廣州歌劇院聲學(xué)設(shè)計(jì)簡析與聲學(xué)材料應(yīng)用 ——廣州歌劇院聲學(xué)設(shè)計(jì)簡析與聲學(xué)材料應(yīng)用

　　廣州歌劇院由英國著名建筑師扎哈•哈迪德和聲學(xué)大師馬歇爾共同設(shè)計(jì)。扎哈•哈迪德是第一位獲得“普利茲克建筑獎(jiǎng)”的女設(shè)計(jì)師，馬歇爾則是國際聲學(xué)界最高獎(jiǎng)“塞賓獎(jiǎng)”得主，也是負(fù)責(zé)巴黎音樂廳聲學(xué)設(shè)計(jì)的核心專家。

　　兩位大師將他們的設(shè)計(jì)理念命名為“圓潤雙礫”，因?yàn)楦鑴≡簭耐庥^上看就像靜臥在珠江邊平緩山丘上的兩塊礫石，一大一小，一黑一白。隨著工程臨近收尾，“雙礫”造型已經(jīng)呼之欲出，由石材和玻璃鑲嵌而成的外墻顯得玲瓏剔透又不失凝重。

　　衡量歌劇院的聲學(xué)條件主要有三個(gè)指標(biāo)：第一是進(jìn)場感，即哪怕在離舞臺(tái)最遠(yuǎn)的地方也能享受到聲學(xué)上的親近感;第二是清晰度，即不管坐在哪個(gè)座位上，都 能將歌詞聽得清楚;第三是聲音優(yōu)美，即能感覺出聲音很豐滿，混響感很強(qiáng)。從測試效果來看，廣州大劇院就達(dá)到了國際一流劇院的聲學(xué)條件。

　　內(nèi)部聲學(xué)設(shè)計(jì)根據(jù)馬歇爾大師的獨(dú)特研究采用“雙手環(huán)抱”式看臺(tái)，此項(xiàng)設(shè)計(jì)為全球首創(chuàng)。

　　觀眾廳采用多邊形設(shè)計(jì)，樂池為“倒八字形 ”，有利于增加臺(tái)上演員和樂池演奏者的溝通。

　　“雙手環(huán)抱”，是指觀眾席看臺(tái)兩側(cè)的延伸部分和樓座挑臺(tái)交錯(cuò)重疊，從舞臺(tái)角度看來，猶如迎面伸來的兩只手臂。據(jù)介紹，此種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于內(nèi)墻的形狀和角度有利于提供側(cè)向反射聲，同時(shí)避免回聲的干擾，從而使得混響音色既優(yōu)美又清晰。

　　內(nèi)部空間

　　坐在觀眾席上對(duì)舞臺(tái)視野良好，劇院內(nèi)部空間形狀形成一種強(qiáng)烈圍合感，有利于聲音反射。

　　一層視野一角。

　　可以看出各種聲波反射鰭片和彎曲的樓板底面形狀、光滑的材質(zhì)。

　　底層仰視視角

　　大膽利用二三層觀眾席和舞臺(tái)旁邊的墻壁來取代原有的反射板

　　更為巧妙的是設(shè)計(jì)的座椅背面有聲音反射作用，座椅軟墊則有吸聲作用，使座椅反轉(zhuǎn)時(shí)聲音人耳根本聽不到。

　　側(cè)邊通道壁上有聲音反射設(shè)計(jì)。

　　座椅隔斷的形狀和材料。

　　觀眾廳

　　內(nèi)表面看起來很隨意沒有規(guī)律可言，但沒有一塊是隨意確定的，深化設(shè)計(jì)及施工中不可以任意改動(dòng)主觀眾廳內(nèi)的墻、天花板、看臺(tái)邊緣和觀眾席的分割攔板等的幾何形狀，內(nèi)表面基本上是一個(gè)聲反射表面，這些稱之為聲擴(kuò)散元素，把反射聲擴(kuò)散開來。聲音擴(kuò)以后，分布就會(huì)均勻。

　　負(fù)責(zé)歌劇院聲學(xué)設(shè)計(jì)的專家杜曉軍表示，經(jīng)過測試，廣州歌劇院的混響時(shí)間為1.6秒，與最初設(shè)計(jì)的目標(biāo)吻合。一般話劇演出或報(bào)告廳的理想混響時(shí)間是1秒，純交響樂演奏的理想時(shí)間是2秒，而歌劇院的聲效既要達(dá)到讓觀眾聽得清楚，又要保證伴奏音樂優(yōu)美，所以就定位在1.6秒。

