国家大剧院的声学处理分析课件.ppt

国家大剧院的声学处理分析 这是一颗璀璨的明珠 蕴含着激昂旋律 流淌着曼妙乐章 这里是表演艺术的殿堂 承载民族文化复兴的使命 汇聚世界艺术交流的碰撞 中国国家大剧院 1 3 22 2020 中国国家大剧院位于北京市中心天安门广场西 人民大会堂西侧 西长安街以南 由国家大剧院主体建筑及南北两侧的水下长廊 地下停车场 人工湖 绿地组成 总占地面积11 89万平方米 总建筑面积约16 5万平方米 其中主体建筑10 5万中国国家大剧院标志平方米 地下附属设施6万平方米 总投资额26 88亿人民币 国家大剧院主体建筑由外部围护结构和内部歌剧院 音乐厅 剧场和公共大厅及配套用房组成 在地面层坐落着三幢建筑 歌剧院 音乐厅和剧场 它们由道路区分开 彼此以悬空走道相连 恍若在水面上的地面建筑是一个巨型壳体 覆盖 庇护 包围和照亮着所有的大厅和通道 建筑物在水面中的倒影构成了大剧院的外部景观 建筑介绍 2 3 22 2020 3 3 22 2020 钛金属轻型屋盖 如何防止雨点撞击金属屋面所产生的雨噪声干扰 4 纤维素喷涂吸声材料 为解决这个问题 在屋盖底层采用纤维素喷涂防止雨噪声的方案 即在屋盖板下 喷涂一层25mm厚的K 13纤维素喷涂吸声材料 实验显示 未喷涂纤维素前 在雨强1mm min的大雨下 雨击隔声量可达到40dB 估算大厅室内噪声小于25dB A 纤维素喷涂能够大大提高屋盖隔声性能的主要原因是 一 纤维素均匀喷涂附着在屋盖底的2mm厚钢板上起到了一定的声阻尼作用 改善了钢板本身的振动模式 较大提高了中低频的隔声性能 二 纤维素为密实颗粒状粘稠材料 喷涂后起到了良好密封作用 另外 纤维素喷涂材料具有良好的吸声性能 据检测 25mm厚纤维素喷涂层降噪系数NRC达到0 75 国家大剧院的屋盖经纤维素喷涂后 大厅内混响明显降低 语言清晰度明显提高 另外 纤维素喷涂还具有良好的保温隔热作用 建筑节能效果明显 5 戏剧场 材质多重展示 戏剧场是国家大剧院最具民族特色的剧场 以中国红为主色调 真丝墙面烘托出传统热烈的气氛 主要上演话剧 歌剧 地方戏曲等演出 戏剧场观众厅设有池座一层和楼座三层 共有1035个席位 含站席 戏剧场观众厅墙面采用与音乐厅舞台墙面类似的声扩散墙面 看上去象凸凹起伏的 不规则排列的竖条 大量不规则排列的凹凸槽整体上形成声音的扩散反射 可保证室内声场的均匀性 使声音更美妙动听 6 3 22 2020 戏剧场的MLS声扩散墙面 戏剧场观众厅墙面采用了MLS设计的声扩散墙面 看上去象凸凹起伏的 不规则排列的竖条 目的是扩散 反射声音 可保证室内声场的均匀性 使声音更美妙动听 其扩散声音的原理是 声波到达墙面的某个凹凸槽后 一部分入射到深槽内产生反射 另一部在槽表面产生反射 两者接触界面的时间有先后 反射声会出现相位不同 叠加在一起成为局部非定向反射 大量不规则排列的凹凸槽整体上形成了声音的扩散反射 7 歌剧院 金属网包出 稻草屋 歌剧院内部也用这样的金属网包裹着 但看上去却不觉得有金碧辉煌的冰冷 声音穿过金属网后再反射回来 形成 自然声 这样就形成了视觉的弧形和听觉空间的多边形 做到了建筑声学和剧场美学的完美结合 即使在没有麦克风的条件下 舞台上的声音 台下各个角落的观众都能听到 观众厅后墙是回声的主要发源地 在后墙做了足够的宽频带吸声材料 为了与观众厅装修风格协调具体构造 紫红色丝布后面为玻璃丝棉吸声材料 大剧院主厅十分宽广 8 3 22 2020 国家大剧院的歌剧院墙面上使用了一种透声装饰网 完美地解决室内视觉效果和听觉效果之间的矛盾问题 