文章來源：維也納聲學 時間：2024-09-24
杭州大劇院坐落于被譽為“杭州外灘”的錢江新城南端，是杭州市標志性文化建筑，是第七屆中國藝術節的主場館之一。
杭州大劇院工程總投資8.78億元人民幣。總用地面積146畝，其中建筑用地面積64000m2。建筑總高度為46.4m，地下最深達-20.3m。總建筑面積約55000m2，其中地下部分約1.2萬m2，地上部分約4.3m2。設有1600座歌劇院、600座音樂廳、400座多功能廳和演出配套的一些輔助用房以及結合市政廣場設計的露天劇場。
杭州大劇院建設方案設計通過國際招標，最終采用加拿大著名建筑師卡洛斯?奧特的方案，中國設計單位為杭州市建筑設計研究院；國內外聲學設計及顧問分別為MüLLER-BBM和上海章奎生聲學設計研究所。杭州大劇院的主體建筑背向東，面朝西，銀白色的圓形屋面象征著明珠，前面大斜面雙曲玻璃像一彎月亮，彎月的兩側就像好客的杭州人伸出一雙熱情洋溢的手臂，擁抱著廣場，擁抱著四海嘉賓。建筑物前面的廣場水域象征著西湖水面，一彎新月落在靜靜的水面。卡洛斯?奧特在大劇院的建筑方案設計說明中是這樣寫的：“杭州大劇院猶如明珠出水，如鏡的水面由建筑群相擁、環抱。入夜，一彎新月在靜靜的水面，來自水中的熠熠波光更使其珠光寶氣”。因此杭州大劇院不僅是一個標志性的文化設施，同時也是杭州這座美麗而又富有詩意的城市中的一尊雕塑。
2 歌劇院概況
歌劇院是杭州大劇院中的主體和核心演出場所。觀眾廳的平面大致呈矩形，長約30m（從舞臺口算起，其中二、三層樓座分別向后延伸1.7m、3.6m），寬約25m，平均高度約16m。由一層池座、二層樓座和兩側上下各兩排（每排6個）共24個逐級跌落式包廂組成。觀眾廳容座約為1600座，其中池座25排約1000座，二、三層樓座各7排396座，側包廂192座，二層樓座中間為貴賓區。在歌劇院的裝修設計中，采用黑色天鵝絨、鋸齒形石膏板金漆墻面和紅色織物面料座椅，以紅、黑、金、白四色的組合設計將現代藝術和中國傳統藝術完美結合起來，烘托出熱烈豪華的氣氛。
歌劇院的舞臺采用“品”字形設計，包括主舞臺、左、右側臺和后舞臺，舞臺總面積約190m2，具備全方位升降、移動及旋轉功能，可以根據劇（節）目的不同需要，及時、任意地更換和變換場景、布景。舞臺機械由韓國佳思舞臺設備有限公司總包，德國SBS舞臺技術公司分包。
舞臺開口可以變化，范圍為18m×12m～14m×9m（寬×高）。
樂池面積約為190m2，地面可以抬升為分離的兩部分，從而擴大臺口面積，樂池可容納125人同時演奏。
劇院的擴聲系統采用50多只Meyer Sound音箱，并應用RMS遠端監控系統。
3 觀眾廳的音質設計
歌劇院主要用于大型歌劇、音樂劇及交響樂演出，兼顧召開國際會議。建聲設計主要考慮歌劇院和交響樂演出使用，觀眾廳演出要求以自然為主，電聲為輔，擴聲系統主要用于會議功能。
3.1 設定音質評價參數 建聲設計預定的各項音質指標，其中余響時間是最重要的音質評價參量，對于歌劇演出，在中頻500Hz~1000Hz的設計滿場余響時間為1.4±0.1秒；對于音樂（如交響樂）演出，將在舞臺上增設音樂反射罩，余響時間會提高0.2秒左右，即升至1.6秒左右。余響頻率特性要求低頻的余響時間應有20%左右的提升，而在高頻由于空氣吸聲允許略微降低。
3.2 觀眾廳的體型設計特點（馬蹄形觀眾廳） 觀眾廳體型的好壞直接關係到一個劇院音質效果的優劣，因此觀眾廳體型設計是保證劇院音質優良的極為重要的先決條件。一是歌劇院平面體型為古典的“矩形”形狀，世界上許多著名的音質優良的劇院均采用此形狀；根據剖面的聲線分析，并結合面光橋的位置將吊頂設計成四段圓弧形的波浪形狀，使聲能夠有效地的反射到池座及樓座觀眾區。二是在滿足照明工藝的前提下，將耳光和面光的開口尺寸盡量小，避免對聲能的吸收，從而增加臺口側墻和吊頂的有效聲反射。三是兩側墻各設置12個高差變化的包廂，既豐富墻面的變化，同時又可以作為聲擴散體，起到有效的聲擴散作用。四是池座最前排和最后排高差達5.5m之多，不僅對視線有利，同時對聲學也相當有利，避免觀眾席對聲能的掠射吸收，從而提高觀眾區后排的聲音強度。五是兩側墻的墻面均做成鋸齒形狀，避免兩平行側墻的之間可能產生的顫動回聲。
