摘 要：介紹了演藝中心歌舞劇院的聲學設計內容，包括建筑體型設計、混響時間設計及木格柵設計等，用計算機音質模擬對設計進行了校正，用竣工檢測進行了聲學驗收，竣工后的劇院設計參數達到規范要求及預期，聲場效果良好。

　　關鍵詞：劇院;建筑聲學設計;擴散;混響時間;聲場不均勻度

　　1 工程概述

　　天津濱海新區文化中心位于天津市濱海新區中心商務區，于 2017 年 10 月 1 日開始運營，是濱海新區從增強文化軟實力、促進文化大發展大繁榮出發，建設的一項標志性文化工程。 文化中心包含三館兩中心一長廊，分別為濱海圖書館、濱海美術館、濱海科技館、濱海演藝中心、濱海市民活動中心、文化長廊，其中濱海演藝中心定位為藝術跨界融合、文藝產業孵化、娛樂業態整合的藝術殿堂，力爭將其打造成為國內創新型演藝中心。

　　濱海演藝中心建筑設計方案由 Bing ThomArchitects 建筑師事務所和天津華匯工程建筑設計有限公司聯合承擔，內裝設計方案由天津華匯工程建筑設計有限公司獨立承擔，聲學設計顧問方為 天 津 大 學。 演 藝 中 心 總 建 筑 面 積 約 為25 000 m2，包含 1 400座專業歌劇院、400 座多功能實驗劇場、排練廳和其他輔助設施房間。 由開敞通透的玻璃幕墻覆蓋的公共空間與室外景觀遙相呼應，塑造出一個開放的、公共參與的演藝中心形態[1]。

　　2 歌舞劇院功能及建筑概況

　　歌舞劇院主要承接大型歌舞劇、音樂劇以及綜藝晚會的演出，并兼顧交響樂、會議和語言類節目的需要。 歌舞劇院建筑平面略呈馬蹄形，樓座由觀眾廳后部延伸至兩側;觀眾廳內舞臺開口為17 m × 10. 25 m;舞臺臺口至池座后墻最大水平距離為 25. 1 m，舞臺包括主舞臺、左右側舞臺;觀眾席 最 大 寬 度 為 27. 2 m;樓 座 下 開 口 高 深 比 為3. 875 5∶ 5. 143 7 = 1 ∶ 1. 33，符合規范大于等于1∶ 1. 5要求;池座觀眾席共 19 排，前后高差(總起坡)為2. 14 m，平均起坡為0. 12 m;樓座觀眾席11排，前后高差( 總起坡) 為 3. 85 m，平均起坡為0. 35 m。 觀眾席前部設升降樂池;劇場主揚聲器設于臺口前部天花主音箱橋內，為暗藏式，左右設置拉聲像音箱;音控室、燈控室設于池座后墻的中部，追光室位于樓座后墻中部。

　　3 歌舞劇院主要建筑聲學設計

　　指標根據劇院使用功能及規模的不同[2]，同時參考業主方的使用要求，最終確定廳內聲學的音質參量指標，并作為聲學設計及室內設計必須考慮的原則。

　　4 歌舞劇院建筑體型設計

　　4. 1 建筑平面設計原建筑平面呈內凹形，會形成聲聚焦，為了消除聲缺陷，在墻面反射區域做凸弧進行擴散處理，會形成更加均勻的聲場效果;臺口八字墻區域需要為觀眾席前區觀眾提供前次反射聲，能為該區域 觀 眾 提 供 環 繞 感， 豐 富 聽 眾 的 觀 演 感受[3⁃4]，因此，此處形狀需要重點設計。

　　4. 2 建筑剖面設計從規范規定的每座容積確定吊頂的大致高度，以及根據室內聲場效果的分布，確定吊頂的最終形式。從中可以看出，聲音經吊頂反射后，能覆蓋到觀眾席的所有區域，且分布均勻，聲場效果良好。

　　5 木格柵設計前面

　　4. 1 小節提到，為使觀眾席區域能獲得良好的反射聲，且聲場分布更加均勻，采取了多段弧形墻體設計。 因此，為保證視覺上的效果，墻體外飾面采用聲學透明的第二層“皮”，經多方討論，最終選用木格柵構造，格柵縱截面厚度為 25mm，2 個格柵間寬度為 67 mm，既能起到視線上的遮擋作用，又能獲得很好的裝飾效果。

　　為了進一步確定格柵構造的聲學性能，制作了 3 m × 4 m 的樣品，同時做了 2 種后襯材料，一種為無紡布，一種為音響布，在天津大學建筑物理環境與生態技術重點實驗室的消聲室進行聲學檢測，主要觀察吸聲系數及脈沖響應。 根據檢測結果，最終選定后襯音響布材料結構。 同時在Odeon 軟件中建立混響室簡易模型[5]，通過用實測數據與模擬數據進行對比，驗證了模擬結果的有效性，在模擬軟件中觀察測點的脈沖響應。

