天津群星剧院的声学改造设计

张子牙 蔡超 马蕙

[摘要]主要介绍了天津群星剧院声学改造设计项目，通过调整厅内的体型，以及吸声、反射和声扩散设计，并控制主要噪声，使得剧院使用者能够得到较好的音质体验，且满足剧院以戏剧为主的演出要求。

[关键词]群星剧院；改造；声学设计；音质效果

天津群星剧院隶属于天津市群众艺术馆，是坐落在市中心繁华地带的一所中小型地标剧场。作为天津市重要的惠民公演场所，每年在此开展近百场公益演出活动。群星剧院秉承着服务群众、文化惠民的宗旨，为广大文艺爱好者提供了舞台，也被市民评为“百姓大舞台”。

群星剧院主要为戏曲演出提供平台，由于建造年代过早，难以为现代演出形式提供良好的服务，在重新修缮改造后，于2017年秋重新对外开放。本文着重介绍J，天津群星剧院改造过程中的声学设计。

群星剧院位于天津市和平区烟台路82号，总占地面积2498m2，始建于20世纪60年代。一层原为商店，现改造为容积1366.3m3的多功能厅，空间平而呈矩形，厅内可安排座位200个一二层为戏曲演出剧场，观众厅容积为1829.2m3，可安排座位360个。二层剧场主要作为戏曲演出舞台，服务对象为戏曲爱好者而非专业戏曲演员，因此在声学设计过程中要兼顾普通民众观戏、演戏时的既有听闻习惯。在剧场的声学改造过程中，除了需要对混响时间、空间形体等关乎音质的方而进行调整外，同时需要对剧场背景噪声进行控制。

针对群星剧院的演出性质，通过对剧院声学现状的测量和分析，该剧院存在以下问题：

（1）剧院公共大厅及走廊空间缺少降噪设计，出入场密集人流易形成相互干扰；

（2）剧场内部整体背景噪声级过高，难以保证良好建声音质的实现；

（3）二层剧场声场不均匀度远超设计限值，观众席某些区域声压级偏高，而另外某些区域声压级过低，自然声场分布有待优化；

（4）二层剧场个别座位会出现延时较长的反射声，从而产生回声等音质缺陷；

（5）各设计频率的混响时间普遍偏短，演出声音易干涩、欠饱满。

为解决上述问题，在群星剧院的声学改造设计中，着重实现以下目标：

（1）对群星剧院公共大厅和走廊空间进行适当的吸声降噪处理，通过对装饰选材进行声学校核、筛选，以实现“仿声闸”的控制效果；

（2）一层多功能厅将在原来商店的状态下改造成为多功能厅，其噪声的控制、体型的设计以及材料的选择也需要精细的声学设计，以保证其声学功能的实现；

（3）在二层剧场设定合理的混响时问，以实现戏曲独白的清晰度，以及唱腔的优美丰满；

（4）调整二层剧场顶棚及侧墙的体型，结合内装方案合理选取装修材质及布置位置，缩短演出直达声和早期反射声的时延，增加直达声响度和亲切度，提高剧场观众席声场均匀度；

（5）对二层剧场个别区域进行体型和材质协调设计，消除可能出现的声学缺陷。

群星剧院毗邻城市道路，因此该路段交通噪声是剧场而临的主要外部噪声。另外，剧场南侧二层屋而布置有暖通设备，产生的振动对剧场内部声环境影响极大；剧场北侧入口与室外直接连通，人流产生的噪声通过入口传入室内。除此之外，还存在地下消防水泵设备产生的噪声，由于运行次数较少，只进行简单吸声及隔振处理。各噪声源分布如图1所示。

参照GJBIT 50356-2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》中关于劇院观众厅、舞台背景噪声限值的相关规定，群星剧院一层多功能厅和二层剧场的噪声限定值须达到NR-30，满足乙等剧场标准。

在群星剧院的背景噪声控制过程当中，主要采用的办法为加强围护结构隔声量。前期针对围护结构隔声量进行了校核，主要围护结构隔声量如表1所示。根据薄弱环节的特点，采取以下方式控制背景噪声：

（1）针对二层地而楼板为隔声薄弱环节，一层多功能厅吊顶上部进行吸声降噪处理，采用实贴吸声棉等方案，同时二层剧场池座地面采用弹性而层处理，采用地毯或地胶等方案；

（2）针对地下室一层消防泵房的设备噪声，在泵房内做吸声降噪及设备减振处理，顶棚采用矿棉板隔声吊顶，墙而采用穿孔埃特板后衬离心玻璃棉构造进行吸声降噪处理；

（3）针对出入口人流产生的噪声，在一层多功能大厅以及二层剧场内部的所有出入口采用声闸或隔声门，窗口位置采用隔声窗；

（4）剧场南侧三层楼梯问窗口设置隔声窗，以隔绝相邻的二层楼板处的设备噪声。

图2为群星剧院一层多功能厅的声线分析，可以看出一层多功能厅由于柱子较多早期反射声并不能覆盖到全场，而且由于层高较低，天花板处进行早期反射声改造较为困难，为了保证自然声使用状态下的音质效果，需要在表演区两侧安装侧向反射板，加强观众厅后部的前次反射声，保证整个多功能厅的语言清晰度和音质效果（后据实际情况采取了其他做法）。

