斯里蘭卡國(guó)家大劇院建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)

王 崢，陳金京

（北京市建筑設(shè)計(jì)研究院 聲學(xué)工作室，北京 100045）

1 概述

1.1 建筑概況

斯里蘭卡國(guó)家大劇院是由我國(guó)援建斯里蘭卡的一座大型觀演建筑，位于斯里蘭卡首都科倫坡。該劇院外形如一朵盛開(kāi)的藍(lán)色睡蓮，寓意著斯里蘭卡的國(guó)花，也象征著中國(guó)和斯里蘭卡兩國(guó)的友誼。

斯里蘭卡國(guó)家大劇院建筑面積為16 100 m2。大劇院觀眾廳平面呈鐘形，有二層樓座，并延伸至側(cè)墻形成二層跌落包廂，可容納觀眾1 288人，其中一層為798座，二層為145座，三層為345座。觀眾廳有效容積約9 500 m3，總內(nèi)表面積約3 920 m2，每座容積為7.4 m3，平均自由程為9.7 m。大劇院的幾何特征參數(shù)見(jiàn)表1，大劇院的平剖面見(jiàn)圖1。

2 聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)

斯里蘭卡國(guó)家大劇院是一個(gè)多功能劇場(chǎng)，主要功能為大型文藝演出，兼具歌劇、舞劇、會(huì)議等多功能使用的要求。根據(jù)劇院的用途、容積、規(guī)模以及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，確定劇場(chǎng)的聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)。

2.1 混響時(shí)間（RT，s）

中頻（500 Hz ～ 1 kHz）滿(mǎn)場(chǎng)混響時(shí)間為1.4 s，觀眾廳的混響時(shí)間頻率特性應(yīng)滿(mǎn)足低頻（125 Hz ～ 250 Hz）為中頻的1.1 ～ 1.2倍，高頻（2 kHz ～ 4 kHz）為中頻的0.8～0.9倍。

2.2 聲場(chǎng)不均勻度（ΔLp，dB）

ΔLp≤8 dB。

2.3 明晰度（C80(3)，dB）

C80(3)為2.0 dB ～ -2.0 dB。

2.4 噪聲限值（N，dB(A)）

背景噪聲：N≤25 dB(A)，噪聲評(píng)價(jià)曲線NR20；空調(diào)運(yùn)行時(shí)：N≤30 dB(A)，噪聲評(píng)價(jià)曲線NR25。

2.5 沒(méi)有音質(zhì)缺陷

沒(méi)有回聲、顫動(dòng)回聲和聲聚焦等音質(zhì)缺陷。

3 觀眾廳的音質(zhì)設(shè)計(jì)

觀眾廳音質(zhì)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是解決聲場(chǎng)分布、聲擴(kuò)散、早期反射聲分布、混響時(shí)間控制、響度和消除音質(zhì)缺陷等問(wèn)題。

3.1 反射聲設(shè)計(jì)

觀眾廳池座的反射聲主要來(lái)自于舞臺(tái)臺(tái)口兩側(cè)設(shè)置的八字形墻面，該墻面能夠?yàn)槌刈峁┰缙趥?cè)向反射聲。觀眾廳兩側(cè)的包廂欄板也可以為池座提供反射聲。另外，吊頂通過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)成折板形式，也可以為觀眾席提供反射聲。圖2為通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬給出的池座反射聲路徑圖，從圖中可以看出反射聲主要來(lái)自于上述3個(gè)界面。

3.2 擴(kuò)散設(shè)計(jì)

觀眾廳的擴(kuò)散對(duì)音質(zhì)起著很重要的作用，一般擴(kuò)散措施有如下3種：

（1）設(shè)置擴(kuò)散體；

（2）設(shè)置數(shù)論擴(kuò)散裝置；

（3）交叉布置吸聲和反射構(gòu)造。

本劇場(chǎng)觀眾廳兩個(gè)側(cè)墻為平行墻，裝修風(fēng)格比較簡(jiǎn)約，要求裝飾面統(tǒng)一，并且不希望在墻面設(shè)置擴(kuò)散體。而由于混響時(shí)間控制的要求，兩個(gè)側(cè)墻也不能完全進(jìn)行吸聲處理，這就有可能在兩個(gè)側(cè)墻之間產(chǎn)生顫動(dòng)回聲，另外，擴(kuò)散效果也不理想。為了解決這兩個(gè)問(wèn)題，采用了交叉布置吸聲和反射構(gòu)造的措施。為了保證其表面裝飾效果相同，設(shè)計(jì)墻面吸聲和反射構(gòu)造如圖3所示。在墻面交叉布置吸聲和反射構(gòu)造，并且兩側(cè)墻面在布置時(shí)錯(cuò)開(kāi)，即相同位置在一側(cè)墻為吸聲構(gòu)造，另一側(cè)為反射構(gòu)造。這既保證了墻面的擴(kuò)散，又可以避免兩個(gè)平行側(cè)墻之間產(chǎn)生顫動(dòng)回聲等聲學(xué)缺陷，同時(shí)，還滿(mǎn)足了混響時(shí)間控制和裝修效果的要求。圖4為墻面吸聲和反射構(gòu)造布置圖，圖中，MA為吸聲構(gòu)造，MB為反射構(gòu)造。

觀眾廳兩側(cè)的跌落包廂也構(gòu)成大體量的擴(kuò)散體，并在包廂墻面上設(shè)置了縱向木格柵，形成了微擴(kuò)散結(jié)構(gòu)，保證在對(duì)低頻有良好擴(kuò)散作用的前提下，對(duì)高頻也有良好的擴(kuò)散作用。圖5為跌落包廂及微擴(kuò)散構(gòu)造。

4 計(jì)算機(jī)模擬

為了保證聲學(xué)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，用Raynoise聲學(xué)模擬軟件對(duì)觀眾廳的聲學(xué)效果進(jìn)行了模擬計(jì)算，模擬結(jié)果如圖6所示，顯示出其基本滿(mǎn)足聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

由于設(shè)計(jì)項(xiàng)目地址遠(yuǎn)在國(guó)外，大劇院完工后沒(méi)有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聲學(xué)測(cè)量，但據(jù)業(yè)主方反映，其主觀聽(tīng)音評(píng)價(jià)效果良好。

聲學(xué)設(shè)計(jì)人員如何與裝修等其他專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員良好配合，是劇院建筑最終能否在各方面取得滿(mǎn)意效果的關(guān)鍵因素之一，本劇場(chǎng)在進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)聲學(xué)設(shè)計(jì)人員與裝修設(shè)計(jì)師充分交流，終于在滿(mǎn)足裝修效果的同時(shí)，完成了理想的聲學(xué)設(shè)計(jì)。圖7為觀眾廳內(nèi)景。

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