夏媛

【摘要】介紹上海國際舞蹈中心大劇院和合成排演中心的建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)，包括建筑概況、聲學(xué)指標(biāo)及聲學(xué)設(shè)計(jì)等，并對(duì)竣工后的場(chǎng)館進(jìn)行音質(zhì)檢測(cè)，結(jié)果基本滿足設(shè)計(jì)要求。

【關(guān)鍵詞】上海國際舞蹈中心；建筑聲學(xué)；聲學(xué)指標(biāo)；混響控制；音質(zhì)檢測(cè)

1項(xiàng)目簡(jiǎn)述

上海國際舞蹈中心（“舞蹈中心”）位于上海最大的外籍人士聚居區(qū)一一長寧區(qū)虹橋地區(qū)，基地總面積約39080㎡，地處虹橋路歷史文化風(fēng)貌保護(hù)區(qū)核心保護(hù)范圍，區(qū)位條件優(yōu)越，南臨延安西路高架，北側(cè)為虹橋路，西側(cè)為水城南路，與迎賓館隔虹橋路相望，東側(cè)為延虹綠地。

舞蹈中心建筑面積約7.5x10⁴㎡，包含1080座的大劇院、291座的合成排演中心、多個(gè)排練廳和其他輔助設(shè)施，是集演出、展示、教育、培訓(xùn)及創(chuàng)意創(chuàng)作和研究為一體的大型舞蹈藝術(shù)中心。該項(xiàng)目總投資約10.8億元，建筑聲學(xué)專項(xiàng)設(shè)計(jì)由華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司聲學(xué)及劇院專項(xiàng)設(shè)計(jì)研究所承擔(dān)。2012年9月27日開工建設(shè)，2016年10月竣工首演。圖1～圖2為舞蹈中心實(shí)景圖。

2大劇院及合成排演中心的建筑概況

2.1大劇院

2.1.1建筑概況

大劇院容座為1080座，廳內(nèi)建筑尺寸長約33m，寬約27m，平均高約14m。舞臺(tái)開口為15.6mx8.9m。池座共21排，起坡4.54m；樓座共11排，起坡4.47m。臺(tái)口兩側(cè)觀眾廳內(nèi)設(shè)置二道耳光，天花設(shè)置二道面光天橋、一道追光。圖3～圖5為大劇院平剖面。

大劇院觀眾廳體積為9 370m³，人均體積為8.7 m³/人。

2.1.2設(shè)計(jì)構(gòu)思

大劇院設(shè)計(jì)中，除了控制合適的體量、合適的人均體積、美觀合理的室內(nèi)造型效果等常規(guī)的設(shè)計(jì)思路之外，還具有三個(gè)特色。

（1）飄逸感的曲面GRG（GlassFiber Reinforced Gypsum，玻璃纖維加強(qiáng)石膏板）天花造型，似小天鵝翩翩起舞的翅膀，流暢優(yōu)美。從聲學(xué)設(shè)計(jì)角度，帶來全場(chǎng)較為完備的頂面聲反射（圖6）。

（2）墻面的GRG反射板上設(shè)計(jì)了巖石感肌理效果，似流動(dòng)的舞姿。從聲學(xué)設(shè)計(jì)角度，帶來豐富的側(cè)墻微擴(kuò)散效果（圖7）。

（3）觀眾廳內(nèi)設(shè)置樓梯，連貫池座和樓座，這是國內(nèi)劇院首次做這樣的設(shè)計(jì)。從聲學(xué)設(shè)計(jì)角度，要求盡量避免遮擋側(cè)墻反射聲，建議樓梯的扶手和踏步采用鏤空處理，盡量讓反射聲透過（圖8）。

2.2合成排演中心

2.2.1建筑概況

合成排演中心容座為291座，觀眾廳呈扇形，廳內(nèi)建筑尺寸長約19.6m，寬約21.3m，平均高14.5m。舞臺(tái)開口為16.6mx8.0m。觀眾席共13排，起坡5.83m。臺(tái)口兩側(cè)觀眾廳內(nèi)設(shè)置明裝的耳光燈架，天花設(shè)置一道暴露的面光天橋，主擴(kuò)揚(yáng)聲器設(shè)于臺(tái)口前部天花內(nèi)，為暗藏式，聲控室設(shè)于觀眾席后區(qū)的中部。圖9、圖10為合成排演中心平剖面。

