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剧场音质设计
         发布时间:2020-07-01 点击数:220

  剧场是一个较为笼统的称呼,其类型较多,包括话剧院、戏剧院和歌舞剧院等。从声学角度去分析,剧场大致分为两大类;以语言清晰为主的话剧院和戏剧剧场;带乐池的歌舞剧院等。 

  1 话剧和戏剧剧院

    话剧和和戏剧剧院属于自然声演出场所,戏剧剧场也常有乐队伴奏。现在越来越多的剧场也使用电声系统。对于使用电声系统的剧场,一般来说,通过吸声进行混响时间设计,以及通过反射及扩散满足空间感、声场均匀度即可满足此类剧场的使用。

   剧场要求整体空间,既需满足观众的视觉需求,又需要满足观众的听觉需求。

   观众的视觉需求通过观众厅的视线分析进行控制。通常观众厅的地面坡度控制在视线的超高值(C值)≥12cm以上。如果观众厅的空间高度受到限制,C值可以小于12cm,前提是把前后排观众席错位排布。需注意的是,C值小于12cm时,不利于直达声的传播。

  自然声演出的剧院需通过体型设计及发射扩散设计来保证观众厅的响度,空间感以及声场的均匀度。为满足自然声演出的需求,舞台上应设置活动声发射罩或声反射板。

 2 歌舞剧院

   歌剧是音乐和歌唱两者的结合。为保障歌剧院音乐的空间感、感染力,其混响时间应偏长。但为了保障歌唱者声音的清晰度,混响时间又应该偏短。因此,这类空间,在保证混响时间满足演出要求的情况下,还需要保证空间整体的声场均匀度。歌剧院演出时不用扩声,有时候又由于剧情需要会播放一些效果声,同时演出前后需要播放音乐以及通知,所以对清晰度也有一定的要求。因此,歌剧院的声学设计中较为重要的一个作用就是平衡音乐与歌唱部分的完美和谐。

3 剧场混响时间设计

  3.1剧场混响时间指标

    根据《剧场建筑设计规范》,剧场观众厅满场混响时间的特性比值如下

  剧场辅助用房混响时间要求如下

 3.2 剧场混响时间设计

   在选择剧院的最佳混响时间时,需要在语言声或音乐声之间取折中值。较长的混响时间,适用于音乐丰满度但语言清晰度必然较差;较短的混响时间,则音乐声的表现会较为干涩,但歌唱的语言清晰度会足够。对混响时间的权衡,有一个较为适用的办法,混响时间选的稍微偏长一点,利用早期的反射声来提高清晰度。这一措施可以实施,但是在实际操作上较难以把控,需要一定是经验积累。

   歌舞剧院的混响时间设计,既不能偏长,也不能偏短,混响曲线还是要求比较平直,低频125Hz可以提升30%,高频4000Hz可以下降20%,需要较为丰富的设计经验。

   座椅吸声量的控制对剧院混响指标的实现至关重要。观众厅内,座椅产生的吸声量通常占70%左右。为了保证观众厅内的混响指标达到设计目标,需要对座椅的吸声性能严格控制。在剧院声学设计方案最终确定前,建议对选定款式的座椅实物进行实验室吸声测试。

   剧院的舞台空间也需要进行混响时间设计,其混响时间宜与观众厅空场混响时间一致,但伸出式舞台的空间应按观众厅同一空间进行混响设计。

  对于有舞台声反射罩的剧院,观众厅应根据有无反射罩的条件分别进行混响时间设计。

  剧院内的面光室、耳光室、声桥室、音响室、声控室、光控室等均应做吸声处理。

  4 剧场反射扩散设计

   为保证音乐与歌唱的完美结合,剧场通常会设置专用乐池。乐池可以分为敞开式乐池和下埋式乐池两种。乐队的设计需要注意的是,在满足指挥家与表演者视觉要求的基础上,观众厅能清晰的听到乐队的声音,舞台上的演员能听到清晰的乐队音乐声,演员的演唱也应被乐队听到。此外,舞台与乐池内的表演者都应接收到来自大厅的声反馈效果,实现这些目标,需要良好的反射设计。

