劇院廳堂室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計要點

劇院廳堂室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計要點歌劇院、音樂廳、戲劇院等觀演空間實際上是音質(zhì)第一的聽音場所。這些文化建筑往往投資巨大,若音質(zhì)不佳,實乃資源、經(jīng)費的巨大鋪張。注意表演廳堂的形體、容量、地面起坡、邊界面的布置和外表處理等要點的設(shè)計,是保證劇院室內(nèi)聲學(xué)效果的重要支持。例如:要保持聲音響度,需要合理的廳堂體型、觀眾席起坡設(shè)計及充分早期反射聲;要保持聲音的勻稱分布,除了合理的體型還需恰當?shù)穆暭刑幚韰f(xié)作;掌握適當?shù)拿孔莘e及吸聲、反聲的正確選擇、布置則是最正確混響的保證。

觀眾區(qū)平面設(shè)計

作為表演廳堂最根本的組成局部觀眾區(qū),其體型設(shè)計是廳堂內(nèi)部優(yōu)良音質(zhì)的先決條件。歐洲古典的歌劇院,多采納古典風(fēng)格的馬蹄形或接近馬蹄形的“U”形平面。其特點是容量大、視距短,而設(shè)置于周邊的層層包廂、繁瑣浮雕裝飾起到良好的聲集中作用。維也納國家歌劇院、巴黎伽涅爾歌劇院、倫敦考文特花園皇家歌劇院等均為馬蹄形平面。但其缺陷是聲學(xué)處理較麻煩,簡單造成沿邊反射,甚至消失聲聚焦,且臺口兩側(cè)的觀眾視覺效果較差?，F(xiàn)在使用的馬蹄形是改良版,臺口兩側(cè)不再設(shè)觀眾席,會處理成斜面,增加中前區(qū)觀眾席的側(cè)墻早期反射聲。美國的肯尼迪演藝中心便是采納此種方式。

現(xiàn)代風(fēng)格劇院的觀眾區(qū)平面形式則有更多的選擇矩形、鐘形、扇形、多邊形及復(fù)合形等。如:法國巴士底歌劇院采納的是鐘形;東京新國立歌劇院是矩形和扇形的結(jié)合。矩形平面的優(yōu)點是規(guī)整、構(gòu)造簡潔,聲能分布勻稱;但兩平行側(cè)墻之間簡單產(chǎn)生抖動回聲,不過,可通過墻面處理解決。如杭州大劇院便將矩形觀眾區(qū)的兩側(cè)墻面做成鋸齒外形,避開可能產(chǎn)生的抖動回聲。扇形平面的觀眾容量較大,但偏遠座較多,后排座視距較遠,難以接收直達聲,且池座大局部座席幾乎得不到側(cè)墻的早期反射聲。鐘形平面與矩形平面根本相像,也可以說是矩形的一種改良形式。其偏座區(qū)比扇形平面少而構(gòu)造可按矩形的處理(一樣容量狀況下)。臺口兩側(cè)漸漸收攏的斜墻面為觀眾區(qū)供應(yīng)了早期反射聲。法國巴士底歌劇院、上海大劇院即是這方面的典型例子。

隨著音樂、劇目的多樣化進展,對劇院表演廳的要求日趨多功能化,要求有敏捷變化觀眾廳容量空間及符合多種需要的聲學(xué)效果等。由此產(chǎn)生的復(fù)合式平面利用高科技實現(xiàn)廳堂進展敏捷多變的組合或拆分。但復(fù)合形平面多變的空間模式除了建聲之外還需要電聲系統(tǒng)的協(xié)作,且設(shè)備和構(gòu)造等比擬簡單,造價昂貴。國外許多現(xiàn)代多功能劇院為適應(yīng)多種劇目、音樂會的表演需求,多采納此形式。

觀眾區(qū)容積、起坡、挑臺設(shè)計

自然聲演出的廳堂,由于自然聲源聲功率有限,為確保到達肯定的音節(jié)清楚度,要掌握適當?shù)膹d堂容積量。固然,不同類別的聲源聲功率及廳堂用途,其最大容積量也不同。廳堂的總?cè)莘e量也打算著觀眾的吸聲量,進而對混響時間產(chǎn)生影響。適當?shù)拿孔莘e既可削減吸聲材料的使用,也保證了最正確的混響效果。

而針對觀眾區(qū)簡單消失的掠射汲取現(xiàn)象,就必需重視觀眾席的起坡度尺寸設(shè)置。一般狀況下,池座前后排高差不小于8cm,樓座前后排高差不小于10cm。假如出于功能需求,觀眾席必需是水平的,可考慮抬高聲源位置削減掠射汲取,并利用反射面給后排供應(yīng)前次反射聲,彌補后排聲壓級的缺乏;或做成可升降地面。