群星剧院一层多功能厅容积为1366.3m3，根据GJB/T50356-2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》，计算出500 Hz～1 000 Hz最佳满场混响时间约为0.8s～1.0s之间，各中心频率最佳满场和空场混响时间如表2所示。根据最佳混响时间要求，对群星剧院一层多功能厅的设计安排如表3所示。

剧场观众厅侧墙轮廓线方案反射声覆盖范围如图3所示，侧墙中前段（布置反射材料部分）反射声能较为均匀地分布于整个观众区域内，反射效果良好，只有中部几个座位侧向反射声缺乏，需调整第二折侧墙或不做修改。

剧场观众厅顶棚反射声覆盖范围如图4所示，结果显示每段顶棚反射声覆盖区域过大，声能不能有效集中，需对顶棚轮廓线进行调整优化。调整后的顶棚声线方案之一如图5所示。

剧场坐席掠射效应分析如图6所示，剧场观众席升起角度为8。，部分区域坐席前后排高度差过小（<12cm），存在直达声能被掠射吸收的影响，由此可能会导致演出直达声能不足，故而观众坐席升起的高度需要进行调整。

群星剧院二层剧场观众厅容积为1829.2m3，主要功能定位为戏曲演出，属语言类演出。根据GJBIT50356-2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》，建议其500Hz～1000Hz最佳满场混响时间约为0.9s～1.1s之间，各中心频率最佳满场和窄场混响时问如表4所示。

为了提高群星剧院的声学质量，在声学改造前对功能、规模相近的剧院进行了主观调查和客观物理指标测量。其中，主观音质感受调查显示，86%的受访者认为海河剧院音质更好，戏剧独白清晰，且唱腔优美丰满。分析其原因，主要有两点。其一，对于戏曲演出，清晰度是至关重要的控制指标。按照现行设计标准，与海河剧院同等规模的剧场中频空场混响时间应在1.6s～1.8s之间，而海河剧院中频混响则略低于设计标准，为1.4s～1.5s左右，保证了戏曲演出的清晰度。其二，从频率响应特性看，两个剧场的低频混响时间存在明显差异，海河剧院的低频混响时间低于滨湖剧院，且更接近于其中频混响时间，即海河剧院混响频率响应特性近乎平直。这样既降低了低频音对于中、高频音的掩蔽效应，更大程度地保汪演出清晰度，同时兼顾了戏曲唱腔的丰满优美。

综合上述几点，确定群星剧院二层剧场混响设计指标略低于我国现行设计标准，频率响应特性为中低频近似平直，高频略低。设计目标及混响时间计算如表6所示。

依据观众厅的视觉效果和声学分析，确定了厅内各个界而的材质分布。侧墙反射部位采用木质弧形反射板，实贴于基层，利用前中部的反射声将声能充分布置在剧院观众厅内；为防止回声，侧墙后部及后墙采用吸聲处理，侧墙吸声部位采用了成品木制弧形吸声板，后墙材料为13mm厚木质条缝吸声板，其中开槽宽度3mm，穿孔率1 3%，后附50mm厚离心棉，再留有200 mm空腔。观众厅天花采用9mm纸而石膏板吊顶，后附45mm厚空腔；舞台顶棚采用厚12mm，附加空腔100mm的矿棉装饰吸声板。舞台口两侧九夹板为观众厅提供反射声能，舞台后方及两侧墙体采用木丝板及穿孔FC板，从而保证观众厅的音质效果以及演员的现场听觉感受，避免耦合效应带来的语言清晰度的问题。

通过声学设计和改造，群星剧院一层适用于多种会议、小型演出活动，二层适用于语言类戏曲演出。声学改造使群星剧院重展新颜，剧场环境不仅变得更加舒适完善，也打破了剧院在市民心目中的既有印象，为演员和观众提供了良好的声音品质，达到了改造的目的。

[1]中国建筑科学研究院建筑物理研究所.建筑声学设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1987.

[2]范国志.多功能厅的建筑声学设计.音响技术[J]，2003（3）

[3]薛林平，侯磊.天津中国大戏院建筑研究.华中建筑[J]，2013（10）