大剧院建筑声学的创新应用
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摘 要：本文针对大剧院建筑声学中的创新应用进行了深入的分析。如音乐厅GRC声扩散装饰板的应用、戏剧场MLS声扩散墙面的应用、为了避免在下雨天气剧院出现噪音，应用“蛋壳”底层涂纤维素、在观众厅安装舒适的声学软座椅、座椅下送风静音均流风口的应用、以及在音乐厅的单侧安装透明隔声玻璃等。
关键词：大剧院;声学设计;建筑;创新应用
1 前言
某大剧院的总面积高达十六万平方米，该剧院举世闻名，同时通过该剧院也可以更加充分的展现出了我国的科技实力、以及综合国力，也加快促进了我国文化艺术事业的迅速发展，在一定程度上受到了高度的重视。大剧院不仅建筑设备、形式、以及结构等方面较为新奇，而且在建筑声学设计的应用上了也有很多的创新。在大剧院建筑声学设计实施的过程中，主要是法国CSTB研究所为主要设计，然后由清华大学建筑学院有效的配合法国CSTB研究所完成实验研究、深化设计、以及理论计算等相关工作。基于此，本文将针对大剧院相关建筑声学的新手段、新方法进行了阐述。
2 避免雨季出现噪音，应用“蛋壳”底层喷涂纤维
大剧院有着极其庞大的“蛋壳”屋盖，为了避免对结构荷载造成影响，该剧院在屋盖上应用了钛金属进行装饰。钛金属装饰虽然有着一定的优势，但是其中也存在着一些问题，如：在下雨天气时，雨点和金属屋面的撞击会导致室内产生一定的雨噪声。针对这种现象，清华大学建筑物理实验对雨躁声的隔绝、以及屋盖结构的空气声隔声进行了深入的研究，通过多次的研究实验，最终提出了可行性方案并且进行了实施。将25毫米厚度的K-13纤维素吸声材料喷涂在屋盖底层，以此来避免雨季出现雨躁声。根据实验标明，在未实施该方案时，屋盖空气声隔声量仅仅在Rw=37dB。但是喷涂25毫米厚度的K-13纤维素吸声材料之后，其隔声性能则提升至Rw=47dB。当雨强为1mmmin的大雨时，雨滴撞擊屋盖面的隔声量则达到Lpn，w=40dB，剧院大厅室内的噪声则不超出25dB（A）。由此可见，在屋盖面涂抹25毫米厚度的K-13纤维素吸声材料能够在很大程度上提升隔声性能，其主要原因是首先，当纤维素喷涂在厚钢板上时，可以达到实现声阻尼作用，不仅针对钢板的震动模式有所改变，而且对于中低频的隔声性能也有了一定的提升;其次，纤维素材料是较密实的颗粒状且较为粘稠，因此，在喷涂之后，会起到一定的密封的效果。除此之外，纤维素喷涂材料也有着极其完善的吸声性能。根据相关实验表面，喷涂完25毫米厚的纤维素之后，其降噪系数NRC达到0.75。将纤维素喷涂在大剧院的屋盖面上，可以在很大程度上降低大厅内的混响，进而加强提升了语言的清晰度。另外，喷涂纤维素还有着极其完善的保温隔热效果，尤其在建筑节能效果上更为显著。纤维喷涂吸声材料在国外较为先进的国外已经应用的越来越广泛，但是我国大剧院是第一次使用这种材料。由于纤维喷涂吸声材料有着环保、防火、完善的声学、方便施工等优势，在后期一定会有这更加长远稳定的发展。
3 音乐厅安装GRC声扩散装饰板的分析
