现代民族建筑的剧场建筑

现代民族建筑的剧场建筑

剧院的建设是精神文明建设的一个重要方面。经济建设取得巨大成就以后，提高全民族的文化素质成为当务之急。为此，全国各地正兴起修建文化建筑的高潮。剧院建筑的主要功能是视和听。视觉效果有规可循，比较容易解决，而良好的听觉效果则涉及到人的生理和心理等多种因素的作用，比较困难。剧院要想达到良好的音质效果，需要多方人员紧密配合，不仅要进行周密的声学设计并吸取实践经验，还要采取合理的操作程序才能够实现。而后者尤为重要。剧院建筑的声学设计根据它的类别、规模、功能和演出方式不同而有很大的差别。因此，必须在明确上述各项要求后才能展开工作。现分述如下：一、剧院建筑的分类剧院建筑的类别可按使用功能、规模、等级和形式划分：（一）“专业”观众”的含义剧院建筑按使用功能可分为歌剧院（包括音乐剧）、话剧院、地方戏剧院和多功能剧院等四大类。前三类常称为“专业”剧院。歌剧以演唱和伴奏为主，所以歌剧院又称音乐剧院，属音乐类建筑；话剧主要是对白，剧情中音乐成份很少，所以话剧院属语言类建筑；地方戏（包括京剧在内）有演唱，也有对白，音乐和对白的比重随剧种和曲目而有较大的变化。在设计中应分别对待。（二）根据剧院的规模根据《剧院建筑设计规范》（JGJ57-2000）按容座量分为如下四类：话剧院、戏曲剧院不宜超过1200座，歌剧院不宜超过1800座。（三）根据剧院的等级分类根据《剧院建筑设计规范》（JGJ57-2000），剧院可分为特、甲、乙、丙四个等级。并设有具体要求。（四）根据剧院的表演方式按剧院的演出方式可分为三类：1．自然声演出；2．采用电声演出；3．以自然声演出为主、电声演出为辅。（五）镜框舞台、治理形式歌剧院有传统形式（马蹄形多层包厢）和现代形式两种；话剧院有镜框舞台和伸出式（或称岛式）舞台剧院两类；地方戏剧院均为镜框舞台形式。剧院的声学设计必须在确定上述类别的条件下，才能确定获得良好音质的设计指标和实现这些指标的具体措施。二、形态、界面材料的构思歌剧院的声学设计分土建设计和装修设计两个阶段进行（小的歌剧院通常由土建设计部门一次完成）。土建设计主要决定体形和界面用材的初步构思，它关系到声学设计中的重要指标——响度（音量）、早期反射声、声扩散、声场均匀分布和消除音质缺陷等。因此，获得良好音质的基本保证，是声学设计的关键所在。装修设计阶段的任务在于修正土建设计中体形设计的不足和控制混响时间，同时要实现声学功能与艺术效果的结合，使之在获得良好音质的同时达到完美的艺术效果。（一）剧院的众会堂的形状歌剧院观众厅的体形至今有传统的马蹄形多层包厢的体形和多种多样的、适合现代生活需求的体形。1马蹄形多层包装法传统歌剧院的体形具有巨大的生命力，至今仍有相当数量的歌剧院在沿用这种形式，其原因如下：(1）多层包厢的马蹄形平面，把大量观众分置于多层包厢内，从而缩短了后排观众与舞台的距离，观众能够获得足够的响度（音量），这是歌剧院声学设计中最重要的指标。因为歌剧演员演唱时得不到舞台在声学上的支持，部分声能被舞台吸收并产生逸散，此外，演唱声还必须穿透台前乐池内三管制或双管制乐队伴奏构成的“声墙”才能到达观众席，所以，节约和充分利用有限的自然声能，使观众厅有足够的响度至关重要。这也是传统的马蹄形多层包厢具有如此巨大生命力的根本原因。(2）多层包厢把大量观众均匀分布在围合空间的界面上，也即把剧院内主要的吸声体（观众和座椅的吸声量通常占总吸声量的70～80%）分布在多层的墙面上，从而获得均匀的声场分布。