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剧场观众厅建筑声学设计规范

2020-06-10 13:55 作者:石间捡史  | 我要投稿

一般规定

1 剧场建筑设计的全过程均与音质有关。剧场体形、围护结构的隔声、噪声设备的隔振和降噪等在建筑设计阶段应有建筑声学专业的参与、配合。建筑声学设计也为音响系统提供良好的声学条件。在装饰设计阶段,剧场装饰的用料和构造是影响音质的重要因素,为保证剧场音质符合其使用功能的要求,建筑声学应参与建筑设计的全过程。


2 剧场建筑声学设计主要为音质设计和噪声控制。剧场的建筑声学设计应使观众席各处获得合适的响度、早期侧向反射声、混响时间和清晰度,并应使舞台上具有合适的声支持度。演出时,观众厅及舞台内不得出现回声、声聚焦、颤动回声等可识别的音质缺陷。剧场设备噪声和外界环境噪声不得对剧场内的音质产生干扰。

3 剧场的建筑声学设计与音响系统设计应密切配合,避免扬声器的布置对观众厅音质的影响。与自然声演出条件相比,采用扩声系统时声源(扬声器)位置、数量、强度和指向性均不同,由此观众厅内的反射声分布形式也将产生变化。对于自然声演出功能为主的剧场,观众厅音质设计应以建筑声学为主,扩声系统则起辅助作用。


剧院观众厅体型设计

1 观众厅每座容积宜符合下图的规定:

合适的观众厅容积应依据剧场功能和观众席数量等因素确定。兼用作交响乐、室内乐等自然声音乐演出的剧场,其混响时间要求较长,每座容积也可在本规范推荐值的基础上有所提高。观众厅容积的计算以大幕线为界,对于开敞式舞台,因舞台容积的部分或全部与观众厅容积融合,故不受本条的限制。


2 观众厅体形设计应符合下列规定:
    1 当自然声演出时,观众厅的平面和剖面形式应使早期反射声在观众席上具有合理的空间、时间分布;观众席中前区应具有足够的早期反射声,且相对于直达声的初始延迟时间宜小于或等于35ms,不应大于50ms有助于获得音乐演出的亲切感。
    2 对于以自然声演出功能为主的剧场,当观众厅内设有楼座时,挑台的挑出深度宜小于楼座下开口净高的1.2倍;楼座下吊顶形式应有利于该区域观众席获得早期反射声。
    3 对于以扩声为主的剧场,观众厅内挑台的挑出深度宜小于楼座下开口净高的1.5倍,并应使主扬声器的中高频部分能直投射至挑台下全部观众席;楼座、池座后排净高及吊顶下沿至观众席地面的净高宜大于2.80m。

剧场的体形设计主要考虑自然声演出条件下观众厅墙面、顶面的反射声在观众席上的合理分布。早期反射声对提高音乐的明晰度和语言的清晰度具有重要作用,尤其是观众厅中前区获得足够的早期反射声是体形设计的重要内容。室内声学的研究表明早期侧向反射声可提高音质的空间感,所以本条中早期反射声的合理分布,除了指各位置上需获得足够的早期反射声强度外,还要求这些早期反射声的方向分布有利于提高音质的空间感。
    自然声演出时,因声源位于舞台区,声音向观众席传播中易受到挑台的阻挡而影响挑台下观众席的清晰度和响度,故要求挑台的挑出深度不宜大于楼座开口净高的1.2倍。而以扩声为主时,考虑扬声器的指向性、位置、强度等与自然声条件不同,挑台挑出深度可适当增加,但以不阻挡主扬声器直达声向楼座下观众席的投射为前提。


3 伸出式舞台由于与观众厅在声学空间上无明确界限,在观众厅声学设计中舞台区域空间应包含在观众厅中一并设计。


4 当剧场用于自然声音乐演出时,舞台上应设置活动声反射罩或声反射板。使有限的自然声功率不因为剧场舞台而逸散,提高自然声向观众席的传输效率及响度,有利于观众厅内反射声的获得,同时,声反射罩(板)也可改善乐队演奏人员之间的相互听闻条件。通过设置声反射罩(板)扩展剧场的使用功能是较为经济、有效的方法。


剧院观众厅混响时间

1 观众厅满场混响时间选择宜符合下列规定:
    1 当频率在500Hz~1000Hz时,不同容积观众厅满场的适宜混响时间,对于歌剧、舞剧剧场宜符合图1-1中所示范围;话剧、戏曲剧场宜符合图1-2中所示范围;多用途剧场宜符合图1-3中所示范围。
    2 混响时间的频率特性比值(相对于500Hz~1000Hz的比值)宜符合表1的规定。

1-1歌剧、舞剧剧场不同容积(V)观众厅,在频率500Hz~1000Hz时合适的满场混响时间(T)范围
1-2 话剧、戏曲剧场不同容积(V)观众厅,在频率500Hz~1000Hz时合适的满场混响时间(T)范围
1-3 多用途剧场不同容积(V)观众厅,在频率500Hz~1000Hz时合适的满场混响时间(T)范围
表1 混响时间频率特性比值

