劇場(chǎng)是一個(gè)較為籠統的稱(chēng)呼,其類(lèi)型較多,包括話(huà)劇院、戲劇院和歌舞劇院等。從聲學(xué)角度去分析,劇場(chǎng)大致分為兩大類(lèi);以語(yǔ)言清晰為主的話(huà)劇院和戲劇劇場(chǎng);帶樂(lè )池的歌舞劇院等。
1 話(huà)劇和戲劇劇院
話(huà)劇和和戲劇劇院屬于自然聲演出場(chǎng)所,戲劇劇場(chǎng)也常有樂(lè )隊伴奏?,F在越來(lái)越多的劇場(chǎng)也使用電聲系統。對于使用電聲系統的劇場(chǎng),一般來(lái)說(shuō),通過(guò)吸聲進(jìn)行混響時(shí)間設計,以及通過(guò)反射及擴散滿(mǎn)足空間感、聲場(chǎng)均勻度即可滿(mǎn)足此類(lèi)劇場(chǎng)的使用。
劇場(chǎng)要求整體空間,既需滿(mǎn)足觀(guān)眾的視覺(jué)需求,又需要滿(mǎn)足觀(guān)眾的聽(tīng)覺(jué)需求。
觀(guān)眾的視覺(jué)需求通過(guò)觀(guān)眾廳的視線(xiàn)分析進(jìn)行控制。通常觀(guān)眾廳的地面坡度控制在視線(xiàn)的超高值(C值)≥12cm以上。如果觀(guān)眾廳的空間高度受到限制,C值可以小于12cm,前提是把前后排觀(guān)眾席錯位排布。需注意的是,C值小于12cm時(shí),不利于直達聲的傳播。
自然聲演出的劇院需通過(guò)體型設計及發(fā)射擴散設計來(lái)保證觀(guān)眾廳的響度,空間感以及聲場(chǎng)的均勻度。為滿(mǎn)足自然聲演出的需求,舞臺上應設置活動(dòng)聲發(fā)射罩或聲反射板。
2 歌舞劇院
歌劇是音樂(lè )和歌唱兩者的結合。為保障歌劇院音樂(lè )的空間感、感染力,其混響時(shí)間應偏長(cháng)。但為了保障歌唱者聲音的清晰度,混響時(shí)間又應該偏短。因此,這類(lèi)空間,在保證混響時(shí)間滿(mǎn)足演出要求的情況下,還需要保證空間整體的聲場(chǎng)均勻度。歌劇院演出時(shí)不用擴聲,有時(shí)候又由于劇情需要會(huì )播放一些效果聲,同時(shí)演出前后需要播放音樂(lè )以及通知,所以對清晰度也有一定的要求。因此,歌劇院的聲學(xué)設計中較為重要的一個(gè)作用就是平衡音樂(lè )與歌唱部分的完美和諧。
3 劇場(chǎng)混響時(shí)間設計
3.1劇場(chǎng)混響時(shí)間指標
根據《劇場(chǎng)建筑設計規范》,劇場(chǎng)觀(guān)眾廳滿(mǎn)場(chǎng)混響時(shí)間的特性比值如下
劇場(chǎng)輔助用房混響時(shí)間要求如下
3.2 劇場(chǎng)混響時(shí)間設計
在選擇劇院的最佳混響時(shí)間時(shí),需要在語(yǔ)言聲或音樂(lè )聲之間取折中值。較長(cháng)的混響時(shí)間,適用于音樂(lè )豐滿(mǎn)度但語(yǔ)言清晰度必然較差;較短的混響時(shí)間,則音樂(lè )聲的表現會(huì )較為干澀,但歌唱的語(yǔ)言清晰度會(huì )足夠。對混響時(shí)間的權衡,有一個(gè)較為適用的辦法,混響時(shí)間選的稍微偏長(cháng)一點(diǎn),利用早期的反射聲來(lái)提高清晰度。這一措施可以實(shí)施,但是在實(shí)際操作上較難以把控,需要一定是經(jīng)驗積累。