(3）由于传统歌剧院观众厅巴洛克式的豪华内装修，不仅在声学上具有良好的声扩散并消除音质缺陷，而且也给观众创造了欣赏传统歌剧的氛围。(4）马蹄形的平面把演员围合在多层观众之间，增强了演员和观众之间情感的交流。因此，传统的体形至今还被广泛选用。图1、图2为传统歌剧院的典范——建于意大利米兰的拉·斯卡拉歌剧院平、剖面和内景。传统歌剧院体形存在的主要问题是，上层包厢和侧座前区的俯角大、视觉效果差、排距小和座椅宽度窄，不能满足观众对舒适度的要求。因此，近代歌剧院如何继承传统歌剧院的优良品质、修正其不足之处是把握歌剧院设计的关键。在现代歌剧院设计中，第一次突破传统歌剧院马蹄形多层包厢形式的是上个世纪五十年代建造的德国汉堡歌剧院，它采用多边形平面、两侧跌落包厢，改善了高层包厢和侧包厢前区视觉效果差的问题。图3和图4为汉堡歌剧院的平、剖面图。为适应现代歌剧院大容量、舒适度高的要求，同时要求继承传统体形在声学上的优良品质，采取了多种方式。2增加观众厅的宽度和宽度现代马蹄形对传统马蹄形进行了改造：仍采用马蹄形平面，但适当减少层数和侧包厢，有的设跌落包厢，通过增加观众厅的长度和宽度，扩大其容座量。这方面的实例很多，其中典型的实例是纽约大都会歌剧院和悉尼歌剧院。见图5～8所示。3其他界面处理现代形完全脱离传统马蹄形多层包厢的体形，它的形式多种多样：矩形、多边形、圆形和卵形等。一般设二至三层楼座、跌落包厢，界面设扩散结构和提供早期反射声的多种处理措施。这方面的实例不胜枚举，这里仅简单介绍部分剧院。(1）意大利首都剧院采用卵形平面，抛物形吊顶，二层环形包厢，双层椭圆形台口。见图9和图10所示。(2）楼座的声扩散作用采用矩形平面，在池座就设置包厢，通过包厢矮墙，使很宽的池座获得足够的早期反射声；楼座设跌落包厢和扩散体，达到声扩散的目的，使大容量的剧院获得良好的音质。见图11和图12。(3）学科内的声反射采用多边形平面，不对称楼座和吊顶，池座后部两侧座席局部升起，设矮墙。通过该墙的声反射，使池座中区获得侧向早期反射声，在声学上压缩了大厅的宽度。见图13和图14。(4）座区及其分布剧院容纳2994名观众，观众厅最大宽度为50m。为使观众获得早期反射声，将观众厅分成四个座区，错层排列，通过座区矮墙实现声学上的目标。见图15～17所示。（二）最优容积的确定观众厅内每个观众所占容积的大小，关系到观众所能获得的自然声能。对于有限的自然声能，当每座容积大，单位容积内所能获得的声能就少，就会出现响度（音量）不足。每座容积太小，自然声过强，则会影响到空间感（环绕感）。根据经验，最佳每座容积约为6.0m3（《剧院建筑设计规范》中，提出宜用4.5～7.0m3），根据国际上46个歌剧院的统计资料为6.4m3。见图18所示。（三）系统混响时间传统歌剧院的混响时间都很短,一般在1.1～1.3s左右。因为传统歌剧院的内装修大量采用织物饰面材料，如满铺羊毛地毯、丝绒帘幕、全软包座椅等。此外，欧洲的观众比较重视清晰度，要求能听懂唱词；而北美、亚洲和澳洲等国的观众则不同，懂得歌剧使用的外语的人不多，特别是对于意大利语和法语，因此，清晰度并不重要，主要是听唱腔和音乐，故希望有较长的混响时间。近代歌剧院都取稍长的混响时间，经验值是1.4s，这正好是多数歌剧院中频（500Hz）的平均值。见图19所示。我国《剧院建筑设计规范》规定歌舞剧的中频混响时间为1.3～1.6s，歌剧院的混响时间取值范围较大。