天津群星劇院的聲學改造設計

張子牙 蔡超 馬蕙

[摘要]主要介紹了天津群星劇院聲學改造設計項目，通過調整廳內的體型，以及吸聲、反射和聲擴散設計，并控制主要噪聲，使得劇院使用者能夠得到較好的音質體驗，且滿足劇院以戲劇為主的演出要求。

[關鍵詞]群星劇院；改造；聲學設計；音質效果

天津群星劇院隸屬于天津市群眾藝術館，是坐落在市中心繁華地帶的一所中小型地標劇場。作為天津市重要的惠民公演場所，每年在此開展近百場公益演出活動。群星劇院秉承著服務群眾、文化惠民的宗旨，為廣大文藝愛好者提供了舞臺，也被市民評為“百姓大舞臺”。

群星劇院主要為戲曲演出提供平臺，由于建造年代過早，難以為現代演出形式提供良好的服務，在重新修繕改造后，于2017年秋重新對外開放。本文著重介紹J，天津群星劇院改造過程中的聲學設計。

群星劇院位于天津市和平區煙臺路82號，總占地面積2498m2，始建于20世紀60年代。一層原為商店，現改造為容積1366.3m3的多功能廳，空間平而呈矩形，廳內可安排座位200個一二層為戲曲演出劇場，觀眾廳容積為1829.2m3，可安排座位360個。二層劇場主要作為戲曲演出舞臺，服務對象為戲曲愛好者而非專業戲曲演員，因此在聲學設計過程中要兼顧普通民眾觀戲、演戲時的既有聽聞習慣。在劇場的聲學改造過程中，除了需要對混響時間、空間形體等關乎音質的方而進行調整外，同時需要對劇場背景噪聲進行控制。

針對群星劇院的演出性質，通過對劇院聲學現狀的測量和分析，該劇院存在以下問題：

（1）劇院公共大廳及走廊空間缺少降噪設計，出入場密集人流易形成相互干擾；

（2）劇場內部整體背景噪聲級過高，難以保證良好建聲音質的實現；

（3）二層劇場聲場不均勻度遠超設計限值，觀眾席某些區域聲壓級偏高，而另外某些區域聲壓級過低，自然聲場分布有待優化；

（4）二層劇場個別座位會出現延時較長的反射聲，從而產生回聲等音質缺陷；

（5）各設計頻率的混響時間普遍偏短，演出聲音易干澀、欠飽滿。

為解決上述問題，在群星劇院的聲學改造設計中，著重實現以下目標：

（1）對群星劇院公共大廳和走廊空間進行適當的吸聲降噪處理，通過對裝飾選材進行聲學校核、篩選，以實現“仿聲閘”的控制效果；

（2）一層多功能廳將在原來商店的狀態下改造成為多功能廳，其噪聲的控制、體型的設計以及材料的選擇也需要精細的聲學設計，以保證其聲學功能的實現；

（3）在二層劇場設定合理的混響時問，以實現戲曲獨白的清晰度，以及唱腔的優美豐滿；

（4）調整二層劇場頂棚及側墻的體型，結合內裝方案合理選取裝修材質及布置位置，縮短演出直達聲和早期反射聲的時延，增加直達聲響度和親切度，提高劇場觀眾席聲場均勻度；

（5）對二層劇場個別區域進行體型和材質協調設計，消除可能出現的聲學缺陷。

群星劇院毗鄰城市道路，因此該路段交通噪聲是劇場而臨的主要外部噪聲。另外，劇場南側二層屋而布置有暖通設備，產生的振動對劇場內部聲環境影響極大；劇場北側入口與室外直接連通，人流產生的噪聲通過入口傳入室內。除此之外，還存在地下消防水泵設備產生的噪聲，由于運行次數較少，只進行簡單吸聲及隔振處理。各噪聲源分布如圖1所示。

參照GJBIT 50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》中關于劇院觀眾廳、舞臺背景噪聲限值的相關規定，群星劇院一層多功能廳和二層劇場的噪聲限定值須達到NR-30，滿足乙等劇場標準。

在群星劇院的背景噪聲控制過程當中，主要采用的辦法為加強圍護結構隔聲量。前期針對圍護結構隔聲量進行了校核，主要圍護結構隔聲量如表1所示。根據薄弱環節的特點，采取以下方式控制背景噪聲：

（1）針對二層地而樓板為隔聲薄弱環節，一層多功能廳吊頂上部進行吸聲降噪處理，采用實貼吸聲棉等方案，同時二層劇場池座地面采用彈性而層處理，采用地毯或地膠等方案；

（2）針對地下室一層消防泵房的設備噪聲，在泵房內做吸聲降噪及設備減振處理，頂棚采用礦棉板隔聲吊頂，墻而采用穿孔埃特板后襯離心玻璃棉構造進行吸聲降噪處理；

（3）針對出入口人流產生的噪聲，在一層多功能大廳以及二層劇場內部的所有出入口采用聲閘或隔聲門，窗口位置采用隔聲窗；

（4）劇場南側三層樓梯問窗口設置隔聲窗，以隔絕相鄰的二層樓板處的設備噪聲。

圖2為群星劇院一層多功能廳的聲線分析，可以看出一層多功能廳由于柱子較多早期反射聲并不能覆蓋到全場，而且由于層高較低，天花板處進行早期反射聲改造較為困難，為了保證自然聲使用狀態下的音質效果，需要在表演區兩側安裝側向反射板，加強觀眾廳后部的前次反射聲，保證整個多功能廳的語言清晰度和音質效果（后據實際情況采取了其他做法）。

