重庆大剧院大剧场室内声学测量浅析

张晟鹏，任 劲

（1. 重庆市江北嘴中央商务区开发投资有限公司，重庆 400024；2. 德国米勒贝姆声学顾问公司，北京 100004）

1 引言

重庆大剧院的概况、建筑设计、声学设计单位以及声学设计情况（包括建筑形制、室内声环境模拟、建筑模型）等，在《重庆大剧院建设声学设计浅析》（见本刊2010年第2期P33～P37）一文中已经叙述，请查阅参考，本文重点介绍重庆大剧院的声学测量。

2 大剧场室内声学测量

室内声学测量作为剧场类观演建筑的室内声学客观评价的最后阶段，不仅对计算机模拟和实物缩尺模型的结果进行验证，也对建筑声学装修（包括座椅）设计及施工进行验证，是对剧场整体上是否达到设计的室内声学功能要求的检验。测量成果将成为一个剧场建筑形制和声学设计装修是否得当的客观评价依据，也是剧场声环境整改、完善的设计依据。

负责重庆大剧院大剧场建筑声学及室内声学设计的德国米勒贝姆声学顾问公司分3个阶段对室内声学进行了测量，分别是在施工过程中（剧场内墙、顶面装修基本完成，池座安装了383个座椅）测量了剧场空场混响时间；测试性演出期间测量了剧场空满场混响时间、明晰度、清晰度；工程竣工后测量了剧场空场混响时间、明晰度、清晰度。

重庆大剧院大、中剧场均进行了室内声学测量，下面将以大剧场为例，对室内声环境设计成果与室内声学测量成果进行对比分析。

2.1 室内声学测量

大剧场室内声学测量分为3个阶段，即施工过程中、测试演出期间以及竣工测量，这3个阶段的测量对室内声学有着不同的意义：施工过程中的测量旨在检验计算机模拟和实物缩尺模型的结果，通过测量成果的分析，确定声学装修（包括座椅）设计是否得当，明确下一步声学装修设计、施工的调整方向；测试演出期间的测量旨在检验施工过程中测量所预测并确定的声学装修设计、施工的调整方向是否适当，是否需要对局部声学装修进行调整以期完全满足室内声学设计要求；竣工测量旨在固化剧场的最终室内声学特性，通过测量成果呈现剧场的客观声学性能。

除室内声学测量外，观众以及演员的主观评价也是剧场室内声学条件优劣的评价指标。重庆大剧院在测试演出期间和竣工后分别作了多次主观评价，邀请了声学专家、文化系统的领导和专家、专业演员以及普通群众，主观评价结果基本反映了剧场的真实声学性能。

2.1.1 测量标准及设备

米勒贝姆公司的测量采用国际标准ISO 3382《根据其它声学参数测量厅堂混响时间》以及附录A《通过脉冲响应测量厅堂》。测量仪器及软件如表1所示。

2.1.2 施工过程中的测量

为了能及时估测重庆大剧院厅堂的混响时间并提出整改意见，2009年4月21日，米勒贝姆公司进行了第一次室内声学测量。

在第一次测量时，剧场内装修面基本完工，在池座中部安装有383个座椅，楼座没有座椅。防火幕在测试时关闭。剧场内的温度是21℃，相对湿度是82 %。进行空场测量时，除了测量人员外，厅堂内再无其他人员。因处于施工过程中，测量时地面上仍有较厚的积灰，墙面上还有部分缝隙没有密封；池座的地面有约70%的面积铺好了地板；厅堂入口处用反声的木板密封；舞台地板还没有完全完工。

测量过程中，共在舞台上设置了3个扬声器的发射点，在池座中一共分布了6个接受点。用无指向性测量扬声器（其向各个方向的辐射是均匀的）在厅堂内传输发射信号（扫频信号），并用放置在接受点的球形测试传声器接受和记录信号（传声器离地1.2 m高，对应于观众坐在座椅上耳朵的高度）。通过测试信号和所记录到的接受信号再加以计算机的辅助可以确定厅堂的脉冲响应h（t），再通过室内脉冲响应计算出各室内声学参数。

