3.3聲學(xué)設(shè)計(jì)

欣賞音樂(lè)和觀資戲劇是一種視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)信息的傳達(dá)。進(jìn)行有關(guān)建筑領(lǐng)域的設(shè)計(jì)，力求提高聽(tīng)覺(jué)信息的質(zhì)量是聲學(xué)設(shè)計(jì)的日的。本書(shū)中的聲學(xué)設(shè)計(jì)可以分成創(chuàng)造優(yōu)良音響效果的室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)和為確保安靜環(huán)境的噪聲控制兩大部分。

3·3·1室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)

(1) 創(chuàng)造優(yōu)美的聲音“室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)”

室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)的目的是：根據(jù)使用要求，為達(dá)到良好的音質(zhì)效果，確定音樂(lè)廳等建筑空間的性能。近幾年，室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)不斷吸取新的聲學(xué)研究成果，從過(guò)去經(jīng)驗(yàn)性的定性的方法，逐漸發(fā)展到了合理的定量的方法?？紤]音樂(lè)廳各方面的情況，客觀地設(shè)定合適的設(shè)計(jì)條件。此時(shí)，設(shè)計(jì)者要設(shè)定主觀聽(tīng)音(心理量)目標(biāo)，確定與此對(duì)應(yīng)的物理指標(biāo)，通過(guò)建筑設(shè)計(jì)，使確定的物理指標(biāo)在實(shí)際的建筑空間內(nèi)得以實(shí)現(xiàn)。如果以味覺(jué)為例，可以說(shuō)其過(guò)程是，尋求和“甜”、“咸”（心理量）對(duì)應(yīng)的“糖分”、“鹽分”（物理量），然后在調(diào)味過(guò)程中實(shí)現(xiàn)。

在室內(nèi)聲學(xué)中，對(duì)聲音的主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)可細(xì)分為混響感、空間感、親切感等，這些主觀評(píng)價(jià)分別有對(duì)應(yīng)的聲學(xué)物理量。設(shè)計(jì)者基于各自的任務(wù)，從這些指標(biāo)中確定若干物理指標(biāo)的設(shè)計(jì)值，再在建筑設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)。但是，表中所示的心理量，和音樂(lè)家或者音樂(lè)愛(ài)好者使用的形容聲音的詞（表現(xiàn)用語(yǔ)）不一定相同。但通過(guò)對(duì)這些表現(xiàn)用語(yǔ)的歸納，其中的大部分可以被分成相對(duì)應(yīng)的心理量，并能夠確定和所要求的聲學(xué)特性相對(duì)應(yīng)的物理量。

(2) 室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)的基本方法

混響時(shí)間是很具代表性的聲學(xué)物理量。混響時(shí)間是表示混響（余音的長(zhǎng)度）長(zhǎng)短的量，

其定義是，聲源停止發(fā)聲，室內(nèi)聲場(chǎng)從穩(wěn)態(tài)衰減60dB所花的時(shí)間?；祉憰r(shí)間與房間的大小、形狀以及裝修條件等有關(guān)?；祉憰r(shí)間可以在初步設(shè)計(jì)階段計(jì)算，而且由于對(duì)應(yīng)室內(nèi)聲音的基

本特征，是應(yīng)用很廣泛的物理量。針對(duì)不同用途的好的混響時(shí)間推薦值。從聽(tīng)眾角度來(lái)看，過(guò)長(zhǎng)的混響時(shí)間是造成①清晰度差；②聲音不和諧；③過(guò)響等的原因。

另一方面，如果混響時(shí)間太短，會(huì)造成聲音的感染力和豐滿(mǎn)度不足，相對(duì)房間的寬敞會(huì)感到不自然的聲音，尤其在音樂(lè)演奏的場(chǎng)合。

除了混響時(shí)間，幾乎所有的室內(nèi)聲學(xué)特性均由直達(dá)聲后100ms內(nèi)到達(dá)的反射聲決定，這些被稱(chēng)作早期反射聲。由此可知，音質(zhì)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是房間體形及有利于早期反射聲分布的反射面設(shè)計(jì)，使所有的觀眾席均能獲得豐富的早期反射聲。

此外，對(duì)于音樂(lè)演奏者而言，聽(tīng)到自己聲音的同時(shí)也能夠清晰地聽(tīng)到其他演奏者的聲音是非常關(guān)鍵的，它有助于形成整體感，從而達(dá)到藝術(shù)上和技術(shù)上兩方面都優(yōu)良的演奏。這是舞臺(tái)上要解決的聲學(xué)問(wèn)題，顯然，和觀眾廳一樣，是十分重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容。

