天津群星劇院的聲學(xué)改造設(shè)計(jì)

張子牙 蔡超 馬蕙

[摘要]主要介紹了天津群星劇院聲學(xué)改造設(shè)計(jì)項(xiàng)目，通過調(diào)整廳內(nèi)的體型，以及吸聲、反射和聲擴(kuò)散設(shè)計(jì)，并控制主要噪聲，使得劇院使用者能夠得到較好的音質(zhì)體驗(yàn)，且滿足劇院以戲劇為主的演出要求。

[關(guān)鍵詞]群星劇院；改造；聲學(xué)設(shè)計(jì)；音質(zhì)效果

天津群星劇院隸屬于天津市群眾藝術(shù)館，是坐落在市中心繁華地帶的一所中小型地標(biāo)劇場。作為天津市重要的惠民公演場所，每年在此開展近百場公益演出活動(dòng)。群星劇院秉承著服務(wù)群眾、文化惠民的宗旨，為廣大文藝愛好者提供了舞臺，也被市民評為“百姓大舞臺”。

群星劇院主要為戲曲演出提供平臺，由于建造年代過早，難以為現(xiàn)代演出形式提供良好的服務(wù)，在重新修繕改造后，于2017年秋重新對外開放。本文著重介紹J，天津群星劇院改造過程中的聲學(xué)設(shè)計(jì)。

群星劇院位于天津市和平區(qū)煙臺路82號，總占地面積2498m2，始建于20世紀(jì)60年代。一層原為商店，現(xiàn)改造為容積1366.3m3的多功能廳，空間平而呈矩形，廳內(nèi)可安排座位200個(gè)一二層為戲曲演出劇場，觀眾廳容積為1829.2m3，可安排座位360個(gè)。二層劇場主要作為戲曲演出舞臺，服務(wù)對象為戲曲愛好者而非專業(yè)戲曲演員，因此在聲學(xué)設(shè)計(jì)過程中要兼顧普通民眾觀戲、演戲時(shí)的既有聽聞習(xí)慣。在劇場的聲學(xué)改造過程中，除了需要對混響時(shí)間、空間形體等關(guān)乎音質(zhì)的方而進(jìn)行調(diào)整外，同時(shí)需要對劇場背景噪聲進(jìn)行控制。

針對群星劇院的演出性質(zhì)，通過對劇院聲學(xué)現(xiàn)狀的測量和分析，該劇院存在以下問題：

（1）劇院公共大廳及走廊空間缺少降噪設(shè)計(jì)，出入場密集人流易形成相互干擾；

（2）劇場內(nèi)部整體背景噪聲級過高，難以保證良好建聲音質(zhì)的實(shí)現(xiàn)；

（3）二層劇場聲場不均勻度遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)限值，觀眾席某些區(qū)域聲壓級偏高，而另外某些區(qū)域聲壓級過低，自然聲場分布有待優(yōu)化；

（4）二層劇場個(gè)別座位會出現(xiàn)延時(shí)較長的反射聲，從而產(chǎn)生回聲等音質(zhì)缺陷；

（5）各設(shè)計(jì)頻率的混響時(shí)間普遍偏短，演出聲音易干澀、欠飽滿。

為解決上述問題，在群星劇院的聲學(xué)改造設(shè)計(jì)中，著重實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）對群星劇院公共大廳和走廊空間進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈暯翟胩幚?，通過對裝飾選材進(jìn)行聲學(xué)校核、篩選，以實(shí)現(xiàn)“仿聲閘”的控制效果；

（2）一層多功能廳將在原來商店的狀態(tài)下改造成為多功能廳，其噪聲的控制、體型的設(shè)計(jì)以及材料的選擇也需要精細(xì)的聲學(xué)設(shè)計(jì)，以保證其聲學(xué)功能的實(shí)現(xiàn)；

（3）在二層劇場設(shè)定合理的混響時(shí)問，以實(shí)現(xiàn)戲曲獨(dú)白的清晰度，以及唱腔的優(yōu)美豐滿；

（4）調(diào)整二層劇場頂棚及側(cè)墻的體型，結(jié)合內(nèi)裝方案合理選取裝修材質(zhì)及布置位置，縮短演出直達(dá)聲和早期反射聲的時(shí)延，增加直達(dá)聲響度和親切度，提高劇場觀眾席聲場均勻度；