　　廣州歌劇院的室內(nèi)也徹底地貫徹了扎哈•哈迪德的設(shè)計(jì)理念。借助大面積的玻璃與室外景觀內(nèi)外交融，延續(xù)建筑外觀靈動(dòng)流暢的設(shè)計(jì)風(fēng)格，室內(nèi)以充滿視覺張 力的作法來處理墻面及頂面，構(gòu)成功能交織、景觀滲透的動(dòng)態(tài)空間。大量的平面、斜面、曲面構(gòu)成的墻面、天花、欄板、取景窗，猶如流過礫石的珠江水，時(shí)而平 緩，時(shí)而高潮迭起，但不留一絲痕跡。

　　由于聲學(xué)要求，觀眾廳內(nèi)采用了G R G 掛板，且厚度較一般常用的大，行云流水般的觀眾廳內(nèi)墻，是沒有規(guī)律可求的。 G R G 的全稱是預(yù)鑄式玻璃纖維加強(qiáng)石膏，廣泛用于聲學(xué)要求較高的演出廳堂，能實(shí)現(xiàn)自由曲面，且具有較好的強(qiáng)度及抗沖擊力，其不易變形。根據(jù)樣板的制作，前廳則采 用較薄的G RG 掛板。這種材料實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)“流水經(jīng)過，不留一絲痕跡”的想法，完成后表面不留任何接縫，實(shí)現(xiàn)了大尺度、流暢、扭動(dòng)且表面光滑無縫的大體塊構(gòu)成。

　　不規(guī)則的體形設(shè)計(jì)為聲學(xué)設(shè)計(jì)不但帶來驚喜, 也帶來了挑戰(zhàn)。為了獲得第一次反射聲和混響聲的平衡，反射聲在空間內(nèi)的合理分布以及合理的聲反射序列，經(jīng)過聲學(xué)設(shè)計(jì)的多番計(jì)算測試，結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的反復(fù)修 改，并制作了一個(gè)1 ∶ 100 的小模型來進(jìn)行聲反射的初步測試研究，終于得到了一個(gè)能延續(xù)扎哈•哈迪德建筑風(fēng)格，計(jì)算機(jī)模型聲學(xué)測試又能達(dá)到設(shè)計(jì)理想值的廳堂。

　　接下來就是聲學(xué)縮尺模型試驗(yàn)，設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格按1 ∶ 20 的縮尺比建立觀眾廳和舞臺(tái)的聲學(xué)縮尺模型，模型界面用G R G 材料制作，G R G 石膏預(yù)鑄件是觀眾廳墻面及吊頂主要裝修材料。初步測試發(fā)現(xiàn)，多數(shù)測點(diǎn)的聲場均滿足要求，但其中有6 個(gè)測點(diǎn)的脈沖響應(yīng)存在能量較集中的長延時(shí)反射聲。三維模型必須進(jìn)行修改，聲學(xué)設(shè)計(jì)建議在舞臺(tái)臺(tái)口兩側(cè)墻面、天花的某些部位增加了擴(kuò)散構(gòu)件。重新測試修改后 的縮尺模型，各測點(diǎn)的聲脈沖響應(yīng)終于達(dá)到較滿意狀態(tài)。聲學(xué)縮尺模型試驗(yàn)結(jié)果為歌劇院的聲學(xué)設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的依據(jù)。聲學(xué)設(shè)計(jì)也建立了室內(nèi)聲場三維計(jì)算機(jī)仿真 模型進(jìn)行聲場分析。這些技術(shù)措施保證了大劇院的優(yōu)良音質(zhì)。

　　平臺(tái)三區(qū)清水混凝土天花放樣

　　廣州歌劇院實(shí)現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)和聲學(xué)設(shè)計(jì)的完美結(jié)合，建筑不規(guī)則的非幾何線性體形體現(xiàn)了未來建筑的動(dòng)態(tài)發(fā)展，不規(guī)則的體形打破傳統(tǒng)歌劇院觀眾廳的布局，靈動(dòng)行云流水般的室內(nèi)設(shè)計(jì)與聲學(xué)設(shè)計(jì)巧妙結(jié)合，不僅給觀眾帶來視覺上的享受，也保證了世界一流的聲學(xué)音質(zhì)效果。

　　本文來源于聲博士官方網(wǎng)站：http://www.soundbox.hk/art/20/628-48.htm