以獲得語(yǔ)言清晰度為主的大廳，通常觀眾席達(dá)數(shù)百以上時(shí)，就要采用擴(kuò)聲系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行擴(kuò)聲。而影響清晰度的因素與是否使用擴(kuò)聲系統(tǒng)無(wú)關(guān)，這些因素有混響時(shí)間、反射聲從聲源到聽(tīng)眾的條件和室內(nèi)的噪聲值。由于傳統(tǒng)的戲劇和歌劇基本不使用擴(kuò)聲系統(tǒng)，給以上各因素確定一個(gè)恰當(dāng)?shù)闹涤葹橹匾?。近年?lái)，由于各種音響效果器發(fā)展很快，一般越是沉寂的空間越容易調(diào)試擴(kuò)聲系統(tǒng)，電影院等使用揚(yáng)聲器進(jìn)行擴(kuò)聲的地方要控制房間的影響，以電聲為主使用的大廳將增多。

在室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)理想音質(zhì)的同時(shí)，防止聲缺陷也很必要。其中，有在大空間容易出現(xiàn)的長(zhǎng)延時(shí)回聲現(xiàn)象，還有被稱(chēng)為顫動(dòng)回聲的多重回聲現(xiàn)象。對(duì)此，要進(jìn)行慎重的研究。

3·3·2噪聲控制

(1) 不希望聽(tīng)到的聲音“噪聲”

噪聲是聽(tīng)眾不希望聽(tīng)到的聲音的總稱(chēng)，是否產(chǎn)生不良影響經(jīng)常依賴(lài)于個(gè)人的主觀判斷。在此，把不受噪聲影響的范圍限定在能夠確保安靜的環(huán)境，舒服地聽(tīng)到音樂(lè)和聲音之內(nèi)。而欣賞音樂(lè)、戲劇時(shí)要求的安靜程度比起日常生活空間更為嚴(yán)格，因此，劇場(chǎng)和音樂(lè)廳的噪聲控制設(shè)計(jì)要倍加注意。

對(duì)噪聲的感覺(jué)因人而異，與穩(wěn)態(tài)、沒(méi)有特別音調(diào)的噪聲（如空調(diào)噪聲）相比，即使聲壓級(jí)相同，聲源特征明顯的躁聲（如施工噪聲、航空噪聲、相鄰房間的音樂(lè)等）讓人產(chǎn)生更多預(yù)惱。因此，對(duì)應(yīng)不可種類(lèi)的噪聲源，噪聲控制的方式和要求是不同的。噪聲的大小多用NC值（中國(guó)采用NR值）或dB(A)值來(lái)表示，“室內(nèi)容許噪聲建議值”。另外，在設(shè)計(jì)方案書(shū)中說(shuō)明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

(2) 噪聲控制的基本原則

實(shí)際的噪聲控制設(shè)計(jì)中要敘述針對(duì)噪聲源、傳聲路徑、保護(hù)對(duì)象等各方面的對(duì)策。首先要把噪聲源分成室外和室內(nèi)兩種，室外噪聲有交通噪聲、附近工廠噪聲、室外設(shè)備噪聲、地下管道等的基礎(chǔ)設(shè)施噪聲、施工噪聲等。由于飛機(jī)和地鐵的噪聲強(qiáng)度特別大，有時(shí)會(huì)使用昂貴的并且影響到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施。室內(nèi)的噪聲源種類(lèi)眾多，有設(shè)備用房、機(jī)械式停車(chē)場(chǎng)、車(chē)道、建筑物內(nèi)產(chǎn)生大量噪聲的房間（音樂(lè)排練室等）、設(shè)備機(jī)器、空調(diào)、廁所等的沖水聲、上層樓面走路聲音、照明設(shè)備等。但由于其強(qiáng)度相對(duì)較小，只要慎重應(yīng)對(duì)通常能夠解決。在一些特殊情況下，建筑物內(nèi)強(qiáng)電設(shè)備等產(chǎn)生的電磁波，造成對(duì)擴(kuò)聲系統(tǒng)的干擾，對(duì)此，需要從各方面進(jìn)行研究解決。

從傳聲途徑考慮，通過(guò)合理布置建筑平面及隔聲設(shè)計(jì)，使房間不受噪聲干擾。從設(shè)備方面，要使管道和機(jī)器設(shè)備的設(shè)置實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。

對(duì)于要求安靜的房間，要提高樓板、墻等的質(zhì)量，以利改善隔聲。對(duì)噪聲聲源室采取吸聲措施等。如果只是簡(jiǎn)單增加樓板、墻體的厚度，會(huì)使建筑物整體的荷載增加，因此，要在設(shè)計(jì)開(kāi)始階段進(jìn)行考慮。

