国家大剧院声学分析

戏剧场
戏剧场的MLS声扩散墙面
• 戏剧场观众厅墙面采用了 MLS设计的声扩散墙面， 看上去象凸凹起伏的、不 规则排列的竖条，目的是 扩散、反射声音，可保证 室内声场的均匀性，使声 音更美妙动听。其扩散声音的原理是，声波到达 墙面的某个凹凸槽后，一部分入射到深槽内产生 反射，另一部在槽表面产生反射，两者接触界面 的时间有先后，反射声会出现相位不同，叠加在 一起成为局部非定向反射，大量不规则排列的凹 凸槽整体上形成了声音的扩散反射。
国家大剧院
——声学分析
简介
• 中国国家大剧院位于北京市中心天安门广 场西，人民大会堂西侧，西长安街以南， 场西，人民大会堂西侧，西长安街以南， 由国家大剧院主体建筑及南北两侧的水下 长廊、地下停车场、人工湖、绿地组成， 长廊、地下停车场、人工湖、绿地组成， 总占地面积11.89万平方米， 11.89万平方米 总占地面积11.89万平方米，总建筑面积约 16.5万平方米 其中主体建筑10.5 万平方米， 10.5万中国 16.5万平方米，其中主体建筑10.5万中国 国家大剧院标志平方米，地下附属设施6 国家大剧院标志平方米，地下附属设施6万 平方米。总投资额26.88亿人民币（ 26.88亿人民币 平方米。总投资额26.88亿人民币（大剧院 最新公布的造价数字是31亿元人民币）。 31亿元人民币 最新公布的造价数字是31亿元人民币）。
钛金属轻型屋盖
如何防止雨点撞击金属屋面所产 生的雨噪声干扰 ？
纤维素喷涂吸声材料
为解决这个问题，在屋盖底层采用纤维素喷涂防止 另外，纤维素喷涂材料具有良好的吸声性能，据检测， 雨噪声的方案，即在屋盖板下，喷涂一层25mm厚的K-13纤维 25mm厚纤维素喷涂层降噪系数NRC达到0.75。国家大剧院的 素喷涂吸声材料。实验显示，未喷涂纤维素前，在雨强 屋盖经纤维素喷涂后,大厅内混响明显降低,语言清晰度明显 1mm/min的大雨下，雨击隔声量可达到40dB，估算大厅室内 提高。另外,纤维素喷涂还具有良好的保温隔热作用,建筑节 噪声小于25dB(A)。 能效果明显。 纤维素喷涂能够大大提高屋盖隔声性能的主要原因 是：一、纤维素均匀喷涂附着在屋盖底的2mm厚钢板上起到 了一定的声阻尼作用，改善了钢板本身的振动模式，较大提 高了中低频的隔声性能。二、纤维素为密实颗粒状粘稠材料 ，喷涂后起到了良好密封作用。
音乐厅GRG声扩散装饰板
音乐厅的顶棚和墙面采用 了平均厚度达到4cm的GRG （增强纤维石膏成型板）。 顶棚上的GRG装饰有看似凌 乱的沟槽，侧墙GRG为起伏 的表面，目的在于扩散反射 声音。平面反射的声音类似于镜子，会因局部声音 强烈反射影响音质，扩散反射类似于被磨毛的乌玻 璃，声音反射更加均匀、柔和。
国家大剧院平面图
歌 剧 院Leabharlann Baidu
戏剧场 音乐厅
歌 剧 院
歌剧院金属透声装饰网
国家大剧院的歌剧院 墙面上使用了一种透 声装饰网，完美地解 决室内视觉效果和听 觉效果之间的矛盾问 题。这是一种金色网 子，看上去象优美的 墙，但可以透过声音。网是弧形的，声音透过去 后的墙是长方形的，这样就使视觉为弧形，而听 觉为长方形，一举两得。这种网的设计在世界上 是第一次。
音乐厅单侧透明隔声玻璃
音乐厅西侧二层墙面上有一巨大 的参观窗，人们在走廊经过时， 可以透过玻璃看到室内音乐演出 的盛况。这是一块特殊的玻璃， 特殊之处在于隔声性和电控单反 性。由两层隔声玻璃组成，每层 玻璃都是厚重的夹胶玻璃，其隔 声量达到Rw=55dB，相当于20cm厚 的钢筋混凝土墙的隔声效果，目的是防止观众厅外参观人员的 噪声干扰。另外，其中一层玻璃上覆有电子反光薄膜，演出 时，在电子控制下，玻璃为单面透光，走廊里的人可以看到演 出，而观众厅内的人看到的是一块黑玻璃。
• 座椅 • 录音室 • 轻质隔声墙
