大劇院建筑聲學(xué)的創(chuàng)新應(yīng)用

謝周時(shí)

摘? ? 要：本文針對大劇院建筑聲學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行了深入的分析。如音樂廳GRC聲擴(kuò)散裝飾板的應(yīng)用、戲劇場MLS聲擴(kuò)散墻面的應(yīng)用、為了避免在下雨天氣劇院出現(xiàn)噪音，應(yīng)用“蛋殼”底層涂纖維素、在觀眾廳安裝舒適的聲學(xué)軟座椅、座椅下送風(fēng)靜音均流風(fēng)口的應(yīng)用、以及在音樂廳的單側(cè)安裝透明隔聲玻璃等。

關(guān)鍵詞：大劇院;聲學(xué)設(shè)計(jì);建筑;創(chuàng)新應(yīng)用

1? 前言

某大劇院的總面積高達(dá)十六萬平方米，該劇院舉世聞名，同時(shí)通過該劇院也可以更加充分的展現(xiàn)出了我國的科技實(shí)力、以及綜合國力，也加快促進(jìn)了我國文化藝術(shù)事業(yè)的迅速發(fā)展，在一定程度上受到了高度的重視。大劇院不僅建筑設(shè)備、形式、以及結(jié)構(gòu)等方面較為新奇，而且在建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)的應(yīng)用上了也有很多的創(chuàng)新。在大劇院建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施的過程中，主要是法國CSTB研究所為主要設(shè)計(jì)，然后由清華大學(xué)建筑學(xué)院有效的配合法國CSTB研究所完成實(shí)驗(yàn)研究、深化設(shè)計(jì)、以及理論計(jì)算等相關(guān)工作?；诖耍疚膶⑨槍Υ髣≡合嚓P(guān)建筑聲學(xué)的新手段、新方法進(jìn)行了闡述。

2? 避免雨季出現(xiàn)噪音，應(yīng)用“蛋殼”底層噴涂纖維

大劇院有著極其龐大的“蛋殼”屋蓋，為了避免對結(jié)構(gòu)荷載造成影響，該劇院在屋蓋上應(yīng)用了鈦金屬進(jìn)行裝飾。鈦金屬裝飾雖然有著一定的優(yōu)勢，但是其中也存在著一些問題，如：在下雨天氣時(shí)，雨點(diǎn)和金屬屋面的撞擊會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)產(chǎn)生一定的雨噪聲。針對這種現(xiàn)象，清華大學(xué)建筑物理實(shí)驗(yàn)對雨躁聲的隔絕、以及屋蓋結(jié)構(gòu)的空氣聲隔聲進(jìn)行了深入的研究，通過多次的研究實(shí)驗(yàn)，最終提出了可行性方案并且進(jìn)行了實(shí)施。將25毫米厚度的K-13纖維素吸聲材料噴涂在屋蓋底層，以此來避免雨季出現(xiàn)雨躁聲。根據(jù)實(shí)驗(yàn)標(biāo)明，在未實(shí)施該方案時(shí)，屋蓋空氣聲隔聲量僅僅在Rw=37dB。但是噴涂25毫米厚度的K-13纖維素吸聲材料之后，其隔聲性能則提升至Rw=47dB。當(dāng)雨強(qiáng)為1mmmin的大雨時(shí)，雨滴撞擊屋蓋面的隔聲量則達(dá)到Lpn，w=40dB，劇院大廳室內(nèi)的噪聲則不超出25dB（A）。由此可見，在屋蓋面涂抹25毫米厚度的K-13纖維素吸聲材料能夠在很大程度上提升隔聲性能，其主要原因是首先，當(dāng)纖維素噴涂在厚鋼板上時(shí)，可以達(dá)到實(shí)現(xiàn)聲阻尼作用，不僅針對鋼板的震動(dòng)模式有所改變，而且對于中低頻的隔聲性能也有了一定的提升;其次，纖維素材料是較密實(shí)的顆粒狀且較為粘稠，因此，在噴涂之后，會(huì)起到一定的密封的效果。除此之外，纖維素噴涂材料也有著極其完善的吸聲性能。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)表面，噴涂完25毫米厚的纖維素之后，其降噪系數(shù)NRC達(dá)到0.75。將纖維素噴涂在大劇院的屋蓋面上，可以在很大程度上降低大廳內(nèi)的混響，進(jìn)而加強(qiáng)提升了語言的清晰度。另外，噴涂纖維素還有著極其完善的保溫隔熱效果，尤其在建筑節(jié)能效果上更為顯著。纖維噴涂吸聲材料在國外較為先進(jìn)的國外已經(jīng)應(yīng)用的越來越廣泛，但是我國大劇院是第一次使用這種材料。由于纖維噴涂吸聲材料有著環(huán)保、防火、完善的聲學(xué)、方便施工等優(yōu)勢，在后期一定會(huì)有這更加長遠(yuǎn)穩(wěn)定的發(fā)展。