群星劇院一層多功能廳容積為1366.3m3，根據GJB/T50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》，計算出500 Hz～1 000 Hz最佳滿場混響時間約為0.8s～1.0s之間，各中心頻率最佳滿場和空場混響時間如表2所示。根據最佳混響時間要求，對群星劇院一層多功能廳的設計安排如表3所示。

劇場觀眾廳側墻輪廓線方案反射聲覆蓋范圍如圖3所示，側墻中前段（布置反射材料部分）反射聲能較為均勻地分布于整個觀眾區域內，反射效果良好，只有中部幾個座位側向反射聲缺乏，需調整第二折側墻或不做修改。

劇場觀眾廳頂棚反射聲覆蓋范圍如圖4所示，結果顯示每段頂棚反射聲覆蓋區域過大，聲能不能有效集中，需對頂棚輪廓線進行調整優化。調整后的頂棚聲線方案之一如圖5所示。

劇場坐席掠射效應分析如圖6所示，劇場觀眾席升起角度為8。，部分區域坐席前后排高度差過小（<12cm），存在直達聲能被掠射吸收的影響，由此可能會導致演出直達聲能不足，故而觀眾坐席升起的高度需要進行調整。

群星劇院二層劇場觀眾廳容積為1829.2m3，主要功能定位為戲曲演出，屬語言類演出。根據GJBIT50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》，建議其500Hz～1000Hz最佳滿場混響時間約為0.9s～1.1s之間，各中心頻率最佳滿場和窄場混響時問如表4所示。

為了提高群星劇院的聲學質量，在聲學改造前對功能、規模相近的劇院進行了主觀調查和客觀物理指標測量。其中，主觀音質感受調查顯示，86%的受訪者認為海河劇院音質更好，戲劇獨白清晰，且唱腔優美豐滿。分析其原因，主要有兩點。其一，對于戲曲演出，清晰度是至關重要的控制指標。按照現行設計標準，與海河劇院同等規模的劇場中頻空場混響時間應在1.6s～1.8s之間，而海河劇院中頻混響則略低于設計標準，為1.4s～1.5s左右，保證了戲曲演出的清晰度。其二，從頻率響應特性看，兩個劇場的低頻混響時間存在明顯差異，海河劇院的低頻混響時間低于濱湖劇院，且更接近于其中頻混響時間，即海河劇院混響頻率響應特性近乎平直。這樣既降低了低頻音對于中、高頻音的掩蔽效應，更大程度地保汪演出清晰度，同時兼顧了戲曲唱腔的豐滿優美。

綜合上述幾點，確定群星劇院二層劇場混響設計指標略低于我國現行設計標準，頻率響應特性為中低頻近似平直，高頻略低。設計目標及混響時間計算如表6所示。

依據觀眾廳的視覺效果和聲學分析，確定了廳內各個界而的材質分布。側墻反射部位采用木質弧形反射板，實貼于基層，利用前中部的反射聲將聲能充分布置在劇院觀眾廳內；為防止回聲，側墻后部及后墻采用吸聲處理，側墻吸聲部位采用了成品木制弧形吸聲板，后墻材料為13mm厚木質條縫吸聲板，其中開槽寬度3mm，穿孔率1 3%，后附50mm厚離心棉，再留有200 mm空腔。觀眾廳天花采用9mm紙而石膏板吊頂，后附45mm厚空腔；舞臺頂棚采用厚12mm，附加空腔100mm的礦棉裝飾吸聲板。舞臺口兩側九夾板為觀眾廳提供反射聲能，舞臺后方及兩側墻體采用木絲板及穿孔FC板，從而保證觀眾廳的音質效果以及演員的現場聽覺感受，避免耦合效應帶來的語言清晰度的問題。

通過聲學設計和改造，群星劇院一層適用于多種會議、小型演出活動，二層適用于語言類戲曲演出。聲學改造使群星劇院重展新顏，劇場環境不僅變得更加舒適完善，也打破了劇院在市民心目中的既有印象，為演員和觀眾提供了良好的聲音品質，達到了改造的目的。

[1]中國建筑科學研究院建筑物理研究所.建筑聲學設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1987.

[2]范國志.多功能廳的建筑聲學設計.音響技術[J]，2003（3）

[3]薛林平，侯磊.天津中國大戲院建筑研究.華中建筑[J]，2013（10）