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小型劇場如何進行建筑聲學設計?
更新時間:2015-8-3 16:53:48 編輯:溫情 文章來源:音響網 調整文字大小:【

   為不斷適應社會文明的進步與發展,最大限度的滿足人們日益增長的文化需求,很多的小型劇場隨之涌現出來。在小型劇場實際音質設計中其實是很困難的,往往許多的付出只因為音質差而付諸東流,因此對于小型劇場的聲學設計進行研究和探討是非常有必要的。

  1、小劇場設計的聲學設計指標和要求

  在小劇場進行聲學設計之前,要通過小劇場的功能和設計的規范要求研究來制定符合劇場環境和質量的聲學設計指標和要求。由于每個劇場的設計水平和要求都不盡相同,但是對于劇場聲學設計的標準卻是大同小異的,它們都追求高質量的音質和高品位的環境。

  一個劇場的聲學設計主要包括對噪聲的處理,實現聲均勻度,解決聚焦、共振反饋等問題以及對于室內混響的正確計算。聲學設計的主要原則有:混響合理,聲音擴散性好,沒有聲聚焦、沒有可聞的振動噪聲、沒有死聲點。基于室內聲學特性的基本要求,對于劇場的聲學設計也提出了相應的要求:具有合適的響度;聲能分布均勻;滿足信噪比要求;保證室內各處頻率響應均衡;選擇合適的自然混響時間。另外方案設計時還要參考有關標準進行設計。以下將對聲學設計中的混響時間和噪聲控制進行簡要介紹。

  混響時間

  對于劇場音質質量的客觀評價標準有很多,但多以混響時間來作為小劇場聲學設計的主要標準。之所以選擇混響時間作為評價音質質量的主要指標,一方面由于它對音質質量的重要價值,另一方面是因為在眾多的評價標準中,混響之間對聲色設計和音質質量的影響最大,過長會果斷都會對音質產生很大的影響。

  描述房間混響效果的指標就是混響時間。因為室內吸聲與聲音頻率有關,所以不同頻率的混響時間不同。室內吸聲與混響時間存在一個數學關系(塞賓公式): T60=K*V/A,即房間各種吸聲材料吸聲系數與面積乘積的和再除以總表面積從公式可以看出,房間體積越大混響時間越長;平均吸聲系數越大,混響時間越短。因此有效控制混響時間的方法就是正確的選用效果好的吸聲材料。對于劇場的混響時間選擇標準主要有:選擇音樂豐滿和語言清晰各自標準的折中值;根據劇場的主要功能和用途選擇;自然聲為主的廳堂采用可調混響結構。

  噪聲控制

  噪聲控制是小劇場聲學設計中的又一個重要組成部分。噪聲會對人們的正常聽覺產生干擾和掩蔽作用。通常在劇場內的最小聲壓級的位置上,信噪比應該大于30dB。當劇場內噪聲過大時不僅會影響觀眾的聽覺效果,也會影響表演者的表演效果。通常在劇場的建造時采用吸聲材料進行噪音控制,吸聲材料距離聲源越近,吸聲效率越高,反射聲被吸收的機會也增加,對降噪是非常有利的。另外,為了使觀眾獲得豐富的早期反射聲,降低噪聲干擾屏蔽作用,在進行室內樂演出時常在舞臺上方布置了球面狀透明材質的浮云式音樂反射板,其懸吊高度、傾角與疏密程度均可調,以適應不同的觀眾廳布置方式。

  小劇場的聲學設計

  聲學設計的主要內容有噪聲控制和音質設計,音質設計又包括觀眾廳的體型設計和聲音質量的控制。由于小劇場多建立在比較安靜環境,因此可排除外部噪音對劇場的影響,對于室內噪音常采用設置隔聲門和采購隔聲設備來加以控制。因此搞好小劇場的聲學設計的關鍵還在于音質的設計。音質的優化設計往往是建筑設計的決定因素之一,小劇場的音質設計應與建筑設計方案形成初期同時進行,而且要貫穿于整個建筑施工圖設計、室內裝修設計和施工的全過程中,只有到竣工之后對于音質進行必要的測試和鑒定,然后才能對音質設計進行適當的調整或是修改,從而達到更好的預期效果。