3? 音樂廳安裝GRC聲擴(kuò)散裝飾板的分析

經(jīng)過各大升學(xué)家對音樂廳設(shè)計(jì)的研究，其對于聲擴(kuò)散的重要意義有了高度的重視。根據(jù)聲學(xué)家對維也納金色大廳的研究表明，其音質(zhì)效果的完善，主要是因?yàn)轫斆嬖寰煨秃蛪γ嫔系母〉?，所產(chǎn)生的聲擴(kuò)散。將4厘米厚度的GRC，也就是所謂的增強(qiáng)纖維水泥成型版，應(yīng)用在在音樂廳的頂棚、以及墻面。頂棚上的GRC裝飾在視覺上其效果屬于較為凌亂的溝槽，而側(cè)墻GRC的表面則是起伏的現(xiàn)象，其這種造型主要是為了起到擴(kuò)散反射聲音的作用。平面反射的聲音和鏡子所差無幾，如果部分區(qū)域聲音的強(qiáng)烈反射，會(huì)對整個(gè)音質(zhì)有著重中之重的影響，擴(kuò)散反射和被磨毛的烏玻璃有相同的特點(diǎn)，其不僅聲音反射的更加柔和、均勻，而且通過GRC板，也能科學(xué)合理的避免出現(xiàn)低頻吸收的現(xiàn)象，進(jìn)而加強(qiáng)提升了廳內(nèi)的低頻混響時(shí)間，使得大提琴、管風(fēng)琴、以及大管等低音效果的設(shè)備更加具有震撼力。除此之外，將和歌劇院墻面相同的柵狀間隔的MLS擴(kuò)散墻面應(yīng)用在舞臺(tái)的側(cè)，這樣不僅能擴(kuò)散反射來自舞臺(tái)的聲音，而且也能為演出者提供極其完善的聽聞效果，最終使得表演團(tuán)隊(duì)的表演水平有所提升。

4? 大劇院金屬透生裝飾網(wǎng)的應(yīng)用

長時(shí)間以來，設(shè)計(jì)師對于劇院的體型問題有所苦惱。長方體型的劇院雖然方便反射聲音，并且其音質(zhì)效果更加顯著，但是視覺效果過于傳統(tǒng);橢圓形的劇院雖然會(huì)促使聲音聚焦的效果更好，音質(zhì)卻不如長方體型的劇院，但是其視覺效果卻要更為完善。將透聲裝飾網(wǎng)安裝在劇院的墻面上，可以有效的解決室內(nèi)聽覺效果和視覺效果上存在的問題。該透生裝飾網(wǎng)為金色網(wǎng)狀，且形狀呈弧形，其不僅看上去和墻所差無幾，而且也可以穿透聲音。再加上由于該裝飾網(wǎng)為弧形，且其后面為長方形的墻體，如此一來，便會(huì)使得聽覺效果為長方形、視覺效果為弧形。為了加強(qiáng)提升金屬透聲網(wǎng)的實(shí)際效果，并且避免大音量的劇場揚(yáng)聲器因?yàn)槌霈F(xiàn)共振，而出現(xiàn)的異響，在實(shí)際施工之前，應(yīng)先安裝不小于二十平方米的墻面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過聲學(xué)測試合格以后，方可進(jìn)行實(shí)際的施工。

5? 劇院木裝飾板頂層混凝土的覆層

劇院的頂棚應(yīng)是通過實(shí)木板進(jìn)行拼裝組成的，可以將體積較大的橢圓形燈帶安裝在其中，通過側(cè)墻金色網(wǎng)的照耀，會(huì)使的廳內(nèi)古典而不識(shí)別致。同時(shí)，為了避免頂棚因?yàn)槟景宥霈F(xiàn)的不良低頻吸收，在實(shí)際施工的過程中，應(yīng)以頂棚作為模版，在模版上澆筑4厘米厚度的混凝土，如此一來，不僅使其重量有所提升，而且也在很大程度上加強(qiáng)提升了低頻反射的實(shí)際效果。

6? 觀眾廳的聲學(xué)軟座椅

某劇院在觀眾廳的軟座椅采用的是人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，這種舒適的聲學(xué)軟座椅，不僅讓觀眾更加舒適、外形優(yōu)美，而且也在一定程度上有著吸聲的作用。觀眾廳內(nèi)觀眾所發(fā)生的聲音不可忽視，為了對大量觀眾的吸聲量做出控制，聲學(xué)座椅的吸聲系數(shù)一定要保證符合相關(guān)設(shè)計(jì)要求。無論是座椅的織物面料、軟度的厚度和面積、以及聚氨酯內(nèi)填料都應(yīng)經(jīng)過極其嚴(yán)格的審核。如此一來，在符合觀眾廳吸聲設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，也能保證座椅在有沒有的情況下，都有著相同的吸聲系數(shù)，進(jìn)而使得觀眾廳內(nèi)無論是滿場、空場、還是部分上座率等不同觀眾人數(shù)下，都能達(dá)到統(tǒng)一的室內(nèi)聲學(xué)效果。另外，該劇院在批量生產(chǎn)聲學(xué)軟座椅階段，僅僅事先預(yù)定了18把樣品，并且在清華大學(xué)建筑物理實(shí)驗(yàn)室，對其進(jìn)行了坐人或者空椅的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)，以吸聲實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，對其不適當(dāng)?shù)膮^(qū)域進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整，當(dāng)其滿足要求后，方正式進(jìn)行了批量生產(chǎn)。

7? 總結(jié)

綜上所述，通過本文對劇院建筑聲學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用的分析，想要使劇院的整體效果更加完善，就應(yīng)在實(shí)際施工的過程中，不僅要以相關(guān)要求為基礎(chǔ)，而且也需要聲學(xué)專家不斷的摸索和研究?；诖耍疚膬H針對音樂廳安裝GRC聲擴(kuò)散裝飾板、金屬透生裝飾網(wǎng)的應(yīng)用、木裝飾板頂層混凝土的覆層、以及應(yīng)用“蛋殼”底層噴涂纖維進(jìn)行了闡述，希望可以為相關(guān)工作者提供幫助。

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