蘇州科技文化藝術(shù)中心大劇場(chǎng)建筑聲學(xué)設計

　　1、工程概述

　　蘇州科技文化藝術(shù)中心選址在蘇州工業(yè)園區金雞湖東岸，位于金雞湖規劃中的文化水廊景區,臨水而筑,總建筑面積134440M2。地塊呈橢圓形，深入湖面之中,是金雞湖景區中最重要的景觀(guān)，見(jiàn)圖1。地塊北側位于已建成的紅?景觀(guān)及規劃中的蘇州?會(huì )展中心，東側為商業(yè)街，建成后將成為蘇州市重要的科技旅游場(chǎng)所及大眾演藝影視中心，并成為金雞湖畔突出的標志性建筑，蘇州科技文化藝術(shù)中心功能眾多，設施齊全，主要由科技中心、藝術(shù)中心、電影世界及商業(yè)設施4部分?成。其中藝術(shù)中心包含1個(gè)能容納1200座的大劇場(chǎng)、1個(gè)能容納500座的觀(guān)摩演藝廳;電影世界包括1個(gè)能容納300座的影院、6個(gè)100-300座不等容座的電影廳和1個(gè)容納60座的貴賓電影廳;科技中心包括固定展館、臨時(shí)展館、兒童展館，

　　2、大劇場(chǎng)的功能及建筑概況

　　2.1使用功能

　　大劇場(chǎng)能承擔多種類(lèi)型的演出，且均能取得不錯的割音響效果。主要演出功能有：交響樂(lè )、歌劇、室內樂(lè )以及獨唱或獨奏音樂(lè )會(huì )、戲劇、采用電聲的音樂(lè )會(huì )等。

　　2.2容座

　　觀(guān)眾廳總容座為1180座。其中池座747座，二層樓座及包廂221座，三層樓座及包廂222座

　　2.3建筑概況

　　觀(guān)眾廳建筑平面呈馬蹄形。廳內建筑尺寸：長(cháng)26.6m，寬22.8m―31.6m，平均高約18m。舞臺開(kāi)口尺寸為18mX12m，池座最底標高--0.6m，舞臺面標高為^.6111。臺口側墻設兩道耳光，天花設兩道面光天橋，一道追光。音控室、燈控室設于池座后墻的中部。

　　觀(guān)眾席設兩層樓座，二層樓座后墻比池座后瑭向后延伸0.9m，三層樓座后墻比池座后墻向后延伸1.6m。二層樓座下部開(kāi)口高3.75m，深4.8m，高深比為1:1.28;三層樓座下部開(kāi)口高4m，深4.8m，高深比為1:1.2m，基本符合規范要求的1:1.2。

　　池座觀(guān)眾席共20排，分2部分：前中部和側后部，其中，側后部區域標高鉸高，觀(guān)眾席共20排，其中，前中部區域共13排，前后高差(總起坡)為1.794m，平均起坡為0.15m;側后部區域共7排，前后高(總起坡)為1.668m，平均起坡為0.28m。二層樓座共5排，前后高差(總起坡)為2.05m，平均起坡為0.51m.三層樓座共5排，前后高差(總起坡)為2.384m,平均(總起坡)為0.6m各層觀(guān)眾席末排的視點(diǎn)俯角分別為池座10。，二層樓座20。，三層樓座28。。圖4~圖7分別為觀(guān)眾廳池座平面圖、觀(guān)眾廳二層樓座平面圖、觀(guān)眾廳三層樓座平面圖、觀(guān)眾廳剖面圖。

　　觀(guān)眾席前部設升降樂(lè )池，長(cháng)17m,最大寬約3.8m，面積為52m、舞臺包括一個(gè)主舞臺、左右二個(gè)側舞臺和一個(gè)后舞臺。主舞臺尺寸：長(cháng)18m，寬18m;面積324m2;左右側舞臺尺寸：長(cháng)18m，寬15m;面積均為270III2;后舞臺尺寸：長(cháng)18111，寬18111;面積324m。主舞臺高4747m，側舞臺和后舞臺高20m,主舞臺格柵頂標高為40m。主舞臺共設四層馬道，離舞臺高度分別為：20m、25m、30m及35m。舞臺上設升降舞臺及轉臺、車(chē)臺等機喊化舞臺。