3.3 觀眾廳的余響控制 為保證觀眾廳內1.4秒的余響時間，通過音質計算，在觀眾廳的后墻做吸聲處理，材料為黑色天鵝絨軟包。
同時為保證低頻余響時間是足夠的提升，觀眾廳內的兩側墻和吊頂材料的面密度都要求≥30kg/m3。兩側墻的裝修做法為：表面材料為增強纖維石膏板（表面金漆），后襯二層12mm厚紙面石膏板；吊頂為GRG板，后加石膏涂層，保證面密度為30kg/m3。
3.4 雜訊控制措施 圍護結構的隔聲措施：歌劇院的隔聲墻體采用雙層墻體，具體做法為：430mm厚鋼筋混凝土墻體＋120mm厚空腔＋700mm厚鋼筋混凝土墻體。由于樓上為餐廳，所以樓板采用浮筑樓板，具體做法為：60厚現澆鋼筋混凝土板＋30mm厚彈性墊層＋180mm厚現澆鋼筋混凝土結構樓板。
設備機房的隔聲措施：空調設備機組做隔振機座，具體做法為：150mm厚鋼筋混凝土品質塊＋阻尼鋼彈簧減振器＋結構樓板。
為避免演出時手機鈴聲干擾觀眾，觀眾廳內采用手機信號遮罩技術。
3.5 觀眾廳的電腦類比分析： 隨著電腦性能的提高和聲場模擬方法的不斷完善，電腦類比軟體對廳堂中聲波的傳播、反射和吸收等特性的模擬也越來越逼真，模擬的結果也越來越可靠。本次電腦聲場類比分析所采用的軟體為丹麥技術大學編制的ODEON軟體（它是世界上公認模擬結果最可靠的建聲模擬軟體之一）。觀眾廳的三維模型和廳堂音質的類比結果如下：
3.5.1 觀眾廳的三維模型 根據歌劇院的平剖面圖建立觀眾廳的三維聲學模型，其由1005個平面圍成。
3.5.2 觀眾席主要聲學參量 分別為T30、C80、D50及LF四個聲學參量的模擬分析。
3.5.3 部分測點的反射聲序列 四個測點測得的反射聲序列。
3.5.4 分析結論（1）總體說來，觀眾廳絕大部分座區的各項聲學參量的指標都比較好，可以保證歌劇演出時能夠取得優良的音質效果。這與德國MüLLER-BBM公司的聲場模擬報告的結論相符。
（2）觀眾廳大天花吊頂的前部形狀（尤其是靠邊區域）和兩層側包廂的底部形狀應有所改進，這樣可以改善二層樓座的前部、后部的側包廂和觀眾區靠邊區域的音質效果。也與德國MüLLER-BBM公司的聲場模擬報告的相符。
（3）建議觀眾廳后部的所有觀察窗的玻璃向前傾斜一定的角度，以避免可能產生的回聲。
（4）建議觀眾廳的側墻和后墻增做一定的擴散處理，使觀眾廳內的反射聲分布更為均勻。
4 主客觀音質評價
歌劇院竣工前后，曾多次前往進行現場音質調試和測量工作，通過對實測結果的分析，可以得到以下主要結論：（1）歌劇院的實測中頻500Hz～1000Hz余響時間分別為1.8秒（空場有樂罩）、1.6秒（滿場有樂罩）及1.60秒（空場無樂罩），估計滿場無樂罩條件下中頻余響時間約為1.4秒左右，表明歌劇院的余響時間達到設計要求的滿場中頻（無樂罩）1.4±0.1秒音質指標，余響分布也很均勻，符合歌劇院的音質設計要求。
（2）現場測量也表明本歌劇院觀眾廳空、滿場中頻余響時間的差別為0.22秒，裝有音樂反射罩時觀眾廳內中頻余響時間可比無樂罩時提高0.24秒，符合音樂會演出余響要求。
（3）歌劇院觀眾廳有良好的余響時間頻率特性，達到低頻略有提升，有利于音樂演出時的豐滿和厚實感，而高頻（4000Hz）余響時間下降不多，有利于聽音清晰度及音樂的亮度。
（4）觀眾廳內的聲場分布也十分均勻，設計要求為≤±4dB，而全廳實測55個點不同頻率的聲場不均勻度為±2.2～±3.8dB，優于設計要求。
（5）觀眾廳相對比較安靜，空調運行時廳內本底雜訊實測為32dBA（主要是受可控機組排風雜訊的影響），基本接近設計要求的≤32dBA的指標，總體聽音效果較為滿意。
（6）升降樂池等舞臺機械運行雜訊偏大，有待改進。
5 結束語 杭州大劇院建成以來歌劇院已經正式使用不同功能的演出，各方面反映都對音質效果比較滿意，認為廳內聲音響度足夠、聽音清晰、余響合適、低音較豐滿，對總體音質給予較高的評價。