“天蟾逸夫舞臺(tái)”劇院修繕的聲學(xué)設(shè)計(jì)

夏 媛

（華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200070）

隨著時(shí)間的推移，城市文化設(shè)施慢慢變老，一些沉淀著文化和記憶的老劇院亟待修繕。將這些文化瑰寶一代一代地傳承下去，對(duì)越來越多的劇院進(jìn)行修繕是城市發(fā)展的需要。

在繁華喧鬧的上海市福州路，端坐著一座源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的“天蟾逸夫舞臺(tái)”劇院。這座928座的劇院，從2017年初開始，歷經(jīng)3年的修繕工程，于2021年大年初一正式展現(xiàn)在人們面前（圖1）。新的“天蟾逸夫舞臺(tái)”劇院音質(zhì)更為“清、透、潤(rùn)”，整個(gè)劇院的音質(zhì)效果得到升級(jí)。筆者有幸參與“天蟾逸夫舞臺(tái)”劇院修繕項(xiàng)目，深刻體會(huì)到老劇院修繕的聲學(xué)設(shè)計(jì)和新建劇院的聲學(xué)設(shè)計(jì)的異同。本文以“天蟾逸夫舞臺(tái)”劇院修繕的聲學(xué)設(shè)計(jì)為例，探究劇院的修繕聲學(xué)設(shè)計(jì)思路。

圖1 “天蟾逸夫舞臺(tái)”劇院（修繕前和修繕后）

關(guān)于如何進(jìn)行劇院修繕項(xiàng)目的聲學(xué)設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為，一般分為三個(gè)階段進(jìn)行：項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)的修繕目標(biāo)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)的修繕內(nèi)容和項(xiàng)目竣工后的修繕結(jié)果。

1 “天蟾逸夫舞臺(tái)”的修繕目標(biāo)

1926年開業(yè)的“天蟾逸夫舞臺(tái)”，是上海灘京劇“四大舞臺(tái)”之一，有著“遠(yuǎn)東第一大劇場(chǎng)”之譽(yù)，在梨園界一直有“不進(jìn)天蟾，不成名”的行話。本次修繕屬于“天蟾逸夫舞臺(tái)”第三次整體大修繕。

本次修繕的原因有三個(gè)。第一，歷經(jīng)近百年的劇院明顯老舊，裝飾效果過時(shí)，舞臺(tái)專業(yè)設(shè)備陳舊。第二，現(xiàn)在的演出形式越來越多元化，既有自然聲為主的京劇等演出，也有電聲為主的話劇、舞蹈等演出，這對(duì)劇院的環(huán)境和設(shè)備有更多的要求，原來的設(shè)備老舊，劇院的音質(zhì)效果也略“干”。第三，由于資金需要，原來的劇院部分區(qū)域租賃給書店，整體建筑功能略顯混亂，隨著文化產(chǎn)業(yè)的繁榮，人們對(duì)劇院的需求日漸增多，本輪修繕正好收回出租部分，將劇院打造成完整純粹的劇院建筑。

明確修繕原因后，結(jié)合GB/T 50356—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》以及業(yè)主的使用習(xí)慣，設(shè)定928座“天蟾逸夫舞臺(tái)”劇院的修繕目標(biāo)。

（1）中頻滿場(chǎng)混響時(shí)間RT：T60=1.20 s±0.10 s

（2）低頻比重BR：1.1～1.3（提高低頻RT可增加音樂豐滿度）

（3）側(cè)向反射系數(shù)LFE4：15%～35%

（4）聲場(chǎng)力度Gmid：-1 dB～2 dB

（5）音樂明晰度C80(3)：1.0～3.0

（6）初始時(shí)延間隙ITDG≤23 ms

（7）本底噪聲≤NR-30

（8）廳內(nèi)任何位置不得出現(xiàn)回聲、多重回聲、顫動(dòng)回聲、聲聚焦和共振等聲學(xué)缺陷。

2 “天蟾逸夫舞臺(tái)”的修繕內(nèi)容

在劇院修繕時(shí)，首先需要了解老劇院的聲學(xué)現(xiàn)狀。項(xiàng)目啟動(dòng)初期，筆者團(tuán)隊(duì)對(duì)劇院進(jìn)行修繕前的聲學(xué)測(cè)試和分析。測(cè)試結(jié)果表明：原觀眾廳的混響時(shí)間略低，聲場(chǎng)不均勻，反射聲偏少。