混响时间短，具有较高的清晰度；混响时间长，能体现音乐的丰满度，各有其长处。目前歌剧院通常要兼顾交响乐演奏（舞台设活动音乐罩），这样，观众厅的混响时间就应取较长的值。因为交响乐演奏一般要求混响时间在1.8s左右，当大厅确定为1.6s时，通过设置舞台音乐罩，可使厅内混响时间提升0.15～0.2s，恰好是音乐演奏的最佳值。但演出歌剧时，1.6s的混响时间可能稍长些，如果为了满足音乐演奏的需要仍取1.4s，就要在厅内设可调混响装置。目前国内外多数大型歌剧院，如北京保利剧院、东莞大剧院、顺德文化中心剧院、武汉大剧院等都设有可调混响装置。（四）剧作家需要足够的噪音由于自然声演出，观众厅内有足够的响度对良好的音质具有至关重要的作用。目前有关响度的设计指标，有两种表达方式。1基于听听关于声压级低的听力反应因为表达响度最直接的客观量指标为声压级（dB），有人建议观众厅后座的声压级在70～75dB(LeqA,dB）范围内，就可满足听闻要求。但后座声压级与演员发声功率有关，因此，普遍认为应采用一种相对值（相对强度）的表达方式，由此，产生第2种表达方式。2声强的作用它定义为：式中，分子项为观众厅内某点测得的声强（直达声和所有反射声）。分母为距声源10m处的相应直达声强，通常以在自由场（消声室内）距10m处测得该声源的声强作为参考标准。这样，就与声源无关了，仅与房间条件有关。对于歌剧院，强度因子Gmid应要求在4.5～5.5dB范围内，也即要求通过大厅的声强增益为4.5～5.5dB。（五）c803值明晰度是声音的清晰和透明度，它是早期反射声能与后期声能之比，故又称声能比。定义为：C80是指80ms以内的早期反射声能。由于不同频率的C80值各不相同，故采用500Hz、1000Hz和2000Hz三个频率的C80平均值作为设计指标，用C80(3）表示。歌剧院的C80(3）值为0～-2.0dB。（六）早期反射声能够增加直达声听音的亲切感是指在巨大的观众厅内，犹如在小房间内听音一样亲切的感觉。早期反射声可以增加直达声的强度，同时有助于增加亲切感。必要条件是，早期反射声必须紧跟直达声之后，与直达声之间的时延间隔应不大于20ms（音乐厅）和23ms（歌剧院）。（七）声音传播声扩散是指某一座席上来自各方向的声强是否接近，当相等时d=1，使观众处于均匀的声强之中。对歌剧院来说，d值应大于0.85。（八）空调系统噪声的确定为确保歌剧院内的良好听闻，低噪声是最基本的条件，因此必须设定噪声限值，它包括背景噪声和空调系统运行时的噪声级。前者取决于围护结构的隔声性能，后者是空调系统消声、减振的效果。目前，不少豪华的大型剧院建筑，由于空调系统噪声过高而严重影响使用。1空调系统的隔振设计(1）管路系统的消声量不够，使风机噪声传入空调用房；(2）出风口气流速度过大，引起气流噪声干扰；(3）送、回风量的不均衡而引起的噪声。消除风机噪声沿管路的传播，可以采用消声（设置消声器）的方法，比较容易解决。降低气流噪声比较困难，因为有效的方法是降低出风口的流速，但在大容量的厅堂内，宽度大、顶高，如果风口（送风、回风）速度低，就达不到降温、供热的要求。在这种情况下，目前均采用地面送风（椅腿送风和椅背送风）、集中回风的方式，达到了预期的效果。但要优化施工程序，否则会增加工程量，延误工期。关于送、回风量的平衡，可以根据空调用房的密闭状况来确定其比值。在歌剧院建筑中，合适的比例为1:0.9～0.95，也即回风量是送风量的90～95%。