经过各大升学家对音乐厅设计的研究，其对于声扩散的重要意义有了高度的重视。根据声学家对维也纳金色大厅的研究表明，其音质效果的完善，主要是因为顶面藻井造型和墙面上的浮雕，所产生的声扩散。将4厘米厚度的GRC，也就是所谓的增强纤维水泥成型版，应用在在音乐厅的顶棚、以及墙面。顶棚上的GRC装饰在视觉上其效果属于较为凌乱的沟槽，而侧墙GRC的表面则是起伏的现象，其这种造型主要是为了起到扩散反射声音的作用。平面反射的声音和镜子所差无几，如果部分区域声音的强烈反射，会对整个音质有着重中之重的影响，扩散反射和被磨毛的乌玻璃有相同的特点，其不仅声音反射的更加柔和、均匀，而且通过GRC板，也能科学合理的避免出现低频吸收的现象，进而加强提升了厅内的低频混响时间，使得大提琴、管风琴、以及大管等低音效果的设备更加具有震撼力。除此之外，将和歌剧院墙面相同的栅状间隔的MLS扩散墙面应用在舞台的侧，这样不仅能扩散反射来自舞台的声音，而且也能为演出者提供极其完善的听闻效果，最终使得表演团队的表演水平有所提升。
4 大剧院金属透生装饰网的应用
长时间以来，设计师对于剧院的体型问题有所苦恼。长方体型的剧院虽然方便反射声音，并且其音质效果更加显著，但是视觉效果过于传统;椭圆形的剧院虽然会促使声音聚焦的效果更好，音质却不如长方体型的剧院，但是其视觉效果却要更为完善。将透声装饰网安装在剧院的墙面上，可以有效的解决室内听觉效果和视觉效果上存在的问题。该透生装饰网为金色网状，且形状呈弧形，其不仅看上去和墙所差无几，而且也可以穿透声音。再加上由于该装饰网为弧形，且其后面为长方形的墙体，如此一来，便会使得听觉效果为长方形、视觉效果为弧形。为了加强提升金属透声网的实际效果，并且避免大音量的剧场扬声器因为出现共振，而出现的异响，在实际施工之前，应先安装不小于二十平方米的墙面进行实验，通过声学测试合格以后，方可进行实际的施工。
5 剧院木装饰板顶层混凝土的覆层
剧院的顶棚应是通过实木板进行拼装组成的，可以将体积较大的椭圆形灯带安装在其中，通过侧墙金色网的照耀，会使的厅内古典而不识别致。同时，为了避免顶棚因为木板而出现的不良低频吸收，在实际施工的过程中，应以顶棚作为模版，在模版上浇筑4厘米厚度的混凝土，如此一来，不仅使其重量有所提升，而且也在很大程度上加强提升了低频反射的实际效果。
6 观众厅的声学软座椅
某剧院在观众厅的软座椅采用的是人体工程学设计，这种舒适的声学软座椅，不仅让观众更加舒适、外形优美，而且也在一定程度上有着吸声的作用。观众厅内观众所发生的声音不可忽视，为了对大量观众的吸声量做出控制，声学座椅的吸声系数一定要保证符合相关设计要求。无论是座椅的织物面料、软度的厚度和面积、以及聚氨酯内填料都应经过极其严格的审核。如此一来，在符合观众厅吸声设计要求的同时，也能保证座椅在有没有的情况下，都有着相同的吸声系数，进而使得观众厅内无论是满场、空场、还是部分上座率等不同观众人数下，都能达到统一的室内声学效果。另外，该剧院在批量生产声学软座椅阶段，仅仅事先预定了18把样品，并且在清华大学建筑物理实验室，对其进行了坐人或者空椅的实验，同时，以吸声实验结果为基础，对其不适当的区域进行科学合理的调整，当其满足要求后，方正式进行了批量生产。
7 总结
综上所述，通过本文对剧院建筑声学创新应用的分析，想要使剧院的整体效果更加完善，就应在实际施工的过程中，不仅要以相关要求为基础，而且也需要声学专家不断的摸索和研究。基于此，本文仅针对音乐厅安装GRC声扩散装饰板、金属透生装饰网的应用、木装饰板顶层混凝土的覆层、以及应用“蛋壳”底层喷涂纤维进行了阐述，希望可以为相关工作者提供帮助。
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