剧院建筑的声学设计_项端祈

（三）按剧院的等级分类
根据《剧院建筑设计规范》（ＪＧＪ５７ － ２０００），剧 院可分为特、甲、乙、丙四个等级。并设有具体要求。
一、剧院建筑的分类
剧院建筑的类别可按使用功能、规模、等级和形 式划分：
（一）按使用功能分类
剧院建筑按使用功能可分为歌剧院（包括音乐 剧）、话剧院、地方戏剧院和多功能剧院等四大类。
（三）歌剧院的混响时间
传统歌剧院的混响时间都很短，一般在１．１～１．３ｓ 左右。因为传统歌 剧院的内装修大量采用织物饰面材料，如满铺羊毛地毯、丝绒帘幕、全 软包座椅等。此外，欧洲的观众比较重视清晰度，要求能听懂唱词；而 北美、亚洲和澳洲等国的观众则不同，懂得歌剧使用的外语的人不多，特 别是对于意大利语和法语，因此，清晰度并不重要，主要是听唱腔和音
因为表达响度最直接的客观量指标为声压级（ｄＢ），有人 建议观众厅后座的声压级在 ７０～７５ｄＢ（ＬｅｑＡ，ｄＢ）范围内， 就可满足听闻要求。但后座声压级与演员发声功率有关，因 此，普遍认为应采用一种相对值（相对强度）的表达方式，由 此，产生第 ２ 种表达方式。
（八）噪声限值
为确保歌剧院内的良好听闻，低噪声是最基本的条件，因 此必须设定噪声限值，它包括背景噪声和空调系统运行时的 噪声级。前者取决于围护结构的隔声性能，后者是空调系统 消声、减振的效果。目前，不少豪华的大型剧院建筑，由于
（四）歌剧院应有足够的响度
由于自然声演出，观众厅内有足够的响度对良好的音质 具有至关重要的作用。目前有关响度的设计指标，有两种表 达方式。
（七）声扩散
声扩散是指某一座席上来自各方向的声强是否接近，当 相等时 ｄ ＝ １，使观众处于均匀的声强之中。对歌剧院来说， ｄ值应大于０．８５。
１．用观众厅后座声压级来表征
（四）按剧院的演出方式分类
按剧院的演出方式可分为三类： １．自然声演出； ２．采用电声演出； ３．以自然声演出为主、电声演出为辅。 第三种是目前常用的演出方式。
前三类常称为“专业”剧院。歌剧以演唱和伴奏为
（五）按剧院观众厅的形式分类
主，所以歌剧院又称音乐剧院，属音乐类建筑；话
歌剧院有传统形式（马蹄形多层包厢）和现代形
【关键词】剧院建筑 歌剧院 话剧院 地方戏剧院 多功能剧院 声学设计
剧院建筑是精神文明建设的重要方面。经济建 大的变化。在设计中应分别对待。
设取得巨大成就以后，提高全民族的文化素质成为 当务之急。为此，全国各地正兴起修建文化建筑的 高潮。
剧院建筑的主要功能是视和听。视觉效果有规 可循，比较容易解决，而良好的听觉效果则涉及到 人的生理和心理等多种因素的作用，比较困难。剧 院要想达到良好的音质效果，需要多方人员紧密配 合，不仅要进行周密的声学设计并吸取实践经验， 还要采取合理的操作程序才能够实现。而后者尤为 重要。
（１）意大利都灵歌剧院 采用卵形平面，抛物形吊顶，二层环形
包厢，双层椭圆形台口。见图９ 和图１０所示。
（２）西班牙贝尼多姆剧院 采用矩形平面，在池座就设置包厢，通
过包厢矮墙，使很宽的池座获得足够的早期 反射声；楼座设跌落包厢和扩散体，达到声 扩散的目的，使大容量的剧院获得良好的音 质。见图 １１ 和图 １２。
ENTERTAINMENT TECHNOLOGY
图１７ 奥兰治剧院内景
18 演 艺 设 备 与 科 技 ＥＮＴＥＲＴＡＩＮＭＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
（二）歌剧院的每座容积
观众厅内每个观众所占容积的大小，关系到观众所能获得的自然声 能。对于有限的自然声能，当每座容积大，单位容积内所能获得的声能 就少，就会出现响度（音量）不足。每座容积太小，自然声过强，则会 影响到空间感（环绕感）。根据经验，最佳每座容积约为 ６．０ｍ３（《剧院建 筑设计规范》中，提出宜用 ４．５～７．０ｍ３），根据国际上 ４６ 个歌剧院的统计 资料为 ６．４ｍ３。见图 １８ 所示。
剧主要是对白，剧情中音乐成份很少，所以话剧院 式两种；话剧院有镜框舞台和伸出式（或称岛式）
属语言类建筑；地方戏（包括京剧在内）有演唱， 舞台剧院两类；地方戏剧院均为镜框舞台形式。
也有对白，音乐和对白的比重随剧种和曲目而有较
剧院的声学设计必须在确定上述类别的条件
