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小型剧场如何进行建筑声学设计

发布时间:2020年04月17日

  为不断适应社会文明的进步与发展,最大限度的满足人们日益增长的文化需求,很多的小型剧场随之涌现出来。在小型剧场实际音质设计中其实是很困难的,往往许多的付出只因为音质差而付诸东流,因此对于小型剧场设计的声学设计进行研究和探讨是非常有必要的。

  小型剧场声学设计

  1、小剧场设计的声学设计指标和要求

  在小剧场进行声学设计之前,要通过小剧场的功能和设计的规范要求研究来制定符合剧场环境和质量的声学设计指标和要求。由于每个剧场的设计水平和要求都不尽相同,但是对于剧场声学设计的标准却是大同小异的,它们都追求高质量的音质和高品位的环境。

  一个剧场的声学设计主要包括对噪声的处理,实现声均匀度,解决聚焦、共振反馈等问题以及对于室内混响的正确计算。声学设计的主要原则有:混响合理,声音扩散性好,没有声聚焦、没有可闻的振动噪声、没有死声点。基于室内声学特性的基本要求,对于剧场的声学设计也提出了相应的要求:具有合适的响度;声能分布均匀;满足信噪比要求;保证室内各处频率响应均衡;选择合适的自然混响时间。另外方案设计时还要参考有关标准进行设计。以下将对声学设计中的混响时间和噪声控制进行简要介绍。

  混响时间

  对于剧场音质质量的客观评价标准有很多,但多以混响时间来作为小剧场声学设计的主要标准。之所以选择混响时间作为评价音质质量的主要指标,一方面由于它对音质质量的重要价值,另一方面是因为在众多的评价标准中,混响之间对声色设计和音质质量的影响最大,过长会果断都会对音质产生很大的影响。

  描述房间混响效果的指标就是混响时间。因为室内吸声与声音频率有关,所以不同频率的混响时间不同。室内吸声与混响时间存在一个数学关系(塞宾公式):T60=K*V/A,即房间各种吸声材料吸声系数与面积乘积的和再除以总表面积从公式可以看出,房间体积越大混响时间越长;平均吸声系数越大,混响时间越短。因此有效控制混响时间的方法就是正确的选用效果好的吸声材料。对于剧场的混响时间选择标准主要有:选择音乐丰满和语言清晰各自标准的折中值;根据剧场的主要功能和用途选择;自然声为主的厅堂采用可调混响结构。

  噪声控制

  噪声控制是小剧场声学设计中的又一个重要组成部分。噪声会对人们的正常听觉产生干扰和掩蔽作用。通常在剧场内的最小声压级的位置上,信噪比应该大于30dB。当剧场内噪声过大时不仅会影响观众的听觉效果,也会影响表演者的表演效果。通常在剧场的建造时采用吸声材料进行噪音控制,吸声材料距离声源越近,吸声效率越高,反射声被吸收的机会也增加,对降噪是非常有利的。另外,为了使观众获得丰富的早期反射声,降低噪声干扰屏蔽作用,在进行室内乐演出时常在舞台上方布置了球面状透明材质的浮云式音乐反射板,其悬吊高度、倾角与疏密程度均可调,以适应不同的观众厅布置方式。

  小剧场的声学设计

  声学设计的主要内容有噪声控制和音质设计,音质设计又包括观众厅的体型设计和声音质量的控制。由于小剧场多建立在比较安静环境,因此可排除外部噪音对剧场的影响,对于室内噪音常采用设置隔声门和采购隔声设备来加以控制。因此搞好小剧场的声学设计的关键还在于音质的设计。音质的优化设计往往是建筑设计的决定因素之一,小剧场的音质设计应与建筑设计方案形成初期同时进行,而且要贯穿于整个建筑施工图设计、室内装修设计和施工的全过程中,只有到竣工之后对于音质进行必要的测试和鉴定,然后才能对音质设计进行适当的调整或是修改,从而达到更好的预期效果。

  音质设计首先要防止外部噪声及振动传入室内,使室内的噪声控制在最低限度;其次是要使室内各处都有足够的响度,并保证声场分布尽可能均匀。对于以自然声为主的厅堂,要注重大厅的规模,使房间具有与使用目的相适应的混响时间。同时要防止出现回声、多重回声、声聚焦、声遮挡、声染色等声学缺陷。以下将通过小型剧场的体型设计和观众厅音质质量的控制两方面来探讨图和提高剧场的音质质量。

  小型剧场声学设计

  小型剧场的体型设计

  剧场的体型设计首先要确定大厅的体型,大厅体型确定的主要方法是几何声学法(声线法)。其次要遵循一定的原则,体形设计有五项原则:保证直达声到达每个观众;保证近次反射声的分布;防止产生回声及其他声学缺陷;采用适当的扩散处理;舞台反射板的运用。

  保证直达声能够到达每个听众主要是防止前面的观众对后面观众的遮挡。在小型讲演厅,可设讲台以抬高声源,在较大的观众厅中,地面应从前到后逐级升高。

  保证近次反射声的分布对于规模不大的厅(例如高度在10m左右,宽度在20m左右)绝大多数座位上接收到的第一次反射声的延时都在50ms之内。

  防止产生回声及其他声学缺陷

  观众厅中最容易产生回声的部位是后墙(包括挑台上后墙)、与后墙相接的天花,以及挑台栏杆的前沿等。在后墙设计中应避免将后墙设计为为凹曲面,这会加强回声。在有可能产生回声的部位,应适当改变其倾斜角度,使反射声落入近处的观众席,或者作吸声处理。

  采用适当的扩散处理

  扩散处理就是用起伏的表面或吸声与反射材料的交错布置等方法,使反射声波发生散乱。它不仅用于消除回声和声聚焦,而且可以提高整个大厅的声场扩散程度,增加大厅内声能分布的均匀性,使声音的成长和衰减过程滑顺;同时,它还有助于避免强反射可能造成的"染色现象"。

  对于有必要的小剧场还可以设置舞台反射板。

  观众厅音质质量的控制

  大厅的混响设计的主要内容包括最佳混响时间及频率特性的确定、混响时间的计算和室内装修材料的选择与布置。试验表明,房间用途不同,其最佳混响时间也不相同,房间容积不同,其最佳混响时间也不同。小型剧场的混响时间大概在1.0~1.3,中频500Hz所对应的混响时间称最佳混响时间。

  混响时间的计算的第一步要根据房间使用要求及确定混响时间及其频率特性的设计值,然后根据设计完成的体型,计算出房间的容积V和内表面积S,最后根据混响时间计算公式求出房间平均吸声系数。一般采用改进的伊林公式:进行计算。混响时间设计及装修效果要求确定一个方案,然后用混响时间计算公式进行验算。通过反复修改、调整设计方案,直至混响时间满足设计范围为止。

  选择与布置室内装修材料就是要充分掌握各种吸声材料与结构的吸声性能,确定各种吸声材料与结构的位置。

  2、电声系统设计

  电声系统不仅用于会议和讲演,也常用于音乐和戏剧的演出,而对于流行音乐,电声设备更是不可缺少。因此电声系统的规模和性能成为决定这些厅堂的音质效果的重要因素之一。在室内如何布置扬声器,是电声系统设计的重要问题,它与建筑处理的关系也最密切。小型剧场设计电声系统设计就是要使全部观众席上的声压分布均匀,使多数观众席上的声源方向感良好,控制好声反馈和避免产生回声干扰。


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