　　從檢測結果可知，木格柵整體構造幾乎不具備吸聲作用，該構造不會引起聲缺陷。 結合以上檢測結果及工程設計中認定，當構造穿孔率大于 20% 時，該構造不具備吸聲性能，則確定所用木格柵構造只起裝飾作用，不影響格柵構造后面材料的聲學性能[6]。6 觀眾廳表面裝修用材的聲學設計要求觀眾廳地坪及走道：觀眾廳地坪及走道采用龍骨架空木地板，將龍骨間隙填實，避免產生地板共振。

　　觀眾廳吊頂：為了保證足夠的聲反射及吊頂造型需求，吊頂選用 GRG 材質。觀眾廳側墻八字墻區 + 側墻前區：2 個區域需要進行聲反射，因此采用混凝土抹面，保證足夠的聲反射。觀眾廳側墻后區：該區域墻體需進行強吸聲設計，采用穿孔三夾板，具體構造為“穿孔三夾板(孔徑 5 mm，孔距 40 mm，板后附無紡布) + 100mm 礦棉 + 50 mm 空腔”。觀眾廳后墻：為了獲得較為平直的混響時間特性曲線，采用 2 種材料間隔布置方案，構造分別為“50 mm 離心玻璃棉(容重 32 kg / m3) + 100 mm空腔”和“穿孔三夾板(孔徑5 mm，孔距40 mm，板后附無紡布) + 100 mm 礦棉 + 50 mm 空腔”。觀眾廳樓座欄板：為避免聲音經欄板反射造成聲缺陷，本方案中欄板位置進行了吸聲處理，具體措施為木格柵后粘貼 25 mm 玻璃棉。舞臺墻面：舞臺空間較大，為了避免它與觀眾廳之間因耦合空間產生不利影響，應保證舞臺空間內的混響時間與觀眾廳內混響時間基本接近[7]。

　　在舞臺墻體第 1 層馬道以下位置(包括側臺)布設吸聲材料，具體構造為“12 mm 埃特板(穿孔率 8% ) + 50 mm 離心玻璃棉 ( 容重 32kg / m3) + 200 mm 空腔”，并應在 3 m 以下墻體做局部加厚處理，防止道具等的沖撞造成材料損壞。7 計算機模擬分析設計完成之后，需采用計算機模擬軟件對聲場環境進行模擬，模擬采用丹麥 Odeon 軟件，眾多工程案例可證明該軟件具備一定的可靠性，能起到對設計方案進行校正的作用[8]。

　　8 建聲測試結果及分析

　　從測試結果中可以看出：

　　1)空場中頻混響時間為 1. 4 s，低頻混響時間滿足規范要求的比值范圍，略超出中頻混響時間1. 3 倍，中高頻混響時間曲線基本平直，按滿場混響時間低于空場混響時間 0. 2 s 的經驗，在本項目中，當空場混響時間實測值為 1. 6 s 時，則滿場混響時間與設計值相符，推測混響時間實測值小于設計值的原因可能是由于木格柵構造吸收了部分聲能量;2)音樂明晰度 C80 是用來描述音樂明晰程度的指標，觀眾廳內大部分區域 C80 指標參數在1 ～ 3 dB 之間，表明劇場廳內明晰度合適，能很好地表達出音樂的層次感;3)語言清晰度 D50 是用來評價廳堂內語言聲是否清晰的重要參數，所有倍頻程 D50 參數均大于 0. 6，表明劇場內語言聲清晰，為營造良好聲場環境提供了保障;4)在整個廳堂中布置18 個測點，測得的最大聲壓級為 68. 5 dB，最小聲壓級為 60. 8 dB，聲壓級差為 7. 7 dB，小于 8 dB，可認為整個廳堂聲場分布均勻，效果良好。

　　9 總 結

　　前期的廳堂建筑聲學設計、計算機輔助模擬及后期聲學檢測表明，演藝中心歌舞劇場混響時間設計基本達到預期，混響時間特性曲線符合規范、聲場分布均勻，具有一定的豐滿度和清晰度，整體表明竣工的劇場聲學環境滿足使用要求，能為觀眾提供良好的聲場效果。 此外，演藝中心劇場已投入使用多年，多個演出團體及觀眾對劇場的演出效果給予了高度評價。 濱海新區文化中心演藝中心歌舞劇院為豐富市民業余文化活動提供了重要場所，擔負起了濱海新區文化新地標的重任。

　　參 考 文 獻：

　　[1] 華匯設計 HHDesign. 華匯設計 HHDesign《天津濱海文化中心》 首發座談會圓滿舉行[ EB/ OL]. (2019⁃04⁃23 ) [ 2021⁃12⁃06 ].

　　[2] 劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范：GB/ T50356—2005[S]. 北京：中國建筑工業出版社，2005.

　　[3] 中國建筑科學研究院建筑物理研究所. 建筑聲學設計手冊[M]. 北京：中國建筑工業出版社，1987.

　　[4] 柳孝圖. 建筑物理[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2019.[5] 楊君，曹偉. 建筑聲學仿真軟件 ODEON 在混響室設計中的應用[J]. 環境技術，2019，37(4)：127⁃132.

　　[6] 鐘祥璋. 建筑吸聲材料與隔聲材料[M]. 北京：化學工業出版社，2012.

　　作者：陳 航1，劉 剛2