  在对歌剧院各墙面进行反射,扩散设计时,优先考虑的是如何加强歌唱演员的声音,即如何利用好观众厅前侧墙的声反射。观众厅内中侧墙,后侧墙应结合体型设计进行反射,扩散设计,保证观众厅内早期反射声的均匀覆盖,满足整个观众厅听音的空间感。

  台口及乐池上空的顶棚对加强演员歌唱声非常重要,应加以利用,精心设计,以保证观众厅的声场均匀度及各个区域均有足够的响度。

  4.1声反射设计

   在空间中进行反射设计主要是为了合理运用早期反射声,以保证听音位置有足够的响度以及满意的声场均匀度。声反射在空间内的运用主要有顶面反射板设计,侧面反射设计以及音乐罩的应用。上述各项应用在选材合适的情况下,均可通过几何声学的原理对反射面角度和高度等进行模拟计算。

   反射板的材质建议选择密实、厚重、防火的材料。

  (1)顶棚反射声设计。在声反射设计时应充分利用观众厅的顶棚作为反射面。靠近舞台口的顶棚设计建议设计成强反射面。当顶棚过高时,可设计增加悬吊的反射板。中后部顶棚,可设计成定向反射面,也可设计成扩散反射面。

   注意顶棚材料必须选择A级不燃材料。目前比较流行的顶棚材料是GRG。不宜使用金属板作为顶棚材料,其原因:一是金属板易产生共振,二是金属板反射的声音过于尖锐。

   注意顶棚的造型设计既要符合声反射,声扩散的原理(满足剖面声线分析要求),又要与其建筑风格,装饰风格相协调。顶棚材料单元的连接处要密封好,是顶棚整体成为一个隔声吊顶(面光口、追光口、回风口除外)。

  (2)侧向反射声设计。大量的时间证明,观众厅侧墙的早期反射声十分重要,有利于加强观众听音的空间感。将观众厅的两个前侧墙,设计成“八”字形,可使观众厅获得更好的早期反射声。

   反射声可以是平面,也可以是弧面。反射板的具体角度以满足平面声线分析要求为准。

   反射板的材料目前主要有两大类:一是GRG,二是难燃高密度人造木板。 

   如果采用难燃的木板做反射板,建议反射板后的安装龙骨做随机排列处理,防止单个频率被过多吸收。

  ( 3 ) 反射罩设计。剧场为了实现自然声演出,需要在舞台上设置反射罩。

   反射罩一般由4个单元组成,3个墙体反射单元,一个顶棚反射单元。其面积范围为150~250㎡。

   墙体反射单元底部一般安装便于移动的万向轮和用于安全平衡的金属重块,平时放在舞台的侧台处。顶棚单元通常吊在主舞台上空。

   4个单元均以设计成弧面或折面形状为好,有利于声音的扩散和反射。材质以密实、厚重为宜。

   反射罩的4个单元之间的接缝包括墙体单元的底部缝隙应尽可能小,以免声音能量从接缝中逸出。

   剧场使用反射罩,可使观众厅的中频混响时间延长0.15s左右。

 4.2 声扩散设计

   扩散可以促使声场分布均匀。声场的均匀分布队友录音室、录播室、音乐厅、剧院等听音要求较高的空间尤为重要。对空间进行扩散设计的途径主要是合理布置扩散体。

   可将墙面和顶棚设计成扩散面,扩散面的尺寸设计需根据声波的频率进行计算。扩散体设计时需注意由此带来的大量凸起面,因此大面积的布置可能对空间的低频吸声造成影响。混响时间设计时应结合扩散设计将扩散体的低频吸声考虑进去。

   一般来说,扩散体的凸出部分的高度至少为波长的1/7,宽度至少为波长的0.7倍,且连续布置的扩散体之间的距离不宜大于扩散体宽度的2倍。在观众厅内无规则的悬吊或墙面安装扩散板,可使室内声场更好的扩散。为消除某些特殊位置的颤动回声、声聚焦、需要有针对性地安装扩散体。除扩散体外,吸声材料的合理分散布置也会带来较好的扩散效果。

   过去比较经典的锥形、船形、弧面扩散体,在视觉效果上基本不能满足现代的装饰要求。建议在做扩散设计时,多与装饰设计师沟通,争取达到声学和美学的协调统一。

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