（5）對二層劇場個(gè)別區(qū)域進(jìn)行體型和材質(zhì)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，消除可能出現(xiàn)的聲學(xué)缺陷。

群星劇院毗鄰城市道路，因此該路段交通噪聲是劇場而臨的主要外部噪聲。另外，劇場南側(cè)二層屋而布置有暖通設(shè)備，產(chǎn)生的振動(dòng)對劇場內(nèi)部聲環(huán)境影響極大；劇場北側(cè)入口與室外直接連通，人流產(chǎn)生的噪聲通過入口傳入室內(nèi)。除此之外，還存在地下消防水泵設(shè)備產(chǎn)生的噪聲，由于運(yùn)行次數(shù)較少，只進(jìn)行簡單吸聲及隔振處理。各噪聲源分布如圖1所示。

參照GJBIT 50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于劇院觀眾廳、舞臺背景噪聲限值的相關(guān)規(guī)定，群星劇院一層多功能廳和二層劇場的噪聲限定值須達(dá)到NR-30，滿足乙等劇場標(biāo)準(zhǔn)。

在群星劇院的背景噪聲控制過程當(dāng)中，主要采用的辦法為加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲量。前期針對圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲量進(jìn)行了校核，主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲量如表1所示。根據(jù)薄弱環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，采取以下方式控制背景噪聲：

（1）針對二層地而樓板為隔聲薄弱環(huán)節(jié)，一層多功能廳吊頂上部進(jìn)行吸聲降噪處理，采用實(shí)貼吸聲棉等方案，同時(shí)二層劇場池座地面采用彈性而層處理，采用地毯或地膠等方案；

（2）針對地下室一層消防泵房的設(shè)備噪聲，在泵房內(nèi)做吸聲降噪及設(shè)備減振處理，頂棚采用礦棉板隔聲吊頂，墻而采用穿孔埃特板后襯離心玻璃棉構(gòu)造進(jìn)行吸聲降噪處理；

（3）針對出入口人流產(chǎn)生的噪聲，在一層多功能大廳以及二層劇場內(nèi)部的所有出入口采用聲閘或隔聲門，窗口位置采用隔聲窗；

（4）劇場南側(cè)三層樓梯問窗口設(shè)置隔聲窗，以隔絕相鄰的二層樓板處的設(shè)備噪聲。

圖2為群星劇院一層多功能廳的聲線分析，可以看出一層多功能廳由于柱子較多早期反射聲并不能覆蓋到全場，而且由于層高較低，天花板處進(jìn)行早期反射聲改造較為困難，為了保證自然聲使用狀態(tài)下的音質(zhì)效果，需要在表演區(qū)兩側(cè)安裝側(cè)向反射板，加強(qiáng)觀眾廳后部的前次反射聲，保證整個(gè)多功能廳的語言清晰度和音質(zhì)效果（后據(jù)實(shí)際情況采取了其他做法）。

群星劇院一層多功能廳容積為1366.3m3，根據(jù)GJB/T50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范》，計(jì)算出500 Hz～1 000 Hz最佳滿場混響時(shí)間約為0.8s～1.0s之間，各中心頻率最佳滿場和空場混響時(shí)間如表2所示。根據(jù)最佳混響時(shí)間要求，對群星劇院一層多功能廳的設(shè)計(jì)安排如表3所示。

劇場觀眾廳側(cè)墻輪廓線方案反射聲覆蓋范圍如圖3所示，側(cè)墻中前段（布置反射材料部分）反射聲能較為均勻地分布于整個(gè)觀眾區(qū)域內(nèi)，反射效果良好，只有中部幾個(gè)座位側(cè)向反射聲缺乏，需調(diào)整第二折側(cè)墻或不做修改。

劇場觀眾廳頂棚反射聲覆蓋范圍如圖4所示，結(jié)果顯示每段頂棚反射聲覆蓋區(qū)域過大，聲能不能有效集中，需對頂棚輪廓線進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。調(diào)整后的頂棚聲線方案之一如圖5所示。

