广州大剧院声学设计说明(1)

平立剖图
“圆润双砾”(扎哈·哈迪德)
声学设计全球首创
衡量歌剧院的声学条件主要有三个指标：第一是进场感，即哪怕在离舞 台最远的地方也能享受到声学上的亲近感；第二是清晰度，即不管坐在哪 个座位上，都能将歌词听得清楚；第三是声音优美，即能感觉出声音很丰 满，混响感很强。从测试效果来看，广州大剧院就达到了国际一流剧院的 声学条件。
混响时间
调节混响时间的措施 为了满足不同演出功能的需要，根据以往大 剧院装饰的经验，建议采取以下措施来调节 室内混响时间：与声学单位及专家充分沟通 后将剧场舞台对面的墙面与天花交界处GRG 预留凹槽用于悬挂升降吸音幕布的位置如果 演出要求的混响时间要求降低，可以放下吸 音幕布来降低室内混响时间，做到在使用过 程中也对混响时间进行调节。 另外可以在声音强度较大区域范围内的天花 上（一般会出现在舞台台口上方），在施工 过程中预留出悬吊反声体的吊点位置，通过 对整个剧场的声学测试的结果或在演出时某 个区域声音强度过大，可以在此处悬吊一定 数量的反声体对该处的声强进行反射，对该 处的声音强度进行调节。

世界一流完美音质效果
负责歌剧院声学设计的专家杜晓军表示，经过测试，广 州歌剧院的混响时间为1.6秒，与最初设计的目标吻合。 一般话剧演出或报告厅的理想混响时间是1秒，纯交响 乐演奏的理想时间是2秒，而歌剧院的声效既要达到让 观众听得清楚，又要保证伴奏音乐优美，所以就定位在 1.6秒。
天花材料


多功能剧场建筑平面为矩形，内部宽18米， 长26米。使用方式很灵活， 可谓“百变剧场”，可以通过12块5×5米的舞台机械升降台实现舞台和观众 厅的形式变换，而固定在气垫台车上的座椅，可以随着舞台形式的变换改变观 众座椅的排布方式。
← 一层视野一角。 可以看出各种 声波反射鳍片 和弯曲的楼板 底面形状、光 滑的材质。
厅堂扩声系统声学特性指标