歌舞劇院的混響時(shí)間設計,既不能偏長(cháng),也不能偏短,混響曲線(xiàn)還是要求比較平直,低頻125Hz可以提升30%,高頻4000Hz可以下降20%,需要較為豐富的設計經(jīng)驗。
座椅吸聲量的控制對劇院混響指標的實(shí)現至關(guān)重要。觀(guān)眾廳內,座椅產(chǎn)生的吸聲量通常占70%左右。為了保證觀(guān)眾廳內的混響指標達到設計目標,需要對座椅的吸聲性能?chē)栏窨刂?。在劇院聲學(xué)設計方案最終確定前,建議對選定款式的座椅實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗室吸聲測試。
劇院的舞臺空間也需要進(jìn)行混響時(shí)間設計,其混響時(shí)間宜與觀(guān)眾廳空場(chǎng)混響時(shí)間一致,但伸出式舞臺的空間應按觀(guān)眾廳同一空間進(jìn)行混響設計。
對于有舞臺聲反射罩的劇院,觀(guān)眾廳應根據有無(wú)反射罩的條件分別進(jìn)行混響時(shí)間設計。
劇院內的面光室、耳光室、聲橋室、音響室、聲控室、光控室等均應做吸聲處理。
4 劇場(chǎng)反射擴散設計
為保證音樂(lè )與歌唱的完美結合,劇場(chǎng)通常會(huì )設置專(zhuān)用樂(lè )池。樂(lè )池可以分為敞開(kāi)式樂(lè )池和下埋式樂(lè )池兩種。樂(lè )隊的設計需要注意的是,在滿(mǎn)足指揮家與表演者視覺(jué)要求的基礎上,觀(guān)眾廳能清晰的聽(tīng)到樂(lè )隊的聲音,舞臺上的演員能聽(tīng)到清晰的樂(lè )隊音樂(lè )聲,演員的演唱也應被樂(lè )隊聽(tīng)到。此外,舞臺與樂(lè )池內的表演者都應接收到來(lái)自大廳的聲反饋效果,實(shí)現這些目標,需要良好的反射設計。
在對歌劇院各墻面進(jìn)行反射,擴散設計時(shí),優(yōu)先考慮的是如何加強歌唱演員的聲音,即如何利用好觀(guān)眾廳前側墻的聲反射。觀(guān)眾廳內中側墻,后側墻應結合體型設計進(jìn)行反射,擴散設計,保證觀(guān)眾廳內早期反射聲的均勻覆蓋,滿(mǎn)足整個(gè)觀(guān)眾廳聽(tīng)音的空間感。
臺口及樂(lè )池上空的頂棚對加強演員歌唱聲非常重要,應加以利用,精心設計,以保證觀(guān)眾廳的聲場(chǎng)均勻度及各個(gè)區域均有足夠的響度。
4.1聲反射設計
在空間中進(jìn)行反射設計主要是為了合理運用早期反射聲,以保證聽(tīng)音位置有足夠的響度以及滿(mǎn)意的聲場(chǎng)均勻度。聲反射在空間內的運用主要有頂面反射板設計,側面反射設計以及音樂(lè )罩的應用。上述各項應用在選材合適的情況下,均可通過(guò)幾何聲學(xué)的原理對反射面角度和高度等進(jìn)行模擬計算。
反射板的材質(zhì)建議選擇密實(shí)、厚重、防火的材料。
(1)頂棚反射聲設計。在聲反射設計時(shí)應充分利用觀(guān)眾廳的頂棚作為反射面??拷枧_口的頂棚設計建議設計成強反射面。當頂棚過(guò)高時(shí),可設計增加懸吊的反射板。中后部頂棚,可設計成定向反射面,也可設計成擴散反射面。
