上海国际舞蹈中心的建筑声学设计

夏媛

【摘要】介绍上海国际舞蹈中心大剧院和合成排演中心的建筑声学设计，包括建筑概况、声学指标及声学设计等，并对竣工后的场馆进行音质检测，结果基本满足设计要求。

【关键词】上海国际舞蹈中心；建筑声学；声学指标；混响控制；音质检测

1项目简述

上海国际舞蹈中心（“舞蹈中心”）位于上海最大的外籍人士聚居区一一长宁区虹桥地区，基地总面积约39080㎡，地处虹桥路历史文化风貌保护区核心保护范围，区位条件优越，南临延安西路高架，北侧为虹桥路，西侧为水城南路，与迎宾馆隔虹桥路相望，东侧为延虹绿地。

舞蹈中心建筑面积约7.5x10⁴㎡，包含1080座的大剧院、291座的合成排演中心、多个排练厅和其他辅助设施，是集演出、展示、教育、培训及创意创作和研究为一体的大型舞蹈艺术中心。该项目总投资约10.8亿元，建筑声学专项设计由华东建筑设计研究院有限公司声学及剧院专项设计研究所承担。2012年9月27日开工建设，2016年10月竣工首演。图1～图2为舞蹈中心实景图。

2大剧院及合成排演中心的建筑概况

2.1大剧院

2.1.1建筑概况

大剧院容座为1080座，厅内建筑尺寸长约33m，宽约27m，平均高约14m。舞台开口为15.6mx8.9m。池座共21排，起坡4.54m；楼座共11排，起坡4.47m。台口两侧观众厅内设置二道耳光，天花设置二道面光天桥、一道追光。图3～图5为大剧院平剖面。

大剧院观众厅体积为9 370m³，人均体积为8.7 m³/人。

2.1.2设计构思

大剧院设计中，除了控制合适的体量、合适的人均体积、美观合理的室内造型效果等常规的设计思路之外，还具有三个特色。

（1）飘逸感的曲面GRG（GlassFiber Reinforced Gypsum，玻璃纤维加强石膏板）天花造型，似小天鹅翩翩起舞的翅膀，流畅优美。从声学设计角度，带来全场较为完备的顶面声反射（图6）。

（2）墙面的GRG反射板上设计了岩石感肌理效果，似流动的舞姿。从声学设计角度，帶来丰富的侧墙微扩散效果（图7）。

（3）观众厅内设置楼梯，连贯池座和楼座，这是国内剧院首次做这样的设计。从声学设计角度，要求尽量避免遮挡侧墙反射声，建议楼梯的扶手和踏步采用镂空处理，尽量让反射声透过（图8）。

2.2合成排演中心

2.2.1建筑概况

合成排演中心容座为291座，观众厅呈扇形，厅内建筑尺寸长约19.6m，宽约21.3m，平均高14.5m。舞台开口为16.6mx8.0m。观众席共13排，起坡5.83m。台口两侧观众厅内设置明装的耳光灯架，天花设置一道暴露的面光天桥，主扩扬声器设于台口前部天花内，为暗藏式，声控室设于观众席后区的中部。图9、图10为合成排演中心平剖面。

合成排演中心观众厅体积为5321m³，人均体积为18.3m³/人，人均体积偏大，因此，观众厅内需多布置吸声措施。

2.2.2设计构思

合成排演中心的设计为黑匣子剧场的感觉，墙面GRG扩散板似天鹅舞动的翅膀，同时GRG扩散板上有凹凸圆点的微扩散处理（图11）。

3大剧院及合成排演中心的声学指标

3.1大剧院

3.1.1使用功能定位

适应多种演出需要，主要满足歌舞演出、综合文艺演出等，以电声为主。

3.1.2声学指标

（1）中频满场混响时间RT：1.2±0.1s

注：低频有一定提升，中频基本平直，高频由于空气吸声可适当下跌。

（2）本底噪声：NR-35

（3）在演出时观众厅内任何位置上不得出现回声、多重回声、声聚焦和共振等可识别的声缺陷。

3.2合成排演中心

3.2.1使用功能定位

适应多种演出需要，戏剧、歌唱、舞蹈、魔术、时装秀、展览、会议等，以电声为主。

3.2.2声学指标

（1）中频满场混响时间RT：1.1±0.1s

（2）本底噪声：NR-35

（3）在演出时观众厅内任何位置上不得出现回声、多重回声、声聚焦和共振等可识别的声缺陷。

4大剧院及合成排演中心的声学设计介绍

为了确保大剧院和合成排演中心的音质指标达到设计所预期的要求，首先要控制观众厅的体量和平剖面体型。除此之外，还与观众厅内各个界面的材料选择、构造做法以及座椅的吸声性能都有着十分密切的关系。以下为具体建声设计的目标要求和技术措施。