　　3大劇場(chǎng)主要建聲設計技術(shù)指標

　　3.1技術(shù)指標

　　(1)中頻滿(mǎn)場(chǎng)混購時(shí)間

　　根據大劇場(chǎng)多功能使用要求，確定采用體積可調與吸聲置可調相結合的可調混響設計技術(shù)，具體設計混晌時(shí)間可調幅度為：1.2s-1.9s，不同演出要求中頻滿(mǎn)場(chǎng)混響時(shí)間PT如下：

　　交響樂(lè )：PT^1.9士0.1s;

　　歌?。篜T=1.4s士0.1s;

　　室內樂(lè )以及獨唱或獨奏音樂(lè )會(huì )PT=1.6s土0.1s;

　　其他劇種〔戲劇、?用電聲的音樂(lè )會(huì ))PT=1.2s土0.1s。

　　(2)混晌時(shí)間頻率特性

　　為保證演出的豐滿(mǎn)度,低頻與中頻的混響比應為1.1~1.3;由于^對高頻的吸收，高頻與中頻的混響比可為0.8-0.9。

　　〔3〕側向反射系數L

　　在15%~35%之間。

　　〔4〕初始時(shí)間延遲間隙

　　Tl：<=20ms。

　　〔5〕本底噪聲<=NR20曲線(xiàn)

　　(6)每座面積

　　9m'-11m/(交響樂(lè )條件)，7m^8m/(歌劇條件：)。

　　3.2計算結果

　　計算結果基本符合設計要求：

　　(1)混響室門(mén)開(kāi)且舞臺設音樂(lè )反射罩的情況下(交響樂(lè )條件)

　　總體積14000m3(其中樂(lè )罩包絡(luò )體積1000m3,混晌室體積2300m，單座容積11.9m3/人。

　　(2)混響室門(mén)關(guān)閉的情況下(歌劇條件)總體面積11200m，單,積9.5m/人

　　4、大劇場(chǎng)不問(wèn)演出功能的聲學(xué)設定條件

　　交響樂(lè )是音樂(lè )演出中規模最大的一類(lèi)，同時(shí)交響樂(lè )也是混響時(shí)間要求最長(cháng)的音樂(lè )(管風(fēng)琴演奏除外、一般混晌吋間要求在1.8s~2.08左右;而歌劇場(chǎng)的音質(zhì)要求與音樂(lè )廳不同，通常采用折衷的辦法，即在音樂(lè )豐滿(mǎn)與唱詞清晰的最佳值之間取值，混晌時(shí)間一般取1.4s左右。這主要表現在兼顧演唱和樂(lè )隊伴奏的豐滿(mǎn)度與唱詞的清晰度上、兩者的要求相互矛盾。對于戲劇，由于要清楚了解劇情，唱詞的清晰比演唱和樂(lè )隊伴奏的豐滿(mǎn)度更重要，因此，混響時(shí)間要求更短一些，一般在1.2s左右。

　　為了保證以上各種演出均能取得滿(mǎn)意的音質(zhì)效果，從建筑聲學(xué)的角度考慮，必須采用可調混響的措施，本劇場(chǎng)可調混響的具體措施為：在兩側墻設置混晌室(凋節體積)，以及在后墻和混和混響室內安裝可上下升降的吸聲簾幕(調節吸聲量〉。

　　交響樂(lè )演出條件：混響室門(mén)全部開(kāi)啟，體積約增加2300m;舞臺設置音樂(lè )反射罩，體積釣增加1000^;兩者相加體積共增加約3300m同時(shí),所有的吸聲簾幕均處于收起狀態(tài)〔即不吸聲)，通過(guò)音質(zhì)計算表明,中頻滿(mǎn)場(chǎng)混響時(shí)間可控制在1.9s左右。

　　戲劇、采用電聲音樂(lè )會(huì )的演出條件混響室門(mén)全部關(guān)閉,且舞臺不設音樂(lè )反射罩;同時(shí)所有的吸聲簾幕均處于放下?tīng)顟B(tài)(即吸聲狀態(tài))，通過(guò)音質(zhì)計算表明，中頻滿(mǎn)場(chǎng)混響時(shí)間控制在1.1s左右。

　　歌劇演出條件：混響室門(mén)全部關(guān)閉，且舞臺不設音樂(lè )反射罩;同時(shí)所有的吸聲簾幕均處于收起狀態(tài)(即不吸聲狀態(tài))，通過(guò)音質(zhì)計算表明，中頻滿(mǎn)場(chǎng)混晌時(shí)間可控制在1.4s左右。