觀眾區(qū)的挑臺簡單對頂棚的反射聲構(gòu)成遮擋,雖然在聲波衍射作用下,挑臺下部空間在開口四周可接收到低頻反射聲,但缺乏高頻反射聲。挑臺下空間深處的反射聲則更少,這導(dǎo)致聲音飽滿度欠佳,這種音質(zhì)缺陷稱聲影區(qū)。掌握挑臺下部空間開口高度和深度的比值,在挑臺下頂棚及將后墻傾斜做反射面,補充早期反射聲可以改善此缺陷,但效果有限。

反射面及集中體的運用

當混響時間較長,聲音的飽滿度上升,其清楚度便會下降,這是音質(zhì)設(shè)計常會遇到的沖突。選擇最正確混響時間是解決的方法之一,而設(shè)置反射面制造反射聲加強直達聲是另一種兩全方法,這同時滿意了觀眾對聲音的飽滿度與清楚度的要求。但要留意盡可能制造有益于音質(zhì)表現(xiàn)的早期反射聲,削減延時反射聲,還有保證觀眾區(qū)的前中座接收到充分的早期反射聲。

頂棚算是觀眾區(qū)較大的反射面。從聲線分布看,鋸齒式、集中體式、浮云式三類頂棚能給全區(qū)尤其是前中座供應(yīng)充分的早期反射聲,其平面外形的選擇自由度也較大。而平面式、折線式、弧面式三類頂棚則會將大局部聲音反射至后中座,令前排缺少反射聲。因此,此三類頂棚需要參加側(cè)墻的反射聲作用。除了頂棚,反射面也可設(shè)置于側(cè)墻下部、后墻上部等位置。有需要時,跌落式挑臺的欄板、觀眾區(qū)分割隔斷也可作為專設(shè)側(cè)向反射板。善用各方位反射面可以滿意對音質(zhì)要求同樣嚴格卻體型各異的廳堂。

然而,各反射面供應(yīng)的定向反射聲簡單造成音質(zhì)生硬感。這便需要集中體進展多方位的散射,既減輕音質(zhì)生硬感,又保證觀眾區(qū)每個座位之間不存在明顯聲壓級差,保持了室內(nèi)聲場勻稱。集中體可以設(shè)置在側(cè)墻上或懸掛在天花上,一般為大小不一的體塊或是凹凸不平的墻面。例如:鋸齒形墻面或墻面裝飾、凸出的包廂,甚至外露的構(gòu)造部件等等。像前文提到的歐洲古典劇院,其美麗的音質(zhì),除了得益于廳堂的體型設(shè)計,也得益于其室內(nèi)的裝修處理(包廂、繁復(fù)裝飾)所產(chǎn)生的聲集中。

細節(jié)處的噪聲掌握

音樂廳、劇院的表演廳堂對室內(nèi)背景噪聲的要求很嚴格,由于不同程度的噪聲會影響低頻聲的傳播。觀演建筑的噪聲掌握分為建筑噪聲掌握及室內(nèi)噪聲掌握。建筑噪聲掌握首先涉及到建筑位置的選擇,一是盡可能遠離噪聲與振動源;二是要進展選地環(huán)境噪聲、振動測量及仿真猜測。如此,能為建筑圍護構(gòu)造的隔聲需要供應(yīng)設(shè)計依據(jù),到達掌握室內(nèi)噪聲的需要及標準。而室內(nèi)噪聲掌握是針對表演廳堂內(nèi)部噪聲振動源的處理。主要包括空調(diào)設(shè)備、給排水設(shè)備、變壓器、機電房,某些燈光、舞臺機械設(shè)備,甚至相鄰區(qū)域空間通過空氣或固體(墻面、天花、地面)傳聲傳入的噪聲和振動等,這都會對表演廳堂的寧靜需求造成干擾。

上海大劇院便曾存在這樣的問題。曾有樂迷在上海大劇院觀看演奏之后表示,“現(xiàn)場聲音模糊,演奏及演唱效果,像隔了一層紗,細節(jié)聽不清”考察過上海大劇院的聲學(xué)專家認為,其用于隔音防噪的雙層墻體沒有完全封閉,墻體雖然是雙層的,但頂板和底板相接處沒有做到完全隔斷。如此,廳外的聲音或空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)的低頻噪音便簡單通過空氣及墻面?zhèn)魅霃d內(nèi)?？梢?雖然建筑設(shè)計已解決了大局部的聲學(xué)效果問題,但不代表室內(nèi)設(shè)計裝修可以放松要求。大至各區(qū)域空間設(shè)計,小至一塊墻板的安裝技術(shù),都會影響到廳堂內(nèi)部聲音的完善呈現(xiàn)。