其次，建筑設(shè)計(jì)提出3個(gè)限制條件：觀眾廳體量無法變化；觀眾廳座椅不更換；觀眾廳“頂送側(cè)回”的送風(fēng)方式不改變?！坝休^多限制條件的定制設(shè)計(jì)”是劇院修繕聲學(xué)設(shè)計(jì)的核心要求。聲學(xué)設(shè)計(jì)只有因地制宜，發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，定制非標(biāo)設(shè)計(jì)，才能完成“修繕后提升音質(zhì)環(huán)境”的任務(wù)。筆者團(tuán)隊(duì)經(jīng)過仔細(xì)研究和探索，本輪修繕的聲學(xué)設(shè)計(jì)重點(diǎn)為以下六大內(nèi)容。

（1）改變觀眾廳側(cè)墻造型，使得觀眾廳聲場(chǎng)完備和均勻。

原觀眾廳的側(cè)墻向外傾斜角度較大，導(dǎo)致有效的側(cè)墻反射面比較少，觀眾席中前區(qū)缺少側(cè)墻反射聲，整個(gè)觀眾席反射聲不均勻（圖2）。本輪修繕設(shè)計(jì)時(shí)，改變側(cè)墻形式，設(shè)計(jì)朝向舞臺(tái)的裝飾面，這些裝飾面的反射聲覆蓋觀眾席中前區(qū)，彌補(bǔ)原本缺失反射聲的區(qū)域；同時(shí)，設(shè)計(jì)連續(xù)朝向舞臺(tái)的裝飾面，使得整個(gè)觀眾席有均勻的反射聲，每個(gè)座位的聽感基本一致（圖3～圖4）。

圖2 劇院墻面聲線分析（修繕前，紅色表示缺少反射聲區(qū)域）

圖3 劇院墻面聲線分析（修繕后）

圖4 觀眾廳墻面

（2）優(yōu)化觀眾廳八字墻造型，提高觀眾廳的親切感。

“天蟾逸夫舞臺(tái)”是黃浦區(qū)文物保護(hù)點(diǎn)建筑，主要墻柱結(jié)構(gòu)不能改動(dòng)。修繕過程中，著重優(yōu)化八字墻的裝飾面，把裝飾面設(shè)計(jì)成“兩段弧”造型（圖5），第一段弧度裝飾面成為第一塊側(cè)墻反射面，縮小第一塊側(cè)墻反射面的間距，使得初始時(shí)延間隙控制到19 ms，達(dá)到比較好的國(guó)際劇院的水準(zhǔn)（初始時(shí)延間隙≤23 ms），整個(gè)觀眾席聽聞的親切感優(yōu)秀。

圖5 觀眾廳“兩段弧”造型

（3）運(yùn)用厚重材料，提升觀眾廳的混響時(shí)間。

混響時(shí)間是劇院最重要的聲學(xué)指標(biāo)之一。而“天蟾逸夫舞臺(tái)”觀眾廳的面積和高度都無法改變，意味著觀眾廳的體積無法變化。另外，本輪修繕經(jīng)費(fèi)有限，劇院座椅需延用舊座椅，這就意味著觀眾廳的吸聲量也無法改變。經(jīng)過仔細(xì)計(jì)算和研究，取消原后墻的一些穿孔板，對(duì)整個(gè)觀眾廳墻面都做擴(kuò)散設(shè)計(jì)，并加大擴(kuò)散材料的面密度，采用40 kg/m2面密度的GRG板。采用較厚重材料后，觀眾廳的混響時(shí)間提升0.1 s，達(dá)到聲學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。

（4）提升觀眾廳聲場(chǎng)力度。

伴隨觀眾廳混響時(shí)間的提升，除了不得已的設(shè)備開口（音響口、面光口、耳光口和追光口），把厚重的擴(kuò)散材料用在墻面和頂面，觀眾廳的聲場(chǎng)力度提升2 GB。在自然聲演出狀態(tài)下，有利于演員展現(xiàn)渾厚的藝術(shù)功力。

（5）微擴(kuò)散處理使聲音聽上去更“潤(rùn)”。

觀眾廳側(cè)墻裝飾面在擴(kuò)散造型的基礎(chǔ)上，表面采用微擴(kuò)散處理（圖6）；后墻裝飾面做成品MLS聲學(xué)擴(kuò)散體（圖7）；頂面根據(jù)聲線分析，精確設(shè)計(jì)吊頂形式。整個(gè)觀眾廳反射聲分布完備和均勻，未出現(xiàn)聲音經(jīng)過后墻直接返回舞臺(tái)的反射聲缺陷，整個(gè)觀眾廳聲音很“潤(rùn)”（圖8）。