  音質設計首先要防止外部噪聲及振動傳入室內,使室內的噪聲控制在最低限度;其次是要使室內各處都有足夠的響度,并保證聲場分布盡可能均勻。對于以自然聲為主的廳堂,要注重大廳的規模,使房間具有與使用目的相適應的混響時間。同時要防止出現回聲、多重回聲、聲聚焦、聲遮擋、聲染色等聲學缺陷。以下將通過小型劇場的體型設計和觀眾廳音質質量的控制兩方面來探討圖和提高劇場的音質質量。

  小型劇場的體型設計

  劇場的體型設計首先要確定大廳的體型,大廳體型確定的主要方法是幾何聲學法(聲線法)。其次要遵循一定的原則,體形設計有五項原則:保證直達聲到達每個觀眾;保證近次反射聲的分布;防止產生回聲及其他聲學缺陷;采用適當的擴散處理;舞臺反射板的運用。

  保證直達聲能夠到達每個聽眾主要是防止前面的觀眾對后面觀眾的遮擋。在小型講演廳,可設講臺以抬高聲源,在較大的觀眾廳中,地面應從前到后逐級升高。

保證近次反射聲的分布對于規模不大的廳(例如高度在10m左右,寬度在20m左右)絕大多數座位上接收到的第一次反射聲的延時都在50ms之內。

  防止產生回聲及其他聲學缺陷

  觀眾廳中最容易產生回聲的部位是后墻(包括挑臺上后墻)、與后墻相接的天花,以及挑臺欄桿的前沿等。在后墻設計中應避免將后墻設計為為凹曲面,這會加強回聲。在有可能產生回聲的部位,應適當改變其傾斜角度,使反射聲落入近處的觀眾席,或者作吸聲處理。

  采用適當的擴散處理

  擴散處理就是用起伏的表面或吸聲與反射材料的交錯布置等方法,使反射聲波發生散亂。它不僅用于消除回聲和聲聚焦,而且可以提高整個大廳的聲場擴散程度,增加大廳內聲能分布的均勻性,使聲音的成長和衰減過程滑順;同時,它還有助于避免強反射可能造成的“染色現象”。

對于有必要的小劇場還可以設置舞臺反射板。

  觀眾廳音質質量的控制

  大廳的混響設計的主要內容包括最佳混響時間及頻率特性的確定、混響時間的計算和室內裝修材料的選擇與布置。試驗表明,房間用途不同,其最佳混響時間也不相同,房間容積不同,其最佳混響時間也不同。小型劇場的混響時間大概在1.0~1.3,中頻500Hz所對應的混響時間稱最佳混響時間。

  混響時間的計算的第一步要根據房間使用要求及確定混響時間及其頻率特性的設計值,然后根據設計完成的體型,計算出房間的容積V和內表面積S,最后根據混響時間計算公式求出房間平均吸聲系數。一般采用改進的伊林公式:進行計算。混響時間設計及裝修效果要求確定一個方案,然后用混響時間計算公式進行驗算。通過反復修改、調整設計方案,直至混響時間滿足設計范圍為止。

  選擇與布置室內裝修材料就是要充分掌握各種吸聲材料與結構的吸聲性能,確定各種吸聲材料與結構的位置。

  2、電聲系統設計

  電聲系統不僅用于會議和講演,也常用于音樂和戲劇的演出,而對于流行音樂,電聲設備更是不可缺少。因此電聲系統的規模和性能成為決定這些廳堂的音質效果的重要因素之一。在室內如何布置揚聲器,是電聲系統設計的重要問題,它與建筑處理的關系也最密切。電聲系統設計就是要使全部觀眾席上的聲壓分布均勻,使多數觀眾席上的聲源方向感良好,控制好聲反饋和避免產生回聲干擾。

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