劇場坐席掠射效應(yīng)分析如圖6所示，劇場觀眾席升起角度為8。，部分區(qū)域坐席前后排高度差過?。?lt;12cm），存在直達(dá)聲能被掠射吸收的影響，由此可能會導(dǎo)致演出直達(dá)聲能不足，故而觀眾坐席升起的高度需要進(jìn)行調(diào)整。

群星劇院二層劇場觀眾廳容積為1829.2m3，主要功能定位為戲曲演出，屬語言類演出。根據(jù)GJBIT50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范》，建議其500Hz～1000Hz最佳滿場混響時(shí)間約為0.9s～1.1s之間，各中心頻率最佳滿場和窄場混響時(shí)問如表4所示。

為了提高群星劇院的聲學(xué)質(zhì)量，在聲學(xué)改造前對功能、規(guī)模相近的劇院進(jìn)行了主觀調(diào)查和客觀物理指標(biāo)測量。其中，主觀音質(zhì)感受調(diào)查顯示，86%的受訪者認(rèn)為海河劇院音質(zhì)更好，戲劇獨(dú)白清晰，且唱腔優(yōu)美豐滿。分析其原因，主要有兩點(diǎn)。其一，對于戲曲演出，清晰度是至關(guān)重要的控制指標(biāo)。按照現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，與海河劇院同等規(guī)模的劇場中頻空場混響時(shí)間應(yīng)在1.6s～1.8s之間，而海河劇院中頻混響則略低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為1.4s～1.5s左右，保證了戲曲演出的清晰度。其二，從頻率響應(yīng)特性看，兩個(gè)劇場的低頻混響時(shí)間存在明顯差異，海河劇院的低頻混響時(shí)間低于濱湖劇院，且更接近于其中頻混響時(shí)間，即海河劇院混響頻率響應(yīng)特性近乎平直。這樣既降低了低頻音對于中、高頻音的掩蔽效應(yīng)，更大程度地保汪演出清晰度，同時(shí)兼顧了戲曲唱腔的豐滿優(yōu)美。

綜合上述幾點(diǎn)，確定群星劇院二層劇場混響設(shè)計(jì)指標(biāo)略低于我國現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，頻率響應(yīng)特性為中低頻近似平直，高頻略低。設(shè)計(jì)目標(biāo)及混響時(shí)間計(jì)算如表6所示。

依據(jù)觀眾廳的視覺效果和聲學(xué)分析，確定了廳內(nèi)各個(gè)界而的材質(zhì)分布。側(cè)墻反射部位采用木質(zhì)弧形反射板，實(shí)貼于基層，利用前中部的反射聲將聲能充分布置在劇院觀眾廳內(nèi)；為防止回聲，側(cè)墻后部及后墻采用吸聲處理，側(cè)墻吸聲部位采用了成品木制弧形吸聲板，后墻材料為13mm厚木質(zhì)條縫吸聲板，其中開槽寬度3mm，穿孔率1 3%，后附50mm厚離心棉，再留有200 mm空腔。觀眾廳天花采用9mm紙而石膏板吊頂，后附45mm厚空腔；舞臺頂棚采用厚12mm，附加空腔100mm的礦棉裝飾吸聲板。舞臺口兩側(cè)九夾板為觀眾廳提供反射聲能，舞臺后方及兩側(cè)墻體采用木絲板及穿孔FC板，從而保證觀眾廳的音質(zhì)效果以及演員的現(xiàn)場聽覺感受，避免耦合效應(yīng)帶來的語言清晰度的問題。

通過聲學(xué)設(shè)計(jì)和改造，群星劇院一層適用于多種會議、小型演出活動(dòng)，二層適用于語言類戲曲演出。聲學(xué)改造使群星劇院重展新顏，劇場環(huán)境不僅變得更加舒適完善，也打破了劇院在市民心目中的既有印象，為演員和觀眾提供了良好的聲音品質(zhì)，達(dá)到了改造的目的。

[1]中國建筑科學(xué)研究院建筑物理研究所.建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987.

[2]范國志.多功能廳的建筑聲學(xué)設(shè)計(jì).音響技術(shù)[J]，2003（3）

[3]薛林平，侯磊.天津中國大戲院建筑研究.華中建筑[J]，2013（10）