14 演 艺 设 备 与 科 技 ＥＮＴＥＲＴＡＩＮＭＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
No. 1, 2005 Ac c umu lat ed N o. 7
ENTERTAINMENT TECHNOLOGY
剧院建筑的声学设计
北京市建筑设计研究院建声研究室教授级高级建筑师 项端祈
【摘 要】剧院建筑根据使用功能不同可以分为歌剧院、话剧院、地方戏剧院和多功能剧院。使用功能 不同的剧院建筑，其声学设计也各有不同的要求。本文分别对各类剧院建筑的声学设计进行 介绍。
２．现代马蹄形 现代马蹄形对传统马蹄形进行了改造： 仍采用马蹄形平面，但适当减少层数和侧包 厢，有的设跌落包厢，通过增加观众厅的长 度和宽度，扩大其容座量。这方面的实例很 多，其中典型的实例是纽约大都会歌剧院和 悉尼歌剧院。见图 ５～８ 所示。
３．现代形 现代形完全脱离传统马蹄形多层包厢 的体形，它的形式多种多样：矩形、多边 形、圆形和卵形等。一般设二至三层楼座、 跌落包厢，界面设扩散结构和提供早期反 射声的多种处理措施。这方面的实例不胜 枚举，这里仅简单介绍部分剧院。
（３）广东东莞大剧院 采用多边形平面，不对称楼座和吊顶，
池座后部两侧座席局部升起，设矮墙。通过 该墙的声反射，使池座中区获得侧向早期反 射声，在声学上压缩了大厅的宽度。见图１３ 和图 １４。
（４）美国加州奥兰治剧院 剧院容纳２９９４名观众，观众厅最大宽度
为 ５０ｍ。为使观众获得早期反射声，将观众 厅分成四个座区，错层排列，通过座区矮墙 实现声学上的目标。见图 １５～１７ 所示。
图２ 拉·斯卡拉歌剧院内景
15 演 艺 设 备 与 科 技
ＥＮＴＥＲＴＡＩＮＭＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
No. 1, 2005 Ac c umu lat ed N o. 7
ENTERTAINMENT TECHNOLOGY
为适应现代歌剧院大容量、舒适度高的 要求，同时要求继承传统体形在声学上的优 良品质，采取了多种方式。
（二）按剧院的规模分类
根据《剧院建筑设计规范》（ＪＧＪ５７ － ２０００）按 容座量分为如下四类：
特大型：１６０１ 座以上； 大型：１２０１～１６００ 座； 中型：８０１～１２００ 座； 小型：３００～８００ 座。 话剧院、戏曲剧院不宜超过 １２００ 座，歌剧院不 宜超过 １８００ 座。
剧院建筑的声学设计根据它的类别、规模、功能 和演出方式不同而有很大的差别。因此，必须在明 确上述各项要求后才能展开工作。现分述如下：
A 音 响 技 术 u d i o T e c h n o l o g y 2 0 0 5 年 第一期
下，才能确定获得良好音质的设计指标和实现这些指标的具 体措施。
二、歌剧院建筑的声学设计
歌剧院的声学设计分土建设计和装修设计两个阶段进行 （小的歌剧院通常由土建设计部门一次完成）。土建设计主要
决定体形和界面用材的初步构思，它关系到声学设计中的重 要指标——响度（音量）、早期反射声、声扩散、声场均匀分 布和消除音质缺陷等。因此，获得良好音质的基本保证，是 声学设计的关键所在。装修设计阶段的任务在于修正土建设 计中体形设计的不足和控制混响时间，同时要实现声学功能 与艺术效果的结合，使之在获得良好音质的同时达到完美的 艺术效果。
图１ 拉·斯卡拉歌剧院的平、剖面图
（一）歌剧院观众厅的体形
歌剧院观众厅的体形至今有传统的马蹄形多层包厢的体 形和多种多样的、适合现代生活需求的体形。
１．传统歌剧院的体形 传统歌剧院的体形具有巨大的生命力，至今仍有相当数 量的歌剧院在沿用这种形式，其原因如下： （１）多层包厢的马蹄形平面，把大量观众分置于多层包 厢内，从而缩短了后排观众与舞台的距离，观众能够获得足 够的响度（音量），这是歌剧院声学设计中最重要的指标。因 为歌剧演员演唱时得不到舞台在声学上的支持，部分声能被 舞台吸收并产生逸散，此外，演唱声还必须穿透台前乐池内 三管制或双管制乐队伴奏构成的“声墙”才能到达观众席， 所以，节约和充分利用有限的自然声能，使观众厅有足够的 响度至关重要。这也是传统的马蹄形多层包厢具有如此巨大 生命力的根本原因。 （２）多层包厢把大量观众均匀分布在围合空间的界面上， 也即把剧院内主要的吸声体（观众和座椅的吸声量通常占总 吸声量的 ７０～８０％）分布在多层的墙面上，从而获得均匀的 声场分布。 （３）由于传统歌剧院观众厅巴洛克式的豪华内装修，不 仅在声学上具有良好的声扩散并消除音质缺陷，而且也给观 众创造了欣赏传统歌剧的氛围。 （４）马蹄形的平面把演员围合在多层观众之间，增强了 演员和观众之间情感的交流。 因此，传统的体形至今还被广泛选用。图 １、图 ２ 为传统 歌剧院的典范——建于意大利米兰的拉·斯卡拉歌剧院平、 剖面和内景。
