声线法在剧院建筑声学设计中的应用

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1、声缁钿忡的EM2018-03-2612:30:58演艺科技2018年2期余斌【摘要】结合大型剧院项目建声设计实践，介绍声线法在剧场观众厅体型声线分析和声场模拟计算中的应用。通过对观众厅墙而和吊顶形状的二维和三维声线分析，有助于优化调整其体型，使反射声均匀覆盖整个观众席区域，并避免产生声聚焦等明显的音质缺陷。【关键词】声线法；声反射；音质缺陷；音质设计，建声设计文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2018.02.006[Abstract]Combinedwiththepracticeofacousticaldesignfo

2、rlargetheaterprojects,theapplicationofacousticlinemethodintheanalysisofsoundlineandsimulationofsoundfieldinthetheatreaudiencehallareintroduced.Byanalyzingthe2Dand3Dacousticallinesofthehallwallandceiling,ithelpstooptimizetheshapeoftheauditoriumandmakethereflectionsoundevencov

3、ertheentireaudiencearea,andavoidobvioussoundqualitydefectssuchasacousticalfocusing.[KeyWords]acousticallinemethod；acousticreflection；soundqualitydefect：soundqualitydesign；acousticaldesign剧院的音质效果，取决于观众席区域接收到的直达声与反射声在空间和时间上的分布状况，以及声能随时间的衰减特性。客观上可以用接收点处的反射声系列，以及混响时间等与声能衰减相关的音质参

4、量来判断其优劣。剧院建筑声学设计是一项复杂且不易控制的工作，要保证所有的音质参量都满足设计要求是十分困难的，且客观音质参量不能穷尽表述，最终的音质效果还需要主观评价来评判。所以，成功的声学设计不能否认会有“幸运”的成分在里面。声学工程师需要借助各种设计方法來完成建筑声学设计，如基于扩散声场理论的混响时间估算公式、基于相似性原理的缩尺模型试验，以及以声线追踪法为核心的声场电脑模拟计算。一个较好的观众厅体型（吊顶和墙而形状）和表而的声学性质可以保证厅内声场时间和空间的均匀分布，也就决定了剧院的优良音质效果。在演出时，观众厅内任何位置上不得出现可识别

5、的声缺陷，如：直达声与强反射声的声程差不应超过17m,否则易造成冋声；避免凹弧形墙面或吊顶造成局部声聚焦；平行墙面造成颤动回声等声学缺陷。声线法是建筑声学设计屮使用较多的一种方法，主要包括对观众厅体型进行声线分析，以调整到最优状态；对剧院进行模拟计算，以确定室内吸声量等是否符合设计要求。1二维声线分析二维声线分析可以在观众厅的平面和剖面图纸上进行，以声线法为基础，入射到界面上的声线做镜面反射。二维声线法可以对观众厅的吊顶、楼座底天花、侧墙甚至眺台栏板的形状进行分析。调整顶面的形状，以使来自吊顶的一次反射声能够均匀覆盖所有的观众席区域，调整侧墙特

6、别是舞台口八字形墙体的角度，以使來口墙而的一次反射声能够均匀覆盖所有的观众席区域。图1是襄阳大剧院观众厅吊顶的二维声线分析图。经过几轮调整后，观众厅吊顶的形状和角度合理，来自吊顶的一次反射声能够覆盖观众席的绝大部分区域；楼座底天花的一次反射声可以投射到观众席的后几排，以弥補吊顶一次反射声不能到达的空隙；侧墙的一次反射声能够覆盖整个池座区域。2三维声线分析二维声线法只可以在观众厅的平面、剖面图纸上进行，所以，通常只能对比较常规的剧院进行分析。如今，异形曲面在剧院建筑中的应用越来越多，如广州歌剧院和哈尔冰大剧院等，简单的平面和剖而图其至都不能表达清

7、楚剧院观众厅的形状，只能借助建筑三维模型。所以，二维声线法有其局限性，为了完成设计工作只能进行三维声线分析。图2是哈尔滨大剧院的三维声线分析图，声学设计师在此基础上提出了多项改进意见，以确保最终的体型调整到满足声学要求。三维声线分析比二维声线分析更直观，且能够分析的范圉更大，分析结果更真实，特别是对于侧墙的分析，能看清楚声线是否真正投射到观众席区域。笔者在做襄阳人剧院和广州粤剧院声学设计的时候也应用到了三维声线分析，对体型优化调整起到了积极的作用。3声线追踪法模拟计算软件的基础大多以声线追踪法为核心，所以声场计算机模拟计算也是声线法在剧场建筑声

8、学设计屮的一样重要的应用。声线追踪法以儿何声学为理论基础。声线追踪法认为：声源向四周发出大量声线，在空间中以声线的形式传播声能，每根声线开始均携带相同