空调系统各种设备的隔振设计也很重要，重要的部位应先设置“浮筑”地面，然后再在设备基础下配置隔振器。除了基础隔振外，水泵、冷冻机的进出水管应加设软接管；管道穿过墙、楼板时还应做隔振处理；在隔声要求很高的房间内，管道均应设弹簧吊钩。总之，空调系统的消声、减振在声学设计中相当重要。（九）防止水质缺陷在剧院的观众厅内绝对不允许出现回声、颤动回声、声聚焦和房间共振等音质缺陷。因为这些缺陷干扰正常的听闻、改变演唱和伴奏音乐的固有音色。（十）观众厅内音景区舞台的声学处理常被忽视，应引起关注。在现代歌剧院建筑中，舞台通常为品字形平面，即主舞台、两个侧台和后舞台。舞台的容积一般为观众厅的2～3倍，法国巴士底歌剧院达5倍之多。因此，混响很长，常有回声。处理的方式如下：1．分隔空间：把主舞台与侧台和后舞台的空间作适当的分隔；后舞台与主舞台间设防火、隔声的卷帘门。2．主舞台和侧台的墙面（离台2.0m以上）作强吸声处理。3．严格控制升降台、车台、转台和升降乐池运行时的噪声，要求达到《剧院建筑设计规范》中规定的限值。4．电动吊杆的电机，应作隔声处理。三、自然声表演的原因目前，专业的话剧院除儿童剧院和戏剧院校的排演场（兼供演出）以外，单独建造的为数甚少，而多数是附设在文化中心、演艺中心的群体建筑内，常称小剧院或戏剧院，供话剧和地方戏剧演出所用。话剧要求自然声演出，其原因如下：演员（声源）在舞台上活动的区域较大，靠固定于台口或悬吊在舞台上空的传声器不能适应实际需要。如果采用无线话筒，因频响特性差和动态范围有限，通常会改变演员的固有音色。此外，演员处在不同位置，声级不变，同样会缺乏层次。在舞台进深处悬吊的传声器不仅给换景造成困难，同时使靠近传声器时声级明显提高，反之，则声级低。从而使演员在舞台上因位置的移动引起大的声级起伏，缺乏真实感和层次。由于上述原因，话剧演出均采用自然声，在声学设计时必须按自然声演出方式进行。（一）伸缩式舞台话剧院的形式根据舞台的配置方式，分为镜框式舞台剧院和伸出式舞台剧院两类。镜框式舞台是传统的形式，优点是视觉效果好，观众均配置在台前方120°的覆盖区内。在声学上，由于演员对白的指向性较强，且容易在声源周围设置反射面，能够获得良好的频率响应和早期反射声。伸出式舞台是随近年戏剧演出变革而产生的新形式。其理念改变了观、演分隔的传统观念，把表演区配置在观众席之中，加强了演员与观众的情感交流。有的剧目调动观众参与演出，使观、演融为一体。这种形式在声学上的优点是观众离演员的距离很近，从而使直达声强度提高；缺点是侧向反射声不足。话剧院的规模通常都比较小，这首先是因为演员的对白声级比演唱声要低。其次是自然声演出时，要确保观众有足够的响度和清晰度，观众席后座与演员之间必须保持较短的距离。因此，容座量都不大。我国《剧院建筑设计规范》提出话剧院不大于1200座的要求，通常在300～700座的范围内。（二）观众厅内辅助墙设置话剧院观众厅的体形多数采用矩形平面，而伸出式舞台的话剧院，由于观众环绕伸出的舞台，因而观众厅采用梯形、多边形和半圆形的较多，这样可使观众与舞台保持接近相等的距离。由于容量小，厅内最后排座席离舞台一般不会超出25m，伸出式舞台为20m，响度容易达到要求。在镜框式舞台剧院的观众厅内，通过台口的前侧墙和吊顶上设置反射面，可使观众席获得足够强的早期反射声；容量较大时，侧墙可设跌落包厢和扩散体，增加声扩散。