室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)和噪聲控制需要各種專(zhuān)業(yè)知識(shí)，具體的方法和措施不在本書(shū)討論的范圍之內(nèi)。必要時(shí)可以參考相關(guān)書(shū)籍。在實(shí)際的項(xiàng)目中，為了使建筑設(shè)計(jì)和音質(zhì)設(shè)計(jì)融為一體，要在建筑設(shè)計(jì)之初就和音質(zhì)設(shè)計(jì)的專(zhuān)家合作。近年來(lái)，建筑成本控制以及地基周?chē)沫h(huán)境條件日益嚴(yán)峻，為此要獲得良好的音質(zhì)需要更加慎重的考慮。

3.4防災(zāi)設(shè)計(jì)

音樂(lè)廳、劇場(chǎng)不是觀眾天天來(lái)并且熟悉的建筑。它的特點(diǎn)是，不同性格的隨機(jī)到來(lái)的大量觀眾集中在高密度的光線(xiàn)暗淡的同一空間內(nèi)。于是，在安全條例中，各自治體都把保護(hù)觀眾的安全作為首要的一條。法規(guī)要考慮到安全的起碼的項(xiàng)目即防災(zāi)。自治體的標(biāo)準(zhǔn)各不相同，但是超過(guò)一定規(guī)模的建筑設(shè)計(jì)，都有義務(wù)提交防災(zāi)設(shè)計(jì)書(shū)，并且需要專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行審查。

(1)基本思想

音樂(lè)廳、劇場(chǎng)的特點(diǎn)是，大量隨機(jī)而來(lái)的觀眾在光線(xiàn)暗淡的觀眾廳內(nèi)。防災(zāi)設(shè)計(jì)是要讓這些為數(shù)眾多的隨機(jī)而來(lái)的觀眾在非常時(shí)刻能快速安全地疏散到建筑物外面避難。分析人類(lèi)在非常時(shí)刻的行動(dòng)模式，會(huì)發(fā)現(xiàn)人們會(huì)使用自己曾經(jīng)通過(guò)的路徑。這表明了設(shè)計(jì)時(shí)要把日常流線(xiàn)作為疏散路線(xiàn)，使人們能快速逃離到安全的室外。

特別要避免觀眾的疏散路線(xiàn)通過(guò)后臺(tái)區(qū)，劇場(chǎng)后臺(tái)功能復(fù)雜，會(huì)造成迷路，如果一般人在非常時(shí)刻進(jìn)入，反而會(huì)引起混亂。另外，有多個(gè)劇場(chǎng)的綜合館，在火災(zāi)等非常時(shí)刻，全館同時(shí)拉響警報(bào)，全館同時(shí)開(kāi)始避難，容易使幾千人的觀眾陷入恐慌狀態(tài)，會(huì)造成大的混亂。在進(jìn)行防災(zāi)設(shè)計(jì)時(shí)，要配置好劇場(chǎng)之間的防災(zāi)安全區(qū)，要讓處在火災(zāi)影響小的區(qū)域中的觀眾能看到危險(xiǎn)區(qū)域的觀眾的引導(dǎo)疏通狀態(tài)，設(shè)好疏散的時(shí)間差，進(jìn)行整體性的設(shè)計(jì)。

(2)疏散計(jì)算實(shí)例

在此，以新國(guó)立劇場(chǎng)的疏散計(jì)算實(shí)踐為例，以供參考。

具體順序?yàn)椋菏枭⒃O(shè)計(jì)，疏散路線(xiàn)的設(shè)定→疏散時(shí)間的計(jì)算一→煙霧下降時(shí)間的計(jì)算→做成比較表。

3.5更新改造

劇場(chǎng)和其他建筑物一樣，年久之后，建筑物本身以及設(shè)備都要進(jìn)行更新（改造）。本節(jié)將不對(duì)設(shè)備機(jī)器的一般性改造進(jìn)行說(shuō)明，而是就改善舞臺(tái)設(shè)備性能的改造以及聲學(xué)條件的改善等，即音樂(lè)廳、劇場(chǎng)所更新進(jìn)行舉例說(shuō)明。

3·5·1更新改造實(shí)例

改造過(guò)的主要音樂(lè)廳、劇場(chǎng)。有悠久歷史的劇場(chǎng)以及竣工已有數(shù)十年以上的音樂(lè)廳、劇場(chǎng)進(jìn)行了舞臺(tái)設(shè)備的更新；還有地鐵噪聲處理，空調(diào)噪聲控制等，主要為提高標(biāo)準(zhǔn)所做；在音質(zhì)方面已經(jīng)享有盛譽(yù)的劇場(chǎng)一般在更新時(shí)不改變音質(zhì)狀況。

另一方面，對(duì)音樂(lè)廳、劇場(chǎng)來(lái)說(shuō)，音質(zhì)條件是重要的一環(huán)，以建筑聲學(xué)為主的劇場(chǎng)還會(huì)增加容積、改善墻面反射等。以擴(kuò)聲為主的劇場(chǎng)則可以采取更換擴(kuò)聲設(shè)備，增加新的混響可變裝置等措施。

       未完待續(xù)！

       2022.03.14