　　室內樂(lè )以及獨唱會(huì )或獨奏會(huì )演出條件：混響室門(mén)全部開(kāi)啟，內疰吸聲簾幕;舞臺設置音樂(lè )反射罩。同時(shí)所有的吸聲簾幕均處于收起狀態(tài)(即不吸聲)，通過(guò)以上音質(zhì)計算可以看出，中頻滿(mǎn)場(chǎng)混響吋間可控制在1.6s左右。

　　5、可調混響技術(shù)

　　現代廳堂要求的演出功能越來(lái)越多，為了保證各種演出功能都能取得良好的音質(zhì)效果，必須設置可調混響結構。從建筑聲學(xué)的角度，可調混響技主要分為三種：可調吸聲結構、可調體積結構以及吸聲和體積均可調節結構。在現有的音質(zhì)廳堂中絕大部分只使用可調吸聲結構，通過(guò)改變廳堂內的吸聲量來(lái)改變混和側向反射聲等聲學(xué)參數。但是，對于音樂(lè )廳和歌劇場(chǎng)而言，總體積和每座容積對廳堂的聲學(xué)特性也起著(zhù)非常重要的作用。要控制與體積有關(guān)的參數，必須改變廳堂的體積。

　　由于體識可調結構在建造技術(shù)上有一定的難度，造價(jià)也十分昂貴,所以,這種辦法雖然很早就提出來(lái)，但是實(shí)際上采用的并不多。

　　蘇州科技文化藝術(shù)中心大劇場(chǎng)采用吸聲和體積可調節結構，其中體積可調的混響室分布于觀(guān)眾廳的兩側，在兩側墻上各分3層.共48樘可電動(dòng)控制調節開(kāi)關(guān)的門(mén),總可凋節，體積為2300m，混響室分布平剖面見(jiàn)圖8、圖9。實(shí)際上，由于混響室內結構梁、走道、吸聲簾幕盒和控制機據等占據了不少體積，因此，實(shí)際,、要小于2300m，混響調節的幅度也沒(méi)有紐十要求的大。吸聲調節結拘均采用可升降的吸聲簾幕，分布在混響室內、混晌室門(mén)外側、觀(guān)眾廳后墻等。

　　6、計算機模擬分析

　　計算機聲學(xué)模似分析所采用的軟件為丹麥技術(shù)大學(xué)編制的ODEON建聲模擬軟件，是世界上公認模似結果最可靠的建聲模擬軟件之一。模似主要分兩沖情況：交響樂(lè )演出條件和歌劇演出條件。

　　6.1模擬歌劇演出條件

　　模擬歌劇演出條件下(混晌室門(mén)全部關(guān)閉、舞臺不設音樂(lè )反射罩、吸聲簾幕均處于收起狀態(tài))，觀(guān)眾廳的三維模型和音質(zhì)模似結果如下：

　　〈1觀(guān)眾廳的三維模型根據劇場(chǎng)的平剖面圖建立觀(guān)眾廳的三維聲學(xué)模型，共有1005個(gè)包綣面圍成，見(jiàn)圖10、圖11。

　　(2)觀(guān)眾席主要聲學(xué)參量的示意圖圖12中的A、B、C、D分別為：T30、D50及Lf四個(gè)聲學(xué)參量的模擬分析結果圖。

　　6.2模擬交響樂(lè )演出條件

　　模擬交晌樂(lè )演出條件下(混晌室門(mén)全部開(kāi)啟、舞臺設置音樂(lè )反射罩、吸聲簾幕均處于收起狀態(tài))，觀(guān)眾廳的三維模型和音質(zhì)模似結果如下：

　　(1)觀(guān)眾廳的三維模型

　　根據劇場(chǎng)的平剖面圖建立觀(guān)眾廳的三維聲學(xué)模型共有1541個(gè)包絡(luò )面圍成，見(jiàn)圖13、圖14。

　　(2)觀(guān)眾席主要聲學(xué)參量的示意圖15中的A、B、C、D、分別為?T30,C80,D50及Lf4

　　蘇州科技文化藝術(shù)中心大劇場(chǎng)于2007年國慶之夜正式竣工首演，由匈牙利布達佩斯節慶管弦樂(lè )團和我國著(zhù)名青年鋼琴家李云迪同臺獻演國慶音樂(lè )晚會(huì )，樂(lè )團團長(cháng)兼指揮費舍爾和李云迪都對劇場(chǎng)音質(zhì)表示十分滿(mǎn)意。業(yè)主特聘的新加坡音響顧問(wèn)評價(jià)曲線(xiàn)認為本劇場(chǎng)的建聲設計已達國際先進(jìn)水平，其音質(zhì)效果同類(lèi)效果十分優(yōu)良的。