在伸出式舞台剧院的观众厅内，由于横向宽度大，观众席不大可能获得来自侧墙的早期反射声，通常只能通过顶部悬吊的反射板获得来自顶部的早期反射声。（三）普通话剧院的整体规模根据我国《剧院建筑设计规范》规定，话剧院的每座容积为3.5～5.5m3。国内已建的音质较好的话剧院均不超出这一范围。见表1所示。（四）混响时间的控制在话剧院内，为获得对白的清晰度，均采用短混响，我国《剧院建筑设计规范》规定，话剧院的中频（500Hz）满场混响时间为1.1s，低频（125Hz）允许提升1.1～1.2倍，高频为0.8～1.0倍（相对于中频）。话剧院的混响时间控制比较容易解决，由于容积小，观众和座椅的吸声量已占大厅总吸声量的80%左右，因此，只要在厅内容易出现不利声反射（如后墙、平行的侧墙上）的部位配置一定数量的吸声材料（或结构）即可满足要求。在容积较大的话剧院内，可在走道上铺设地毯，或采用全软包座椅。话剧院有时要求兼供放映电影所用，这时就要求缩短大厅的混响时间至1.0s（立体声电影则需降至1.0s以下），就需追加吸声材料（或结构）。（五）总噪声环境噪声话剧院的噪声限值，均采用不大于30dBA,NR-25的标准要求，该值是在空调运行时，厅内的总噪声级（包括环境噪声的干扰）。我国《剧院建筑设计规范》中还要求按剧院等级确定指标，不超出30dBA属甲等，乙等、丙等分别为35dBA和40dBA。但是，40dBA(NR-35）的噪声限值对话剧院是不宜采用的。（六）墙面相关设置在混响较短的话剧院内，容易出现回声和颤动回声的干扰，因此须特别加以重视。在矩形和多边形的观众厅内尤其要注意，墙面应设置吸声材料或扩散结构。在半圆形的伸出式舞台剧院中则要防止声聚焦现象，处理方法与上述墙面处理相同。（七）舞台混响处理话剧院的舞台虽远小于歌剧院，但相对于观众厅来说仍相当巨大，其容积约为观众厅的1.5～2倍。为防止舞台混响过长和出现回声，也需作必要的吸声处理，使混响时间与观众厅接近。处理部位与歌剧院类同。（八）典型示例1角形平面表现上海戏剧学院实验剧院，采用镜框式舞台，观众厅可容纳997名观众，六角形平面，大厅实测满场中频（500Hz）混响时间为1.15s，厅内设有移动式面光桥。该剧院的音质较好。1986年4月，中国首届莎士比亚戏剧节开幕启用。图20、图21分别为该剧院的平、剖面和内景。2出式舞台，可利用景观手法进行舞台设计奥列维剧院是英国伦敦国家剧院内专供话剧演出的剧院中最大的一个，容纳1160名观众，伸出式舞台，多边形平面。由于大厅较宽，故在两侧将座席升起，成为包厢，通过包厢矮墙，使中座观众获得早期侧向反射声。为加强后座声级，在吊顶上设反射板。该剧院无论在视、听效果和舞台设计等方面都很成功，成为国际上话剧院的典范。图22、图23为该剧院的平、剖面和内景。四、从地方戏观众的角度谈我国的地方戏类别甚多，有京剧、评剧、豫剧、越剧、黄梅戏、晋剧、川剧、桂剧和秦腔等百余种。京剧虽属地方戏，但在国内很普及，各地都有京剧团，实际上是全国性的剧种；评剧在北方地区较普遍；其它剧种的地方性就很强。地方戏剧院在国内剧院建筑中所占比重较大，但新建的不多。地方戏剧院容量一般较小，都具有自然声演出的良好条件。以往，一些老的“戏园子”都用自然声演出。但是近年来，不少地方戏，其中也包括京剧在内，大多采用扩声演出，影响了演出效果。估计扩声演出还会延续一段时间，但今后的方向还应向自然声演出发展。因此，声学设计还应按自然声设计，而且这样做并不妨碍目前采用扩声演出的方式。