率特性優(yōu)良。

表1 大劇院空?qǐng)雎晫W(xué)參量的測(cè)試數(shù)據(jù)

（2）實(shí)測(cè)D50參數(shù)主要用于評(píng)價(jià)觀眾廳內(nèi)的語言清晰度，測(cè)得大劇場(chǎng)觀眾廳內(nèi)中高頻（500 Hz～4 kHz）平均D50值達(dá)到0.51(一般認(rèn)為清晰度D50＞50%，語言的清晰度比較好)，表明觀眾廳內(nèi)有較好的清晰度。

（3）從劇場(chǎng)明晰度指標(biāo)C80值實(shí)測(cè)結(jié)果分析可見，大劇場(chǎng)觀眾廳的C80（3）平均值為2.23 dB，達(dá)到劇場(chǎng)C80（3）值為1～3的要求范圍，這表明該劇場(chǎng)既有一定的音樂透明度，又有較好的清晰度。

（4）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量用先進(jìn)的可調(diào)指向性測(cè)試話筒對(duì)觀眾廳進(jìn)行了側(cè)向反射聲系數(shù)LF值的測(cè)量，結(jié)果表明劇場(chǎng)觀眾廳全頻LF值達(dá)0.22～0.44、中頻平均達(dá)0.39，表明劇場(chǎng)有相當(dāng)高的側(cè)向反射系數(shù)，側(cè)向反射聲十分豐富。

（5）劇場(chǎng)觀眾廳內(nèi)空調(diào)開時(shí)實(shí)測(cè)本底噪聲為33 dB（A），基本符合NR-25噪聲評(píng)價(jià)曲線要求，表明兩廳的建筑隔聲及機(jī)電設(shè)備的噪聲控制設(shè)計(jì)較好。

閩南大戲院空?qǐng)雎晫W(xué)檢測(cè)時(shí)要求舞臺(tái)上掛滿側(cè)幕、檐幕和天幕等。根據(jù)以往劇院測(cè)試的經(jīng)驗(yàn)，舞臺(tái)上幕布和道具的變化對(duì)混響時(shí)間的影響比較明顯，中頻約有0.3 s的延長(zhǎng)。

7 結(jié)語

從聲學(xué)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工、后期聲學(xué)測(cè)試以及使用效果來看，閩南大戲院整個(gè)工程基本上令人滿意。然而，由于工期緊張，施工單位并沒有按照聲學(xué)和室內(nèi)設(shè)計(jì)的要求將擴(kuò)散體之間的縫隙完全封堵，只是將碎木條塞進(jìn)縫隙。由于這些縫隙的存在，增加了觀眾廳側(cè)墻的吸聲，導(dǎo)致混響時(shí)間略微偏短，這也是美中不足之處。

（編輯 薛云霞）

Acoustic Design of Minnan Theater

YANG Zhi-gang, XIA Yuan
(East China Architectural Design & Research Institute Co., Ltd, Shanghai 200070, China)

In this paper, the aythor introduces the construction, function and architecture of the Minnan theater, the main quality design technology, the acoustic design requirements of the theater decoration materials, and the analysis of the results of the acoustic test after completion.

reverberation time RT; early decay time EDT; clarity C80; clarity D50; lateral reflection coefficient LF; acoustic intensity G

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.10.010