舒适的观众厅声学软座椅
国家大剧院的软座椅，采用了 人体工程学设计，外形优美， 安坐舒适。而且，软座椅还具 有重要的吸声作用。观众厅内 大量的观众所形成的吸声量是 不容忽视的，为了控制室内吸 声，座椅吸声系数必须符合设计要求，座椅的聚氨酯内填 料、织物面料、软垫的面积、软垫的厚度等都经过了严格的 设计，一方面达到了观众厅吸声的设计要求，另一方面坐人 时和不坐人时具有相同的吸声系数，保证观众厅的室内，在 空场、满场、部分上座率等不同观众人数时，具有基本一致 的室内声学效果。
音乐厅GRG声扩散装饰板
• 另外，厚重的GRG板能够 有效地防止低频吸收， 增强厅内的低频混响时 间，使低音效果（如管 风琴、大管、大提琴等） 更加具有震撼力和感染 力。舞台侧墙上采用了类似于歌剧院墙面的栅状间 隔的MLS扩散墙面，能扩散、反射来自演奏台的声 音，保障演出者之间具有良好的自我听闻和相互听 闻，有利于乐队更好地发挥表演水平。
录音室QRD声扩散单元
• 录音室因录音的需要，要求 更高的声场均匀度，因此需 要更良好的墙面声扩散。国 家大剧院录音室墙面大面积 地采用了QRD(二次剩余扩散 体)扩散单元。QRD与MLS不同， 它的槽更窄，每个槽的深度 是不一样的，槽深是通过对 自然数列二次平方后对周期 数取余数，得到的数值序列， QRD的扩散原理主要是因不同 槽深的声阻存在差异，利用 其反射声波动之间的衍射效 应。QRD具有更强烈的扩散效 果和扩散频率范围，非常适 用于录音室等小房间应用。
谢谢观看！
The end ~~~
主 讲：陈瑾 友情客串：邵思愉 沈丹清
歌剧院木装饰板顶棚的混凝土覆层
• 歌剧院的顶棚是实木 板拼接装饰顶棚，配 合大型的椭圆形灯带， 在侧墙金色网的辉映 下，显得金碧辉煌， 古典而别致。为了防 止顶棚因木板产生的 不良低频吸收，以顶 棚为模板，在其上密 质地浇灌了一层4cm厚 度的混凝土，增加了 重量，提高了低频反 射效果。
音 乐 厅
录音室“房中房” 弹簧减振隔声 结构
• 国家大剧院的录音室为“房 中房”全浮筑结构，隔振的 关键技术在于“房中房”的 支撑弹簧。弹簧采用子母簧、 阻尼浆、防高频失效橡胶垫 等多项技术，在单个弹簧支 撑10吨的条件下，该“房中 房”浮筑结构的撞击声声压 级达到Lpn,w=32dB，与刚性 支撑的撞击声声压级 Lpn,w=78dB相比，可降低振 动噪声46dB，是目前已知隔 振效果最好的浮筑系统。
QRD扩散体单元示意图
Z型轻钢减振龙骨轻质隔声墙
• 为了保证国家大剧院的录音室、演播室、琴房等 轻质隔墙的隔声性能，采用了一种特殊结构的Z型 轻钢减振龙骨,用于安装石膏板隔墙。Z型轻钢减 振龙骨比常规的C型轻钢龙骨更有弹性，隔声性能 更好，尤其在难于隔绝的低频部分隔声优势更大。 Z型轻钢减振龙骨构造安装与C型轻钢龙骨完全一 致，是高隔声量要求条件下C型轻钢龙骨最佳替代 产品。经检测，双排Z的型轻钢减振龙骨、六层纸 面石膏板的30cm厚轻质隔墙的空气声计权隔声量 可达Rw=65dB，理论上与1m厚的混凝土墙隔声量相 当。
简介
• 国家大剧院主体建筑由外部围护结构和内 部歌剧院、音乐厅、剧场和公共大厅及配 套用房组成。在地面层坐落着三幢建筑： 歌剧院、音乐厅和剧场，它们由道路区分 开，彼此以悬空走道相连，恍若在水面上 的地面建筑是一个巨型壳体，覆盖、庇护、 包围和照亮着所有的大厅和通道。建筑物 在水面中的倒影构成了大剧院的外部景观。
戏剧场的MLS声扩散墙面
• 戏剧场MLS墙面的凹槽 深度15cm,每个凸起或 凹陷的单元宽度约 20cm，面层为约4cm厚 的木板外贴粉红色装 饰布，凸起单元内部 填充高密度岩棉。其 热烈夺目的视觉氛围 和神秘十足的声学造 型，为戏剧场增添了 令人遐想的艺术效果。
MLS 扩散体示意图
国家大剧院中其他声学设计