地方戏剧演出与话剧不同之处是既有对白、又有演唱和音乐。在声学设计上，考虑对白听闻清晰的同时，还须兼顾音乐的丰满度。（一）地方戏戏剧性构造：矩形、空间小，透声空间无视阈地方戏剧院（除京剧外）由于受地区方言和观众爱好等因素的影响，其规模一般都不大，约在1000名观众左右。如北京以前的长安、吉祥、广和剧院（京剧）、大众剧院（评剧）、太原晋剧院（晋剧）、上海瑞金剧院（越剧）、桂林的桂剧院、西安的易俗社（秦腔）等，都在这个规模范围内。由于规模小，剧院的形式几乎均采用矩形平面，或在台口前切角成钟形平面。不设乐池，而将伴奏的乐队配置在侧台上。这种方式与西方歌剧院配置乐队方式相比，其优点是减少了演唱者前面乐队声构成的“声墙”，增加了直达声的强度；缺点是伴奏声在场内分布不均。因此，有些戏院把配置乐队的区域伸入观众厅，设有透声的屏障。根据地方戏剧院的音质调查表明，一些老戏院音质都较好，分析其原因有如下几方面：1．规模小，观众接受到的直达声较强，反射声的时延间隔小。2．由于矩形或钟形平面跨度小，从而有较强的、覆盖面大的早期侧向反射声。3．舞台容积小，一般与观众厅容积相接近，因而受耦合空间的影响小。4．乐队配置在台的一侧，对演唱者不构成声墙。分析上述原因，以规模小、跨度窄为主要因素。根据几个音质良好的地方戏剧院统计，一般容积均在4000m3以下，容量为1000名左右。这对绝大多数地方戏剧院是有参考价值的。（二）配装密度500hs地方戏剧院上演剧目因为既有对白又有音乐，混响时间原则上应比话剧院稍长，比歌剧院略低。中频（500Hz）满场混响时间取1.2～1.3s是最佳值，低频（125Hz）提升值应取1.2倍（相对于中频）。由于容积小，每座容积约在4m3以下。因此，在观众厅内，观众和座椅的吸声量追加容易出现回声的部位所做的局部吸声处理，已基本能控制混响时间达到设计要求，不必做更多的吸声处理。（三）噪声限值anr-30多态性一个热地方戏剧院与歌剧院、话剧院一样，要求低噪声，但考虑到当前地方戏演出均采用扩声系统，因此，噪声限值可适当降低标准，取35dBA(NR-30）是可以满足使用要求的。由于地方戏剧院均选用矩形平面，因此，要防止平行侧墙引起的颤动回声等音质缺陷。地方戏剧院的舞台虽很小，但仍然需要做一定的吸声处理，以防止混响过长和回声的干扰。（四）地方戏曲剧院的实践活动地方戏由于剧种多，剧院的数量也很大。这里仅介绍两座近年所建的京剧院和评剧院。1空间形式u3000建于长安街东段的新长安大戏院容纳791名观众，每座容积5.6m3。采用矩形平面，设有伸出式舞台，池座前区设茶座，中频（500Hz）满场混响时间为1.1s。至今已使用多年，普遍反映音质效果较好，特别在建筑设计方面评价很高。图24、图25分别为长安大戏院的平、剖面和观众厅内景。2“体验场”中国评剧大剧院建于北京宣武、崇文、丰台三区交界的西罗园地区，1999年建国50周年时启用。可容纳800名观众，是评剧的专用场子，它兼供评剧院排练和演出使用。每座容积5.8m3，钟形平面，楼座设跌落包厢。大厅满场中频（500Hz）混响时间1.1s，使用者反映大厅清晰度较高，具有足够的响度和亲切感，音质效果较好。图26、图27分别为剧院的平、剖面和内景。五、使用功能多功能剧院通常以某项功能为主，兼顾其它多项使用功能。因此在声学设计时，首要任务是要确定主要功能和演出方式（自然声或采用扩声），然后才能确定声学指标，按程序展开各项工作。（一）戏剧对不同层次的要明显不同