4.1合理控制混响时间并有一定的低音比

4.1.1大剧院

根据声学计算，观众厅吊顶采用GRG板（面密度为40kg/㎡）。

侧墙为GRG扩散造型板（面密度为40kg/㎡）；后墙为吸声构造（吸声板外压木装饰条）；栏板采用GRG板（面密度为40kg/㎡）。

观众厅地坪采用木地板实贴的方法，木地板和混凝土楼板之间不设木龙骨，即声学要求不能有空腔。

4.1.2合成排演中心

根据声学计算，由于排演中心人均体积很大，观众厅需要一定的室内吸声量，1/3面积的吊顶需做吸声处理，做法为穿孔铝板+100空腔（内填50mm厚32kg/m³袋装离心玻璃棉），穿孔铝板的穿孔率：40%的穿孔铝板采用4.5%的穿孔率；60%的穿孔铝板采用20%的穿孔率。

侧墙为GRG扩散造型板（面密度为40kg/㎡）；后墙需要做吸声构造，采用条纹型装饰木吸声板。

观众厅地坪采用木地板实贴的方法，木地板和混凝土楼板之间不设木龙骨，即声学要求不能有空腔。

4.2墙面和顶面均具有高扩散性

4.2.1大剧院

大剧院的侧墙为波浪形岩石感肌理的GRG扩散板，凹凸深度大于30mm（图12）。

4.2.2合成排演中心

合成排演中心的侧墙涂料与GRG扩散板结合，GRG扩散板上有圆形凹凸扩散处理，凹凸深度大于30mm（图13）。

5声学采用的技术手段

为了确保大剧院和合成排演中心的音质效果达到预期的设计目标，音质设计采用了混响控制计算和计算机声场模拟分析两种设计技术手段，相互验证，取长补短，使音质设计更具科学性，音质效果也更有可靠性。

5.1混响控制计算

混响控制计算是厅堂音质设计的主要环节，其目的是要达到设计预定的厅内混响时间及其频率特性的目标值。其关键是如何设计选定厅内声学材料、构造及配置位置和面积，特别是正确合理地确定厅内各个表面的吸声系数取值。混响时间的控制计算采用的公式为Eyring公式：

计算表明，大剧院和合成排演中心的混响时间及其频率特性可以达到设计预定的指标。

5.2计算机声场模拟分析

计算机声场模拟分析既可验证体型设计，还可预测各项音质参量。目前厅堂音质的计算机模拟软件已经较为成熟，广泛地应用于厅堂音质设计、音质评价、声场特性研究等领域。与实物模型（缩尺模型）相比，它克服了模型制作和测试中的困难，而且它的模型的建立和修改快捷，大大节约了时间和费用。特别是在最近十几年，计算机声场模拟分析已经成为厅堂良好音质设计中重要的辅助设计技术。声场的计算机模拟是通过建立实际厅堂的数学模型，然后按几何声学法则来模拟声波在厅堂内的传播规律。本项目采用的声学模拟软件ODEON9.2兼有声像法和声线法的功能，并可采用Lambert散射算法，使模拟的过程愈加逼真，计算的结果也更加接近实测值。图14为大剧场计算机模型内景图、图15～图20为六个声学参量的部分模拟结果图（1000Hz）。

6竣工后的音質检测

2016年8月10日，对大剧院和合成排演中心进行了空场测试，表1为音质参量测试数据。

最终测试结果显示：

（1）大剧院室内设计方为了美观度，观众厅内吸声构造面积做多了。原本不需要吸声措施的侧墙，约1/6面积侧墙做了吸声措施，具体做法是穿孔铝板后填成品袋装吸声棉（参见现场照片图21）。这样导致观众厅混响时间偏短，但混响时间频率特性还是较好的，即低频有明显提升，中频基本平直，高频无明显下跌。并且大剧院全部使用电声，所以场内的音质效果不错。

（2）合成排演中心，混响时间合适。本底噪声由于出风口百叶遮挡，风速过大，经过调整后，达到声学设计目标。