剧场的混响时间取值与观众厅容积和观众席数量有关,考虑到混响时间选择的容忍度和模糊性,设计中满场混响时间在推荐值范围内即可。

    允许低频混响时间与中频的比值大于1,主要考虑音乐演出中的温暖度和剧场中低频吸收相对较小,而高频混响时间与中频的比值小于1主要由于剧场高频的空气吸收较中低频高,因而允许混响时间相对降低。观众厅混响时间以满场条件为依据,一般是指达到80%以上的上座率情况。


2 观众厅满场混响时间应分别对125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz等6个频率进行计算。

剧场设计中混响时间的计算的最高中心频率为4000Hz,主要考虑与目前吸声材料测量规范中的频率范围一致。8000Hz及更高频率目前的实验室测量数据尚不充分,而且高频空气吸声量占有较大的比重,准确估算实际剧场中高频吸声量较为困难。混响时间计算的精度受诸多因素的影响,如材料吸声系数的准确性、剧场中的声场条件等,所以实测值符合本规范第3条中混响时间的范围就认为是较合适的精度。剧场中混响时间设计值与实测值有±10%的误差是可以接受的。


3 当伸出式舞台的舞台空间与观众厅合为同一混响空间时,应按同一空间进行混响时间设计。


4 对于设置舞台声反射罩的剧场,观众厅应针对不同反射罩的形式分别进行混响时间设计。包含声反射罩时由于容积的增加,观众厅的混响时间较无反射罩时有适当提升。舞台声反射板则由于空间并不封闭,所以在观众厅混响时间计算中需根据其封闭程度确定相应的容积增加量。


5 剧场中一般舞台空间较观众厅大得多,所以为防止舞台空间与观众厅空间的强耦合而影响观众厅的音质,要求在舞台中进行必要的吸声处理,使舞台空间的混响时间与观众厅相当。乐池中为提高乐师之间的相互听闻以及乐队的平衡,要求做适当的吸声和扩散处理。


6 剧场中主扬声器主要设置在台口附近,大多在舞台口上方设置专用的声桥。为避免扬声器向观众厅外的其他空间辐射而影响观众厅音质,同时降低声桥内空间对扬声器声辐射特性的影响,宜将声桥与观众厅吊顶内部空间之间隔离,或将扬声器置于封闭的隔离小室内,并在声桥或扬声器小室内采取吸声处理。


7 剧场辅助用房混响时间要求宜符合下图的规定:

据排练厅的使用功能分为乐队、合唱、多功能排练厅。乐队排练厅的混响时间相对较长,而合唱则较短,多功能排练厅由于兼顾音乐和语言类节目的排练则混响时间适中。琴房一般容积较小所以混响时间设置较短。同时增加了混响时间的取值范围,在实际设计较为可行。


噪声控制

1 剧场中设备噪声及剧场内产生的其他噪声对周围环境可能产生影响,所以剧场设计中需根据剧场所处的声环境功能区类别,对剧场的噪声排放进行控制,尤其对于剧场噪声设备如:风机、空调机、冷却塔等所产生的噪声,应符合周围环境噪声的标准要求。

2 当观众厅和舞台内无人占用时,在通风、空调设备等正常工作条件下,噪声级的限值宜符合下列规定:
    1 具有自然声演出功能的剧场:
        1)甲等剧场宜小于等于NR25噪声评价曲线;
        2)乙等剧场宜小于等于NR30噪声评价曲线;
    2 无自然声演出功能的剧场:
        1)甲等剧场宜小于等于NR30噪声评价曲线;
        2)乙等剧场宜小于等于NR35噪声评价曲线。

剧场背景噪声指在空场条件下(观众厅和舞台无人占用)观众席上测得的总噪声,包括空调、通风设备的噪声以及外界传入的噪声,但不包括舞台机械和设备运行的噪声。在自然声演出条件下由于自然声的功率较小,为保证观众席上有足够的信噪比,要求背景噪声值比采用扩声系统时更低。

3 对于升降乐池及台口内舞台设备运行时的噪声,在观众席第一排中部应小于60dB(A);对于台口外观众厅内其他舞台设备噪声,在观众席第一排中部应小于或等于50dB(A)。

4 观众厅宜利用休息厅(廊)、前厅等隔离外界噪声。休息厅和前厅内宜做吸声降噪处理。观众厅的出入口宜设置声闸。侧舞台不宜设置直接通向室外的入口,当受条件限制而设置时,应设隔声门或声闸。

5 空调机房、风机房、冷却塔、冷冻机房、锅炉房等产生噪声或振动的设施,宜远离观众厅及舞台区域,并应采取有效的隔声、隔振、降噪措施。
剧场本身的设备常与剧场观众厅在同一区域,其噪声对观众厅的影响较为明显,所以在设计过程中就应与建筑和机电设备专业同步进行设备的降噪和隔振处理。


6 观众厅采用静压箱下送风时,静压箱与观众厅地面之间的隔声一般较差,为保证观众厅不受空调噪声的影响,对静压箱进行的隔声、吸声处理是必要的。

7 剧场辅助用房噪声控制要求宜符合表7的规定。

表7

根据各房间所处的位置和周围的声环境确定围护结构具有足够的隔声量,因而不作统一规定。

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