合成排演中心觀眾廳體積為5321m³，人均體積為18.3m³/人，人均體積偏大，因此，觀眾廳內(nèi)需多布置吸聲措施。

2.2.2設(shè)計(jì)構(gòu)思

合成排演中心的設(shè)計(jì)為黑匣子劇場(chǎng)的感覺，墻面GRG擴(kuò)散板似天鵝舞動(dòng)的翅膀，同時(shí)GRG擴(kuò)散板上有凹凸圓點(diǎn)的微擴(kuò)散處理（圖11）。

3大劇院及合成排演中心的聲學(xué)指標(biāo)

3.1大劇院

3.1.1使用功能定位

適應(yīng)多種演出需要，主要滿足歌舞演出、綜合文藝演出等，以電聲為主。

3.1.2聲學(xué)指標(biāo)

（1）中頻滿場(chǎng)混響時(shí)間RT：1.2±0.1s

注：低頻有一定提升，中頻基本平直，高頻由于空氣吸聲可適當(dāng)下跌。

（2）本底噪聲：NR-35

（3）在演出時(shí)觀眾廳內(nèi)任何位置上不得出現(xiàn)回聲、多重回聲、聲聚焦和共振等可識(shí)別的聲缺陷。

3.2合成排演中心

3.2.1使用功能定位

適應(yīng)多種演出需要，戲劇、歌唱、舞蹈、魔術(shù)、時(shí)裝秀、展覽、會(huì)議等，以電聲為主。

3.2.2聲學(xué)指標(biāo)

（1）中頻滿場(chǎng)混響時(shí)間RT：1.1±0.1s

（2）本底噪聲：NR-35

（3）在演出時(shí)觀眾廳內(nèi)任何位置上不得出現(xiàn)回聲、多重回聲、聲聚焦和共振等可識(shí)別的聲缺陷。

4大劇院及合成排演中心的聲學(xué)設(shè)計(jì)介紹

為了確保大劇院和合成排演中心的音質(zhì)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)所預(yù)期的要求，首先要控制觀眾廳的體量和平剖面體型。除此之外，還與觀眾廳內(nèi)各個(gè)界面的材料選擇、構(gòu)造做法以及座椅的吸聲性能都有著十分密切的關(guān)系。以下為具體建聲設(shè)計(jì)的目標(biāo)要求和技術(shù)措施。

4.1合理控制混響時(shí)間并有一定的低音比

4.1.1大劇院

根據(jù)聲學(xué)計(jì)算，觀眾廳吊頂采用GRG板（面密度為40kg/㎡）。

側(cè)墻為GRG擴(kuò)散造型板（面密度為40kg/㎡）；后墻為吸聲構(gòu)造（吸聲板外壓木裝飾條）；欄板采用GRG板（面密度為40kg/㎡）。

觀眾廳地坪采用木地板實(shí)貼的方法，木地板和混凝土樓板之間不設(shè)木龍骨，即聲學(xué)要求不能有空腔。

4.1.2合成排演中心

根據(jù)聲學(xué)計(jì)算，由于排演中心人均體積很大，觀眾廳需要一定的室內(nèi)吸聲量，1/3面積的吊頂需做吸聲處理，做法為穿孔鋁板+100空腔（內(nèi)填50mm厚32kg/m³袋裝離心玻璃棉），穿孔鋁板的穿孔率：40%的穿孔鋁板采用4.5%的穿孔率；60%的穿孔鋁板采用20%的穿孔率。