圖6 側(cè)墻微擴(kuò)散處理

圖7 后墻MLS擴(kuò)散體

圖8 劇院頂面聲線分析

（6）采用定制的“土建風(fēng)管消聲器”，有效抑制本底噪聲。

新建劇院通常采用“座椅下送風(fēng)”的送風(fēng)方式，這種送風(fēng)方式噪聲低。但是，老建筑修繕的局限條件在于劇院沒有條件設(shè)置靜壓箱，觀眾廳仍采用“頂送側(cè)回”的送風(fēng)方式，噪聲較大。同時(shí)，空調(diào)機(jī)房緊貼舞臺(tái)，暖通管線很短，這又給噪聲控制加大難度。聲學(xué)和暖通設(shè)計(jì)師一并研討，多次深化設(shè)計(jì)，最終采用土建管道內(nèi)設(shè)置特別定制的“土建風(fēng)管消聲器”（圖9），保證整體消聲量達(dá)標(biāo)。同時(shí)，嚴(yán)格控制管道風(fēng)速，最終把本底噪聲控制到NR-30，為觀眾創(chuàng)造一個(gè)安靜的觀演環(huán)境。

圖9 “土建風(fēng)管消聲器”和土建風(fēng)管

3 “天蟾逸夫舞臺(tái)”的修繕結(jié)果

經(jīng)過修繕的“天蟾逸夫舞臺(tái)”劇院，“外表”傳承古色古香，“內(nèi)里”在視覺和聽覺上都得到提升。2021年1月16日，“天蟾逸夫舞臺(tái)”試演《智取威虎山》（圖10）。上海京劇院舞臺(tái)監(jiān)督朱偉剛老師對(duì)場(chǎng)內(nèi)音質(zhì)效果很滿意，他表示：“現(xiàn)在的天蟾逸夫舞臺(tái)音色干凈而飽滿”。

圖10 《智取威虎山》試演照

對(duì)改善后的“天蟾逸夫舞臺(tái)”進(jìn)行空?qǐng)雎晫W(xué)檢測(cè)，最終測(cè)試數(shù)據(jù)均在聲學(xué)目標(biāo)范圍內(nèi)（表1）。

表1 竣工測(cè)試數(shù)據(jù)

對(duì)每個(gè)音質(zhì)參量的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)論如下。

（1）混響時(shí)間測(cè)量結(jié)果為中頻1.10 s（空?qǐng)觯?。本?xiàng)目的座椅（空?qǐng)觯┪暳勘容^大，與常規(guī)劇院座椅的滿場(chǎng)數(shù)據(jù)接近，因此，預(yù)計(jì)滿場(chǎng)中頻混響時(shí)間約1.10 s。聲學(xué)目標(biāo)是混響時(shí)間1.20 s±0.10 s，混響時(shí)間達(dá)到目標(biāo)值下限。

（2）混響時(shí)間頻率特性很好，即低頻有一定提升，中頻基本平直，高頻適當(dāng)下跌。

（3）早期衰變時(shí)間衰減特性與混響時(shí)間一致。

（4）明晰度（空?qǐng)觯┑臏y(cè)量結(jié)果C80為3.7，滿場(chǎng)時(shí)C80略有下降，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，說明廳內(nèi)音樂明晰度較高，音樂細(xì)節(jié)的可識(shí)別度較高。

（5）空?qǐng)稣Z言清晰度達(dá)到0.56，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，說明廳內(nèi)語言的可識(shí)別度好。

（6）空?qǐng)雎晥?chǎng) 力度Gmid為3.2 dB，滿場(chǎng)時(shí)Gmid略有下降，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，說明廳內(nèi)有合適的聲音強(qiáng)度。

（7）側(cè)向反射系數(shù)達(dá)到22%，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，說明廳內(nèi)側(cè)墻反射聲豐富。

（8）初始時(shí)延間隙19 ms，已經(jīng)達(dá)到國(guó)際比較好的劇院的水準(zhǔn)（初始時(shí)延間隙≤23 ms）。

（9）空調(diào)正常開啟后，觀眾廳背景噪聲滿足NR-30曲線，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

“天蟾逸夫舞臺(tái)”完成修繕，筆者從中深刻體會(huì)到老劇院的修繕考驗(yàn)設(shè)計(jì)師的智慧。只有“正視”限制條件，“傾聽”業(yè)主訴求，扎實(shí)分析劇院現(xiàn)狀，“對(duì)癥下藥”地特制聲學(xué)設(shè)計(jì)方案，方能取得劇院修繕的聲學(xué)設(shè)計(jì)的成效。