剧场建设中的建筑声学问题

【摘要】本文主要从剧场建设的前期准备、主声源的变化、各墙面与声源的关系的处理、关于降噪、剧场建筑声学中应注意的问题四个方面对剧场建设中的建筑声学问题进行探讨。

【关键词】剧场；建筑声学；问题

中图分类号：TU112文献标识码： A

一、前言

经济的发展促进了科学的进步，也使建筑声学得到了广泛的应用，与其是在音乐厅及剧场的建设中，吸音及混响的应用及处理，使其演出效果达到了理想的状态。

二、剧场建设的前期准备

1、重视剧场的功能定位

剧场建设方必须重视、合理确定剧场的功能定位，不宜过分追求多功能要求。具体来说：剧场属功能性建筑，其使用功能应科学合理确定；多功能剧场应确定主次功能，不宜并列全能高标准；要根据实际需要、技术可行、投资经济合理三原则平衡确定。对于剧场的功能定位，有以下建议：

（一）歌剧院。以歌剧、音乐剧为主，可兼用于戏剧、芭蕾和音乐会（设舞台音乐罩）演出。

（二）剧场。以戏剧为主，可兼用会议。

（三）专业音乐厅。仅用于交响音乐会等各类音乐演出，不宜兼其他功能。

（四）大型会堂。以大型会议为主，可兼综艺演出。

（五）中小会议厅。以会议为主，可兼电影放映。

（六）大型体育馆。以体育比赛为主，可兼大型综艺演出等。

2、选择好的建声设计单位和设计师

要注意选择好剧场建声专业的设计单位和设计师，要正确对待中方与外方的设计单位和设计师（包括建筑设计和建声设计）。清华大学建筑学院的燕翔老师曾将声学设计单位、工程业主单位、施工单位比作为医、患、药三个方面，这个比喻还是比较形象的。一名患者患病了，一定要找好的医生，吃好的药，才能将病治好；在剧场建设中这个道理同样适用。现在建声设计市场上存在这种情况，有的是正规的专业单位，有的则是设备厂商和材料供应商兼做建声设计，这就要求业主单位做出正确的判断和选择，一定要选择正规的专业单位进行声学设计，才能保证好的声学效果。

三、主声源的变化、各墙面与声源的关系的处理

如前所述，我国近代建设的剧场与西方的歌剧院有着很大差别。西方的歌剧院观众席为立体式，楼层多、包厢多，底层观众席并不多，仅占总数的1/3～1/4，有的更少。观众离声源近，一般都靠自然声。而我国的剧场大多为扁平式，一般仅二层，底层的观众席占绝大多数。场地较长，前后排之间的距离大多超过 30m，观众与演员之间的距离变化大。为防止回声，后墙通常都做吸声处理，导致后排的声能严重不足，必须借助于电扩声。在正常情况下，主扬声器应安放在台口的上方。此时，声源已不在舞台面，各反射面应该如何处理？

1993 年国家大剧院筹备办和清华大学建筑系共同对十多个剧场做了测试，通过数据分析，寻找在剧场中声压级的实际分布情况。当时的实验是在舞台上设置一个12面体作为声源，得到的观众厅声压级的分布情况与赛宾公式基本相符。但由于舞台空间和挑台的影响也带来了一些差异，在电扩声为主的情况下，声源将是舞台口上方的扬声器，那将会得到怎样的结果？目前在许多设计中，天棚的反射面仍以舞台的声源为主来设计，这些情况应该做些研究和探讨。

四、关于降噪

1、空调机房、风机房等应远离观众厅上述设备房如确需与观众厅隔墙设置时,应增加该部分墙体的隔声措施,并在空调机房、风机房内部做吸声降噪处理,以及为机器做良好的隔振减振措施。个别有一定噪声的空调通风设备、设施如需安置(或吊装)在放映机房或办公、大堂等区域时,除应有良好的减振措施外,还应为上述设施制作隔声罩,但绝对不允许安装在观众厅空间范围内。

2、通风管道的降噪措施

空调通风管道、消防排烟管道等不能串厅布设；要控制管道和进、出口的风速不能过高；通风主管道应增加多节必要的消声设施,以衰减借助通风管道传入观众厅的主机噪声。观众厅内部,建议使用高分子材料的空调通风管道。