側(cè)墻為GRG擴(kuò)散造型板（面密度為40kg/㎡）；后墻需要做吸聲構(gòu)造，采用條紋型裝飾木吸聲板。

觀眾廳地坪采用木地板實(shí)貼的方法，木地板和混凝土樓板之間不設(shè)木龍骨，即聲學(xué)要求不能有空腔。

4.2墻面和頂面均具有高擴(kuò)散性

4.2.1大劇院

大劇院的側(cè)墻為波浪形巖石感肌理的GRG擴(kuò)散板，凹凸深度大于30mm（圖12）。

4.2.2合成排演中心

合成排演中心的側(cè)墻涂料與GRG擴(kuò)散板結(jié)合，GRG擴(kuò)散板上有圓形凹凸擴(kuò)散處理，凹凸深度大于30mm（圖13）。

5聲學(xué)采用的技術(shù)手段

為了確保大劇院和合成排演中心的音質(zhì)效果達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，音質(zhì)設(shè)計(jì)采用了混響控制計(jì)算和計(jì)算機(jī)聲場(chǎng)模擬分析兩種設(shè)計(jì)技術(shù)手段，相互驗(yàn)證，取長補(bǔ)短，使音質(zhì)設(shè)計(jì)更具科學(xué)性，音質(zhì)效果也更有可靠性。

5.1混響控制計(jì)算

混響控制計(jì)算是廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)，其目的是要達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)定的廳內(nèi)混響時(shí)間及其頻率特性的目標(biāo)值。其關(guān)鍵是如何設(shè)計(jì)選定廳內(nèi)聲學(xué)材料、構(gòu)造及配置位置和面積，特別是正確合理地確定廳內(nèi)各個(gè)表面的吸聲系數(shù)取值。混響時(shí)間的控制計(jì)算采用的公式為Eyring公式：

計(jì)算表明，大劇院和合成排演中心的混響時(shí)間及其頻率特性可以達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)定的指標(biāo)。

5.2計(jì)算機(jī)聲場(chǎng)模擬分析

計(jì)算機(jī)聲場(chǎng)模擬分析既可驗(yàn)證體型設(shè)計(jì)，還可預(yù)測(cè)各項(xiàng)音質(zhì)參量。目前廳堂音質(zhì)的計(jì)算機(jī)模擬軟件已經(jīng)較為成熟，廣泛地應(yīng)用于廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)、音質(zhì)評(píng)價(jià)、聲場(chǎng)特性研究等領(lǐng)域。與實(shí)物模型（縮尺模型）相比，它克服了模型制作和測(cè)試中的困難，而且它的模型的建立和修改快捷，大大節(jié)約了時(shí)間和費(fèi)用。特別是在最近十幾年，計(jì)算機(jī)聲場(chǎng)模擬分析已經(jīng)成為廳堂良好音質(zhì)設(shè)計(jì)中重要的輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。聲場(chǎng)的計(jì)算機(jī)模擬是通過建立實(shí)際廳堂的數(shù)學(xué)模型，然后按幾何聲學(xué)法則來模擬聲波在廳堂內(nèi)的傳播規(guī)律。本項(xiàng)目采用的聲學(xué)模擬軟件ODEON9.2兼有聲像法和聲線法的功能，并可采用Lambert散射算法，使模擬的過程愈加逼真，計(jì)算的結(jié)果也更加接近實(shí)測(cè)值。圖14為大劇場(chǎng)計(jì)算機(jī)模型內(nèi)景圖、圖15～圖20為六個(gè)聲學(xué)參量的部分模擬結(jié)果圖（1000Hz）。

6竣工后的音質(zhì)檢測(cè)

2016年8月10日，對(duì)大劇院和合成排演中心進(jìn)行了空?qǐng)鰷y(cè)試，表1為音質(zhì)參量測(cè)試數(shù)據(jù)。

最終測(cè)試結(jié)果顯示：

（1）大劇院室內(nèi)設(shè)計(jì)方為了美觀度，觀眾廳內(nèi)吸聲構(gòu)造面積做多了。原本不需要吸聲措施的側(cè)墻，約1/6面積側(cè)墻做了吸聲措施，具體做法是穿孔鋁板后填成品袋裝吸聲棉（參見現(xiàn)場(chǎng)照片圖21）。這樣導(dǎo)致觀眾廳混響時(shí)間偏短，但混響時(shí)間頻率特性還是較好的，即低頻有明顯提升，中頻基本平直，高頻無明顯下跌。并且大劇院全部使用電聲，所以場(chǎng)內(nèi)的音質(zhì)效果不錯(cuò)。

（2）合成排演中心，混響時(shí)間合適。本底噪聲由于出風(fēng)口百葉遮擋，風(fēng)速過大，經(jīng)過調(diào)整后，達(dá)到聲學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)。