重庆大剧院建筑声学设计浅析重庆大剧院建筑声学设计浅析.docVIP

重庆大剧院建筑声学设计浅析 The Analysis of Architectural Acoustics Design of Chongqing Theater 1 引言 重庆大剧院地处长江和嘉陵江交汇的江北城江北嘴，包含一个1850座的大剧场（含乐池88座）和一个930座的中剧场（含乐池75座），总投资约16亿元。大剧场具备接待世界级优秀艺术表演团体演出的条件和能力，主要供大型歌剧、舞剧、芭蕾舞、交响乐演出及大型综合性文艺演出。中剧场主要用于中小型歌舞、戏曲、话剧、声乐、小型管弦乐、室内乐和民乐等演出。 重庆大剧院项目业主为重庆市江北嘴中央商务区开发投资有限公司；该项目由德国gmp国际建筑设计有限公司和华东建筑设计研究院有限公司联合设计；德国昆克（Kunkel）国际顾问公司负责舞台技术及舞台灯光系统设计；德国米勒BBM声学顾问公司负责建筑声学及室内声学设计。 重庆大剧院建筑声学设计包含三个阶段，即方案阶段、扩初阶段以及配合建筑装修设计阶段，在每个阶段分别进行了剧场建声环境的计算机模拟、1：20实物缩尺模型、装修材料的声学特性、座椅的声学特性以及隔声减振的构造提出具体声学要求等。通过以上各阶段科学严谨的设计，确保重庆大剧院具有良好的建声环境，满足各类演出的需要。 2 重庆大剧院建声设计 在剧场类观演建筑中，建筑声学设计作为建筑设计的重要组成部分，主要针对建筑自身形制进行研究，通过建声设计来克服由于建筑自身形制所带来的声缺陷，以及利用建筑自身形制尽可能的有效利用声能，并将声能在剧场内均匀分布，这一对看似矛盾的设计思路将贯穿整个建声设计的全过程。 在建声设计中对建筑自身形制的研究，主要通过计算机模拟和实物缩尺模型试验，通过以上两种模拟手段，可以对建筑声学参量进行计算，通过调整建筑形制，使各声学参量达到设计目标。建筑形制的调整包含建筑造型调整和建筑装修调整两部分，建筑装修调整在建声设计中较为普遍，应用得也较多；但对于那些通过装修调整无法解决的建声问题，只能通过建筑造型调整来克服，以上两种建筑形制的调整方式在重庆大剧院中均有体现。 对于剧场内最大的吸声体-座椅是建声设计最为关注的重点，特别是对混响时间要求较高的剧场来说尤其重要。重庆大剧院大剧场混响时间较长，对座椅的不同频率的吸声性能和空、满场的差异均提出了较高要求。 针对剧场类建筑，建声设计的另一个重点就是隔声减振，重庆大剧院建声设计在扩初阶段就对剧场内不同区域、不同楼层之间的隔声减振进行了详细的设计，确定隔声减振的声压级数值，以及不同声压级所对应的施工构造要求。 2.1 重庆大剧院建筑形制 2.1.1大剧场建筑形制 重庆大剧院大剧场观众厅平面形式为标准的马蹄形，容积约为19200m3，由池座、一层和二层楼座组成，池座后墙和楼座栏板均为圆弧型设计；另外，建筑师要求观众厅顶部 大剧场舞台采用典型的“品”字形舞台形式，舞台的容积约为56800m3，为观众厅体积的3倍，巨大的舞台空间通过镜框台口与观众厅相联系，建声设计应保证演员在舞台演出时能够获得和观众席一致的耦合空间声学效果（耦合空间效果：舞台混响时间过短演员不能把演出的声音充分传递给观众，舞台的混响时间过长演员得不到从观众厅回馈到自己耳朵的声能，则不能正确控制自己演出声音的平衡）。 大剧场观众厅与舞台区域的计算机模拟如图1所示： 图1 大剧场观众厅与舞台区域的计算机模拟图 2.1.2中剧场建筑形制 中剧场观众厅平面形式为标准的“鞋盒”形，由池座、一层楼座组成。中剧场计划用于大型的语言类演出以及小型音乐会，因此为满足两种不同的用途，建筑声学上采用了可调混响的设计，利用侧墙及后墙的吸音卷帘构造，来调整剧场的混响时间。 中剧场观众厅与舞台区域的计算机模拟如图2所示： 图2 中剧场观众厅与舞台区域的计算机模拟图 2.2 重庆大剧院建声环境计算机模拟 重庆大剧院大、中剧场的建声环境，采用瑞典CATT7.2m软件进行了计算机模拟，并计算在ISO 3382 : 1997 (E)规范中列出的物理可测量值，包括混响时间、低音比、清晰度、明晰度、重心时间、侧面声级和强度指标。 通过调整大、中剧场模型界面的声学参数，对以上指标分别进行了计算，使这些参数的取值尽可能达到经典剧场所要求的范围。大剧场混响时间的取值范围如图3所示。从图3中可以查出大剧场在125Hz-4kHz范围内的混响时间值，如表1所示。混响时间的取值基本都在1.65秒±10%的最优范围内，低频混响时间的增加对剧场音乐的温暖感指标十分重要，根据混响时间推算的剧场内低音比为1.18，按照白瑞纳克（Beranek）的相关理论，这个低音比的取值可认为是完美的。 图3 大剧场混响时间表 表1 大剧场混响时间值 频率（Hz） 125 250 500 1000 2000 4000 混响时间（s）