《厅堂扩声系统声学特性指标》 (GYJ25-86)标准中“语言和音乐兼用”的扩声系统所规定的一级指标要求。 具体指标如下： （1）最大声压级：100Hz—6300Hz内平均值≥ 102dB； （2）传输频率特性：100Hz—6300Hz≤±4dB并符合包络框要求； （3）声场不均匀度：（中频1000Hz、6300Hz 低频100Hz）≤8dB； （4）传声增益：100Hz—6300Hz内的平均值≥ －8dB； （5）总噪声级：≤NR30； （6）各点的语言清晰度：＞0.65； 由于现执行的行业标准《厅堂扩声系统声学特性指标》(GYJ25-86)制定时间较早、指标偏低，根据实际需要， 目前新建剧场普遍指标较高，所以上述的部分声学特性指标在原有国家“音乐与语言兼用”一级标准的基础 上有适当提高。 除标准所规定的上述之外，为了确保整个系统的实用性、先进性和性能优秀，我们还要求做到： 在剧场扩声中尤为重要的是语言的清晰度和可懂度高的声学指标。要求全场辅音清晰度损失度（ALCONS） 控制在1%-5%之间，语言快速传递指数（RASTI）达到0.65-0.95之间，实现清晰自然的声音效果。 在施工时，主要装饰材料进行检测，并聘请声学专家进行指导，必要时先试制样板，请声学研究所进行音响 效果检测，以确保施工质量。据施工图纸在施工这部分室内空间时，还将会采取以下措施： （1）将有丰富经验剧场施工经验的施工技术人员担任本工程与声学有关的施工指导，以确保声学处理的施工 质量。 （2）在施工前仔细研读图纸，重点分析关键、重点部位的节点构造做法。 （3）对相关吸声材料的选用进行必要的测试。 （4）对重点部位先组织技术人员制作构造模型，经设计、监理测试认可后方可进行大面积施工。 （5）穿越墙体或天花的管道，在其连接处四周必须嵌实严密。 （6）房间门根据要求选用隔声指数不小于35db的门，如业主有特殊需要可按设计要求设置声闸式双道门。 （7）天棚吊顶上的风口、灯具安装必须嵌实严密。
室内设计与声学设计完美结合
由于声学要求，观众厅内采用 了G R G 挂板，且厚度较一般常用的大， 行云流水般的观众厅内墙，是没有规律 可求的。 G R G 的全称是预铸式玻璃纤 维加强石膏，广泛用于声学要求较高的 演出厅堂，能实现自由曲面，且具有较 好的强度及抗冲击力，其不易变形。根 据样板的制作，前厅则采用较薄的G R G 挂板。 这种材料实现了设计“流水经过，不留一 丝痕迹”的想法，完成后表面不留任何接缝， 实现了大尺度、流畅、扭动且表面 光滑无缝的大体块构成。
← 底层仰视视角
← 大胆利用二三层 观众席和舞台旁 边的墙壁来取代 原有的反射板
设计的座椅背面有声音 反射作用，座椅软垫则有吸声作用，使 座椅反转时声音人耳根本听不到
←侧边通 道壁上有 声音反射 设计。
→ 通道依照 反射墙壁 而弯曲。
← 座椅隔断的形状和 材料。
声扩散元素
观众厅 内表面看起来很随意没有规律可言，但 没有一块是随意确定的，深化设计及施 工中不可以任意改动主观众厅内的墙、 天花板、看台边缘和观众席的分割拦板 等的几何形状，内表面基本上是一个声 反射表面这些 称之为声扩散元素，把反射 声扩散开来。声音扩以后，分布就会均匀。Βιβλιοθήκη
天花部分自舞台上部呈放射状延伸出来,使用GRG制作。 GRG是 'Glass-Fiber Reinforced Gypsum' 的英文缩写。中文全称：预铸式玻璃纤维加强石膏板。GRG产品是英国 Gillespie 公司于1970年研发成功的一种特殊改良加强纤维石膏装饰材料，它造型的随意性使其成为要 求个性化设计的建筑师首选，它独特的材料构成方式足以抵御外部环境造成的破损、变形和 开裂，因此，成为国际高级建筑装饰市场的佼佼者。 GRG材料组成： 高结晶化α石膏粉、耐碱玻璃纤维、特殊添加剂、水、脱模剂。 GRG特点： 1、选形丰富任意：采用预铸式加工工艺的G.R.G产品可以定制单曲面、双曲面、三维覆面各 种几何形状、镂空花纹、浮雕图案等任意艺术造型，充分发挥设计师的创意，最大限度的满 足个性化设计。 2、强度高、质量轻：GRG产品的弯曲强度达到Mpa20-25(ASTM D790-2002测试方式)。拉 伸强度达到Mpa8-15(ASTM D256-2002测试方式)，且6-8mm厚的标准板重量仅为6-9kg/m2, 能在满足大板块吊顶分割需求的同时，减轻主体重量及构件负载。 3、声学反射性能好：GRG具有良好的声波反射性能，经同济声学研究所测试：30mm厚单片 重量48kg的GRG 板，声学反射系数R≥0.97，符合专业声学反射要求，适用于大剧院、音乐 厅等声学原声厅。 4、防火性能好： 阻燃性能达到A级，按GB8624-2001标准。 5、环保性能好：放射形核素限量达到A级，按GB6566-2001标准。 6、防潮性能好：GRG主材均为无机材料，不会产生霉变发黄现象。 7、外型美观：可以选择多种色彩和肌理造型进行艺术组合，与周围环境协调一致，形成赏心 悦目的亮丽风景线。 8、防眩光：表面为漫射光，不产生眩光或叠影。 为了达到工程的品质完善及绿色环保必须要配合专业精细的施工，才能达到最佳的效果，而 好的施工，必须对材料的选择非常的重视。因此，要选定符合品质要求的每一种材料及部件。