这是一种金色网子 看上去象优美的墙 但可以透过声音 网是弧形的 声音透过去后的墙是长方形的 这样就使视觉为弧形 而听觉为长方形 一举两得 这种网的设计在世界上是第一次 歌剧院金属透声装饰网 9 音乐厅 建筑和声学的完美结合 音乐厅吊顶音乐厅观众厅的平面形状是稍有弧度的鞋盒型 它可提供丰满而浑厚的音质 观众座席围绕演奏台布置 即乐队和伴唱演员在中间 观众在周围 在空间上形成对演奏台中心的围合 这样的布局最大限度保证了观众听到均匀的自然声 观众厅周边以扁而宽的椭圆形柱廊环绕 在柱子背后有耦合空间 可提供晚期的混响时间 观众厅的高度和形状确保了有足够的体积 因而混响时间自然可得到满足 10 3 22 2020 GRC墙板GRC是由抗碱玻璃纤维 石英砂和高强水泥按一定配比 使用模具 喷射 制作 一体成型 其特点与GRG类似 质量轻 防火环保 声音效果好 使用寿命长 安装方面等特点 板的图案样式与具体构造同前GRG墙板类似 音乐厅的墙面与吊顶在材质方面达到了整体统一 同时较硬材质的材料在低频维持较长的混响 且GRC起伏的墙面对音乐厅的演奏声音起到漫反射的作用 既兼顾了功能 又兼顾了美观 11 3 22 2020 MLS声学墙乐队演奏台周围的墙是声学墙 即按照数学理论精确地计算出来的墙面凹凸形状 缩写术语称为 MLS 原意为 MathematicsLengthSequence 此墙的作用是 高度扩散反射 它可使乐师们有良好的相互听闻 让声音均匀 柔和地反射 扩散保证坐在每个位置的观众 都能听到同样优质的声音 凹凸墙体的构造为用双层木板 12mm 2厚 做出凹凸形状 凸出部位里边为密实的玻璃丝棉 12 3 22 2020 音乐厅单侧透明隔声玻璃 音乐厅西侧二层墙面上有一巨大的参观窗 人们在走廊经过时 可以透过玻璃看到室内音乐演出的盛况 这是一块特殊的玻璃 特殊之处在于隔声性和电控单反性 由两层隔声玻璃组成 每层玻璃都是厚重的夹胶玻璃 其隔声量达到Rw 55dB 相当于20cm厚的钢筋混凝土墙的隔声效果 目的是防止观众厅外参观人员的噪声干扰 另外 其中一层玻璃上覆有电子反光薄膜 演出时 在电子控制下 玻璃为单面透光 走廊里的人可以看到演出 而观众厅内的人看到的是一块黑玻璃 13 舒适的观众厅声学软座椅 国家大剧院的软座椅 采用了人体工程学设计 外形优美 安坐舒适 而且 软座椅还具有重要的吸声作用 观众厅内大量的观众所形成的吸声量是不容忽视的 为了控制室内吸声 座椅吸声系数必须符合设计要求 座椅的聚氨酯内填料 织物面料 软垫的面积 软垫的厚度等都经过了严格的设计 一方面达到了观众厅吸声的设计要求 另一方面坐人时和不坐人时具有相同的吸声系数 保证观众厅的室内 在空场 满场 部分上座率等不同观众人数时 具有基本一致的室内声学效果 14 录音室 房中房 弹簧减振隔声结构 国家大剧院的录音室为 房中房 全浮筑结构 隔振的关键技术在于 房中房 的支撑弹簧 弹簧采用子母簧 阻尼浆 防高频失效橡胶垫等多项技术 在单个弹簧支撑10吨的条件下 该 房中房 浮筑结构的撞击声声压级达到Lpn w 32dB 与刚性支撑的撞击声声压级Lpn w 78dB相比 可降低振动噪声46dB 是目前已知隔振效果最好的浮筑系统 15 Z型轻钢减振龙骨轻质隔声墙 为了保证国家大剧院的录音室 演播室 琴房等轻质隔墙的隔声性能 采用了一种特殊结构的Z型轻钢减振龙骨 用于安装石膏板隔墙 Z型轻钢减振龙骨比常规的C型轻钢龙骨更有弹性 隔声性能更好 尤其在难于隔绝的低频部分隔声优势更大 Z型轻钢减振龙骨构造