期声能之比，故又称声能比。定义为：
明晰度Ｃ８０＝１０ｌｇ——０８８ ００— ＰＰ２２— （（ｔｔ—）） ｄｄ ｔｔ （ｄＢ）
８
Ｃ 是指 ８０ｍｓ 以内的早期反射声能。由于不同频率的 Ｃ
８０
８０
值各不相同，故采用 ５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ 和 ２０００Ｈｚ 三个频率的
Ｃ 平均值作为设计指标，用 Ｃ （３）表示。歌剧院的 Ｃ （３）
16 演 艺 设 备 与 科 技 ＥＮＴＥＲＴＡＩＮＭＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
A 音 响 技 术 u d i o T e cຫໍສະໝຸດ Baiduh n o l o g y 2 0 0 5 年 第一期
17 演 艺 设 备 与 科 技
ＥＮＴＥＲＴＡＩＮＭＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
No. 1, 2005 Ac c umu lat ed N o. 7
８０
８０
８０
值为０～－２．０ｄＢ。
（六）早期反射声时延间隔——亲切感
听音的亲切感是指在巨大的观众厅内，犹如在小房间内 听音一样亲切的感觉。早期反射声可以增加直达声的强度， 同时有助于增加亲切感。必要条件是，早期反射声必须紧跟 直达声之后，与直达声之间的时延间隔应不大于 ２０ｍｓ（音乐 厅）和 ２３ｍｓ（歌剧院）。
２．用强度因子 Ｇ，中数值为 Ｇ （ｄＢ）来表示 ｍｉｄ
它定义为：
空调系统噪声过高而严重影响使用。 １．空调系统的噪声超标的三种状况
Ｇｍｉｄ＝１０ｌｇ——００ｔｔ —ＰＰ２２ Ａ（（—ｔｔ））— ｄ ｄｔｔ （ｄＢ）
式中，分子项为观众厅内某点测得的声强（直达声和所 有反射声）。分母为距声源１０ｍ 处的相应直达声强，通常以在 自由场（消声室内）距 １０ｍ 处测得该声源的声强作为参考标 准。这样，就与声源无关了，仅与房间条件有关。
传统歌剧院体形存在的主要问题是，上层包厢和侧座 前区的俯角大、视觉效果差、排距小和座椅宽度窄，不能 满足观众对舒适度的要求。因此，近代歌剧院如何继承传 统歌剧院的优良品质、修正其不足之处是把握歌剧院设计 的关键。
在现代歌剧院设计中，第一次突破传统歌剧院马蹄形多 层包厢形式的是上个世纪五十年代建造的德国汉堡歌剧院， 它采用多边形平面、两侧跌落包厢，改善了高层包厢和侧包 厢前区视觉效果差的问题。图３和图 ４为汉堡歌剧院的平、剖 面图。
A 音 响 技 术 u d i o T e c h n o l o g y 2 0 0 5 年 第一期
乐，故希望有较长的混响时间。近代歌剧院都取稍长的混响 时间，经验值是 １．４ｓ，这正好是多数歌剧院中频（５００Ｈｚ）的 平均值。见图 １９ 所示。
我国《剧院建筑设计规范》规定歌舞剧的中频混响时间 为１．３～１．６ｓ，歌剧院的混响时间取值范围较大。混响时间短， 具有较高的清晰度；混响时间长，能体现音乐的丰满度，各 有其长处。目前歌剧院通常要兼顾交响乐演奏（舞台设活动 音乐罩），这样，观众厅的混响时间就应取较长的值。因为交 响乐演奏一般要求混响时间在１．８ｓ左右，当大厅确定为１．６ｓ 时，通过设置舞台音乐罩，可使厅内混响时间提升０．１５～０．２ｓ， 恰好是音乐演奏的最佳值。但演出歌剧时，１．６ｓ的混响时间可 能稍长些，如果为了满足音乐演奏的需要仍取１．４ｓ，就要在厅 内设可调混响装置。目前国内外多数大型歌剧院，如北京保 利剧院、东莞大剧院、顺德文化中心剧院、武汉大剧院等都 设有可调混响装置。