南通大剧院歌剧厅声学设计解析

夏 媛

（华东建筑设计研究院有限公司，上海 200011）

歌剧厅通常是城市文化生活的地标，笔者有幸在此设计领域工作多年，参与建造了一座座崭新的歌剧厅。本文借助南通大剧院1 600座歌剧厅（以下简称：歌剧厅），总结声学设计的过程和设计手法，以便为下一个新地标做的更好打下基础。

1 功能定位

建筑声学设计的基础是厅堂的功能定位，歌剧厅容座1 600座，主要承接国内高水平的大型歌剧、舞剧、大型综艺晚会演出并兼顾交响乐、室内乐、合唱等演出和两会的需要，具备承接国际演出团队演出的基本功能和条件。歌剧厅内景见图1、图2。

图1 歌剧厅竣工照1

图2 歌剧厅竣工照2

2 主要建筑声学技术指标

· 中频满场混响时间 RT： 1.4 s～1.6 s

· 混响时间频率特性：

低频比重 BR：1.1～1.3；高频混响比：0.8～1.0

· 早期衰变时间 EDT：1.5 s～1.9 s

· 音乐明晰度 C80,3（空场）：1.0～3.0

· 中频声场力度 Gmid：-1.0 dB～2.0 dB

· 低频声场力度 G125：-1.05 dB～2.3 dB

· 本底噪声：NR 25曲线

· 每座容积：7 m3/座～9 m3/座

· 厅内任何位置上不得出现回声、多重回声、颤动回声、声聚焦和共振等声学缺陷。

3 观众厅体量和体型分析

根据统计研究，音质效果的好坏与观众厅体量和体型关系密切，因此在音质计算前，首先对歌剧厅观众厅的体量和体型做了分析，并进行声学优化。

3.1 观众厅体量分析

选取了功能定位接近、座位数接近、音质效果优秀的沈阳盛京大剧院（1 800 座）和无锡大剧院（1 600座）进行了平剖面对比。同时计算歌剧厅的每座容积。

根据与成熟观众厅的平面和剖面的对比，发现本观众厅侧墙前部间距略宽，这样的话，初始时延间隙ITDG偏长，亲切感稍低。因此声学建议设置八字墙，有效缩小侧墙前部间距，保证歌剧厅有良好的亲切感。参见图3和图4。

图3 侧墙前部间距（原图）

图4 侧墙前部间距（优化后）

观众厅的宽度和高度合适；每座容积8.8 m3/座，观众厅体积合适。

3.2 观众厅体型分析

观众厅墙面和顶面的造型都需进行严格、细致的声学分析，采用二维和三维结合的手段，多次分析和优化室内造型的角度和形状，最终的观众厅具有均匀和完备的顶面和墙面反射声，参见图5和图6。

图5 歌剧厅二维声线分析

图6 歌剧厅三维声线分析

4 音质计算和各界面用材的声学要求

4.1 音质计算和音质模拟

体量和体型分析优化后，对观众厅进行混响时间计算和Odeon计算机声场模拟工作，确保用材都有明确的声学要求；确保音质各项指标得以严格把控。Odeon模拟的部分结论参见图7、图8和图9。

图7 T30（满场500 Hz、1 000 Hz）模拟结果

图8 C80（空场500 Hz、1 000 Hz）模拟结果

图9 G（空场500 Hz、1 000 Hz）模拟结果

4.2 各界面用材的声学要求

根据音质计算和Odeon音质模拟，观众厅用材声学要求如下：除了座椅、各类开口（面光、耳光、音响），顶面采用扩散措施，材料为面密度50 kg/m2的GRG板；墙面采用扩散措施，材料为面密度40 kg/m2的GRG板；地面采用实贴木地板。舞台墙面采用吸声措施。室内图中严格落实声学顾问要求，这是音质成败的关键。

5 隔声和消声控制

音质设计以外，声学设计还有隔声设计和消声控制两个重要部分。隔声设计部分，歌剧厅的围护构造的做法都经过声学理论计算和经验评估的，确保歌剧厅内外不会互相影响，隔声控制图参见图10。

消声控制部分，对最不利机组进行消声计算，在管道上添加消声措施，严控机组噪声过多地传入歌剧厅，确保歌剧厅有一个安静的环境。消声计算示意参见表1。

表1 歌剧厅最不利送风机组消声计算（续表1）

表1 歌剧厅最不利送风机组消声计算

6 声学测试结论

经过严格细致的设计把控和现场把控，竣工后，进行歌剧厅（空场）声学检测，最终测试数据都在声学目标范围内，参见测试数据汇总表2、数据结果分析表3和图11。

表2 测试数据汇总

图11 歌剧厅T30（观众厅）混响时间频率特性曲线图

表3 数据结果分析

此时此刻，南通大剧院的1 600座歌剧厅已经竣工绽放，远远看去犹如紫琅湖畔的一颗璀璨的文化明珠，熠熠生辉。此文通过对歌剧厅声学设计的总结，为未来建设更多“听得好”的歌剧剧场做好准备。