注意頂棚材料必須選擇A級不燃材料。目前比較流行的頂棚材料是GRG。不宜使用金屬板作為頂棚材料,其原因:一是金屬板易產(chǎn)生共振,二是金屬板反射的聲音過(guò)于尖銳。
注意頂棚的造型設計既要符合聲反射,聲擴散的原理(滿(mǎn)足剖面聲線(xiàn)分析要求),又要與其建筑風(fēng)格,裝飾風(fēng)格相協(xié)調。頂棚材料單元的連接處要密封好,是頂棚整體成為一個(gè)隔聲吊頂(面光口、追光口、回風(fēng)口除外)。
(2)側向反射聲設計。大量的時(shí)間證明,觀(guān)眾廳側墻的早期反射聲十分重要,有利于加強觀(guān)眾聽(tīng)音的空間感。將觀(guān)眾廳的兩個(gè)前側墻,設計成“八”字形,可使觀(guān)眾廳獲得更好的早期反射聲。
反射聲可以是平面,也可以是弧面。反射板的具體角度以滿(mǎn)足平面聲線(xiàn)分析要求為準。
反射板的材料目前主要有兩大類(lèi):一是GRG,二是難燃高密度人造木板。
如果采用難燃的木板做反射板,建議反射板后的安裝龍骨做隨機排列處理,防止單個(gè)頻率被過(guò)多吸收。
( 3 ) 反射罩設計。劇場(chǎng)為了實(shí)現自然聲演出,需要在舞臺上設置反射罩。
反射罩一般由4個(gè)單元組成,3個(gè)墻體反射單元,一個(gè)頂棚反射單元。其面積范圍為150~250㎡。
墻體反射單元底部一般安裝便于移動(dòng)的萬(wàn)向輪和用于安全平衡的金屬重塊,平時(shí)放在舞臺的側臺處。頂棚單元通常吊在主舞臺上空。
4個(gè)單元均以設計成弧面或折面形狀為好,有利于聲音的擴散和反射。材質(zhì)以密實(shí)、厚重為宜。
反射罩的4個(gè)單元之間的接縫包括墻體單元的底部縫隙應盡可能小,以免聲音能量從接縫中逸出。
劇場(chǎng)使用反射罩,可使觀(guān)眾廳的中頻混響時(shí)間延長(cháng)0.15s左右。
4.2 聲擴散設計
擴散可以促使聲場(chǎng)分布均勻。聲場(chǎng)的均勻分布隊友錄音室、錄播室、音樂(lè )廳、劇院等聽(tīng)音要求較高的空間尤為重要。對空間進(jìn)行擴散設計的途徑主要是合理布置擴散體。
可將墻面和頂棚設計成擴散面,擴散面的尺寸設計需根據聲波的頻率進(jìn)行計算。擴散體設計時(shí)需注意由此帶來(lái)的大量凸起面,因此大面積的布置可能對空間的低頻吸聲造成影響?;祉憰r(shí)間設計時(shí)應結合擴散設計將擴散體的低頻吸聲考慮進(jìn)去。
一般來(lái)說(shuō),擴散體的凸出部分的高度至少為波長(cháng)的1/7,寬度至少為波長(cháng)的0.7倍,且連續布置的擴散體之間的距離不宜大于擴散體寬度的2倍。在觀(guān)眾廳內無(wú)規則的懸吊或墻面安裝擴散板,可使室內聲場(chǎng)更好的擴散。為消除某些特殊位置的顫動(dòng)回聲、聲聚焦、需要有針對性地安裝擴散體。除擴散體外,吸聲材料的合理分散布置也會(huì )帶來(lái)較好的擴散效果。
過(guò)去比較經(jīng)典的錐形、船形、弧面擴散體,在視覺(jué)效果上基本不能滿(mǎn)足現代的裝飾要求。建議在做擴散設計時(shí),多與裝飾設計師溝通,爭取達到聲學(xué)和美學(xué)的協(xié)調統一。