3、其它管道的噪声控制

像雨水管、落水管等经常有水流流动的管道,应尽量避免在观众厅内部空间布设。如果房屋结构中已布设了雨水管、落水管等,而且无法移动,就要求将上述水管(尤其立管部分)做旋流处理以及必要的隔声处理。

4、要注意处理好楼板撞击噪声

如果观众厅楼板上方是营业用的舞厅、歌城等能发出很强撞击噪声的场所,要考虑增加一定的减振隔声措施。除在楼板敷贴减振材料以及吊顶增加吸声材料以外,必要时还可增加弹簧隔声吊顶等。但针对非常强烈的撞击噪声,还要考虑到围护隔墙的固体噪声传递影响。因为没有任何隔振措施的砖混结构,其撞击声的理论值衰减量只有0、02~0、20dB/m。

5、注意孔洞与隙缝产生的透声

由于声波的衍射作用,围护结构的空洞和隙缝对隔声效果影响很大。有数据表明,孔洞面积占整片围护结构面积1%时,结构隔声量不会超过20dB。而且孔洞与隙缝的面积越大,透声频率越低。所以,施工中要特别注意观众厅分隔墙的孔洞与隙缝的封堵问题。

五、剧场建筑声学中应注意的问题

白瑞耐克教授认为:一个音乐厅的声学特性取决于音乐厅的室内容积、内部体形、室内表面材料的密度、座椅的类型和材料、地毯及观众席的面积。剧场的声学特性也是如此，为实现剧场的基本功能要求,下述几个问题必须注意:

剧场的内部平面形状或称体形,是剧场设计首先遇到的一个基本问题,也是决定音剧场声学效果的一个重大问题。体形选择得当,事半功倍。体形选择不当,剧场就有先天缺陷,很难弥补。音乐厅的内部平面形状,有长方形、扇形、六角形、圆形、椭圆形、多边形、梯田山谷形、马蹄形等。在这几种体形中,有些形状是不宜用于剧场的建设,如扇形。从现在已建成的音乐厅来看,至今没有发现扇形音乐厅的声学性能是令人满意的。此外如椭圆形、圆形,在音乐厅声学设计上,也忌讳采用这种形式。从声学性能上来说,体形最佳的是长方形。

根据混响时间的赛宾公式,混响时间与二个因素相关:室内容积和室内总吸声系数。据世界上8个最佳的音乐厅统计:平均座位数为1950个,平均室内容积为17,400立方米,平均满座混响时间为1.9秒。À照此计算,平均每座的室内容积为8.923立方米。因此,每座室内容积取8-10立方米是合适的。这个指标,目前修建的音乐厅,多数是可以达到的。

现在修建剧场中,最易发生问题的是室内墙面材料,天花板材料的使用,即白瑞耐克教授所说的室内表面材料的密度。为什么他用“密度”这个词呢?因为对室内表面材料来说,关键是它的吸声系数。通常,密度越小的材料越吸声,吸声系数越大；而密度越大的材料越不吸声,吸声系数较小。现在许多人认为剧场的内装修材料应该用木材,甚至认为,木材用得越多,声音越好。这种说法,至今没有找到充分的理论依据。与此相反的是,最好的剧场,维也纳金色大厅墙和天花板都是钢丝网泥灰,仅舞台四周是用中等厚木板；波士顿交响乐大厅则除舞台罩是2厘米厚的木板外,墙和天花板均为钢丝网泥灰；阿姆斯特丹音乐厅则全部墙和天花板均用钢丝网泥灰。bk现在的许多木质内装修,主要是用背后做龙骨,上面装木工装饰板的做法。这种背后有空隙的薄木板,是一种低频吸声器,是许多现代剧场混响时间偏短,特别是缺乏低频反射的重要原因。

六、结束语

总之，在剧场的建设中，建筑声学的应用使其效果达到了最佳的效果。在设计及其整体规划时，就应对其声学效果进行规划，保证其建成后的声学效果达到最佳。

参考文献：

[1]华天.剧场建设中的建筑声学问题.音乐艺术(上海音乐学院学报).2013年3月，第2期，16-18.

[2]章奎生.从建筑声学专业谈我国剧场建设应予注意的问题.演艺科技.2012年4月，第4期,43-47.

[3]周永峰.浅谈影院建设中的建筑声学.现代电影技术.2013年10月，第9期，52-53.