内部声学设计根据马歇尔大师的独特研究采用“双手环抱”式看台， 此项设计为全球首创。
观众厅采用多边形设计，乐池为“倒八字形 ”，有利于增加台上演员和 乐池演奏者的沟通。
“双手环抱”，是指观众席看台两侧的延伸部分和楼座挑台交错重叠，从舞台角 度看来，犹如迎面伸来的两只手臂。据介绍，此种设计的优势在于内墙的形状和 角度有利于提供侧向反射声，同时避免回声的干扰，从而使得混响音色既优美又 清晰。
模型测试
接下来就是声学缩尺模型试验，设 计要求严格按1 ∶ 20 的缩尺比建立观 众厅和舞台的声学缩尺模型，模型界面 用G R G 材料制作，G R G 石膏预铸件是 观众厅墙面及吊顶主要装修材料。初步 测试发现，多数测点的声场均满足要求， 但其中有6 个测点的脉冲响应存在能量 较集中的长延时反射声。三维模型必须 进行修改，声学设计建议在舞台台口两 侧墙面、天花的某些部位增加了扩散构 件。重新测试修改后的缩尺模型，各测 点的声脉冲响应终于达到较满意状态。 声学缩尺模型试验结果为歌剧院的声学 设计提供了科学的依据。声学设计也建 立了室内声场三维计算机仿真模型进行 声场分析。这些技术措施保证了大剧院 的优良音质。
舞台布置
舞台功能转换灵活 广州大剧院大剧场的舞台机械设备的配置能满足各种大型歌剧、民族舞剧、 芭蕾舞剧、大型交响乐、大型综合文艺节目的演出要求，同时兼顾话剧、戏曲 等其它类型文艺节目的演出。广州大剧院大量应用国内外最先进、适应性最好 的机电技术，使得舞台机械设备不仅具有运行平稳、定位准确、同步运行精度 高、噪音低等特点，而且在运行速度、空间位置变化上丰富多彩、操作上方便、 灵活，使推、拉、升、降、转的各种功能组合变化更加灵活、快捷，形成机械 与艺术的完美统一。舞台采用国际传统的“品”字形结构，有主舞台、左右侧 台和后舞台，在后舞台的下方设有两个与其相同面积的台仓舞台。舞台木板下 方隐藏了多个齿轮转轴，可以实现舞台的及时转换。主舞台的后方，有一个芭 蕾舞的专用舞台，需要时可降下主舞台，将该块舞台移至前方。




充满挑战和惊喜的声学设计过程
不规则的体形设计为声学设计不但 带来惊喜, 也带来了挑战。为了获得第 一次反射声和混响声的平衡，反射声在 空间内的合理分布以及合理的声反射序 列，经过声学设计的多番计算测试，结 合建筑设计的反复修改，并制作了一个 1 ∶ 100 的小模型来进行声反射的初步 测试研究，终于得到了一个能延续扎哈 · 哈迪德建筑风格，计算机模型声学测 试又能达到设计理想值的厅堂。
双手环抱形观众席
双手环抱形看台

而所谓“双手环抱”，是指观众 席看台两侧的延伸部分和楼座挑 台交错重叠，从舞台角度看来， 犹如迎面伸来的两只手臂。据介 绍，此种设计的优势在于内墙的 形状和角度有利于提供侧向反射 声，同时避免回声的干扰，从而 使得混响音色既优美又清晰。
内部空间
← 坐在观众席上对 舞台视野良好， 剧院内部空间形 状形成一种强烈 围合感，有利于 声音反射。
浑然一体的室内空间
广州歌剧院的室内也彻底地贯彻了 扎哈· 哈迪德的设计理念。借助大面积 的玻璃与室外景观内外交融，延续建筑 外观灵动流畅的设计风格，室内以充满 视觉张力的作法来处理墙面及顶面，构 成功能交织、景观渗透的动态空间。大 量的平面、斜面、曲面构成的墙面、天花、 栏板、取景窗，犹如流过砾石的珠江水， 时而平缓，时而高潮迭起，但不留一丝 痕迹。
广州歌剧院声学设计说明
MR.RONEN 100603119 建筑1001班
广州歌剧院简介

广州歌剧院由英国著名建筑师扎哈· 哈迪德和声学大师马歇尔共同设计。扎 哈· 哈迪德是第一位获得“普利兹克建筑奖”的女设计师，马歇尔则是国际声 学界最高奖“塞宾奖”得主，也是负责巴黎音乐厅声学设计的核心专家。 两位大师将他们的设计理念命名为“圆润双砾”，因为歌剧院从外观上看就 像静卧在珠江边平缓山丘上的两块砾石，一大一小，一黑一白。随着工程临 近收尾，“双砾”造型已经呼之欲出，由石材和玻璃镶嵌而成的外墙显得玲 珑剔透又不失凝重。
平台三区清水混凝土天花放样
总结
广州歌剧院实现了建筑设计和声学设计的完美结合，建筑不规则的非几何线 性体形体现了未来建筑的动态发展，不规则的体形打破传统歌剧院观众厅的布 局，灵动行云流水般的室内设计与声学设计巧妙结合，不仅给观众带来视觉上 的享受，也保证了世界一流的声学音质效果。 体会：通过对广州歌剧院的声学调研，让我惊叹ZAHA建筑流动性惊艳的同时 ，也让我充分体会到，一个建筑设计师只有统筹兼顾好各个方面，比如声学、光学 、室内、设备··· ··等方面才能设计出完美的方案。施工远比图纸难，但方法总比困难 多，只要肯探索，协调，问题总能迎刃而解。