表1 测量仪器及软件

在剧场内测量的空场混响时间如表2所示。

通过对测量数据的分析，由于厅内座椅仅安装了极少部分，所以，剧场混响时间明显偏长。经过计算，依据之前12把座椅混响实验室测量所测得的结果，当厅内全部座椅安装完成后，剧场的中频混响时间约为1.6 s，在预先设定的范围内，整个厅堂的室内声学质量应该是良好的。

2.1.3 测试性演出期间的测量

2009年6月16日，米勒贝姆公司在重庆大剧院测试性演出期间进行了室内声学测量。

此次测量时，剧场内池座和楼座共安装了1 738个座椅，测点布置、测量方法与第一次完全相同。测量时防火幕是打开的。舞台大幕根据测量状况打开或者关闭。满场测量时约有1 200名观众在剧场内，乐队在乐池内。在满场测量时，剧场内的温度是25℃，相对湿度是65 %。在空场测量时，剧场内的温度是27℃，相对湿度是77 %。

在剧场内测量的空、满场混响时间如表3所示。

通过对测量数据的分析，设计单位认为“很明显，厅堂内的测试结果完全符合我们在方案设计和扩初设计阶段确定的值。大剧场的混响时间处于国际高水准厅堂的混响时间范围内，且空满场差距较小，厅堂的声学质量是非常理想的。”

2.1.4 竣工测量

重庆大剧院的顺利竣工后，为检验声学设计质量，2009年11月16日，米勒贝姆公司在大剧场进行了空场条件下的室内声学测量，测量场景如图1所示。

表2 施工过程中测量的大剧场空场混响时间值

表3 测试性演出期间测量的大剧场空、满场混响时间值

表4 竣工测量的大剧场空场混响时间值

表5 大剧场空场混响时间对比

此次测量过程中，为确定厅堂自身的声学设计质量，隔绝舞台对厅堂的影响，降下了防火幕。总共采用了3个声源点，分布在舞台上。另外，共采用了12个测点，均匀分布在剧场的右侧，因剧场的对称性，该分布已能详细描述剧场内声场分布状况，声源及测点分布如图2所示。剧场内的温度是21℃，相对湿度是57%。在剧场内测量的空场混响时间如表4所示：

除上述室内声学参数外，各个测点所得的的脉冲回波图显示：剧场内声场衰减平滑，无5 dB以上突然升起，即无声聚焦、声颤抖等声缺陷。这证明通过实物缩尺模型实验对大剧场建筑形制及声学装修设计的调整是正确的，保证了大剧场良好的音质条件。

2.2 测量数据的评价及分析

2.2.1 混响时间

计算机模拟和实地测量的空、满场混响时间的对比，如表5～表8和图3～图6所示。

通过以上图表可以得出结论：

（1）空、满场混响时间的实际测量结果与计算机模拟基本吻合，混响时间低频提升有力、高频略微降低，均满足了设计要求。

（2）空、满场混响时间在500 Hz～1 kHz时差别不大，也让演出彩排和正式表演之间的差异不会太明显。

（3）在2009年6月16日测试性演出时，舞台大幕关闭，因其吸声性能，使得所测量的空场混响时间明显小于2009年11月16日竣工时大厅内防火幕降下时测得的混响时间。在正常演出的情况下，舞台布景以及幕布会起到吸声作用，所以6月16日所测得的混响时间值更加贴近实际演出情况的大厅内的混响时间。

2.2.2 其他室内声学指标

除混响时间外，设计单位对大剧场的明晰度和清晰度进行了测量，如表9所示。根据测量结果：大剧场内声场不均匀度小于3 dB，声场分布均匀，说明大厅的体形设计合理；明晰度、清晰度指标也均位于最优范围之内，可以为观众对于乐声及语言的理解程度提供保障。

表6 大剧场满场混响时间对比

表7 大剧场计算机模拟空、满场混响时间对比

表8 大剧场实测空、满场混响时间对比

表9 大剧场明晰度、清晰度测量平均值

3 小结

目前，重庆大剧院已承接了英国音乐剧《猫》，爱尔兰踢踏舞《大河之舞》，俄罗斯三大经典芭蕾《天鹅湖》、《睡美人》、《胡桃夹子》等世界经典剧目以及第七届中国音乐金钟奖合唱比赛、重庆市第二届艺术节、第六届全国话剧优秀剧目展演等80余场演出，剧场的声环境得到了演出团体、艺术家、演员及观众的肯定。