曹禺剧场声学设计
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曹禺剧场声学设计

面向演艺空间场景的一体化工程案例,覆盖建筑声学等关键专业,从设计统筹、系统实施到现场调试形成完整交付闭环。

项目地点

中国北京

项目类型

演艺空间项目

核心专业

建筑声学一体化工程

目标指标

按项目功能、声学指标与系统安全要求定制

执行摘要:面向演艺空间场景的一体化工程案例,覆盖建筑声学等关键专业,从设计统筹、系统实施到现场调试形成完整交付闭环。

01. 项目介绍

项目介绍

北京国际戏剧中心位于王府井大街首都剧场东侧,是北京人民艺术剧院的扩建项目。项目于 2018 年 12 月 27 日开工,并于 2021 年 9 月 2 日进入试运营。

项目总建筑面积约 23,000 m²,由地下四层和地上三层组成。中心内包含一座 699 座中型话剧剧场曹禺剧场、一座 350 座小剧场人艺小剧场,以及三间排练厅。

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图像图像 01。项目介绍相关的现场、系统或空间状态。
02. 功能定位与声学设计目标

功能定位与声学设计目标

曹禺剧场是以话剧演出为主的专用剧场,同时兼顾小型综艺演出。剧场拥有良好的观演条件,主要面向自然声演出进行设计。

主要声学指标包括:中频满场混响时间 1.10±0.10s,背景噪声不超过 NR-25 噪声评价曲线;演出时观众厅内任何位置不得出现回声、多重回声、声聚焦或共振等可识别声缺陷。

03. 原始建筑方案与声线分析

原始建筑方案与声线分析

曹禺剧场是北京国际戏剧中心的核心场馆。原始观众厅长 22m、宽 24m,仅设置池座、无楼座,最大容量为 699 座。

最终建成版本保持 699 座容量,同时通过加大排距提升观众舒适度。由于原剖面中的顶棚形态仍属示意,详细剖面声线分析延后至室内设计阶段。平面分析显示,台口造型和扬声器开口位置不够理想,导致大部分座席缺少早期侧墙反射声。

曹禺剧场声学设计项目图像
图像图像 01。原始建筑方案与声线分析相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 02。原始建筑方案与声线分析相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 03。原始建筑方案与声线分析相关的现场、系统或空间状态。
04. 体型优化方案一与方案二

体型优化方案一与方案二

声学团队提出了四种体型改进方案。方案一与方案二通过调整台口侧墙形态即可实现,对土建改动较小;扬声器可采用明装或暗装两种配置方式。

方案一将台口侧墙处理为微凸形态,以保证声线覆盖池座前区与中区;同时取消暗装扬声器的侧墙开口,避免早期声能被吸收。

方案二则将暗装扬声器开口调整到不干扰声反射的位置,并使其与入射声线保持平行。

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图像图像 01。体型优化方案一与方案二相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 02。体型优化方案一与方案二相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 03。体型优化方案一与方案二相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 04。体型优化方案一与方案二相关的现场、系统或空间状态。
05. 方案三:抬高侧区座席

方案三:抬高侧区座席

方案三与方案四更为完整,也更符合声学需求。通过抬高池座侧区,观众厅宽度由 24m 缩减至 20m,从而降低初始时延间隙,提升亲密感。

方案三-1 采用水平抬高池座两侧的方式;方案三-2 则采用阶梯式花苞形包厢配置,同样将房间宽度收窄至 20m,并强化舞台周边的围合感。

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图像图像 01。方案三:抬高侧区座席相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 02。方案三:抬高侧区座席相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 03。方案三:抬高侧区座席相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 04。方案三:抬高侧区座席相关的现场、系统或空间状态。
06. 方案四:增设楼座与侧楼座

方案四:增设楼座与侧楼座

方案四在抬高侧区座席的基础上增加楼座层和侧楼座。池座与楼座侧区均以环抱舞台的方式组织,增强空间围合,并强化演员与观众之间的联系。

方案四-1 水平抬高侧区座席并增加楼座层;方案四-2 采用类似策略,但侧区使用阶梯式包厢。

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图像图像 01。方案四:增设楼座与侧楼座相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 02。方案四:增设楼座与侧楼座相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 03。方案四:增设楼座与侧楼座相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 04。方案四:增设楼座与侧楼座相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 05。方案四:增设楼座与侧楼座相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 06。方案四:增设楼座与侧楼座相关的现场、系统或空间状态。
07. 采纳方案与施工图

采纳方案与施工图

建筑团队从方案设计到项目完成始终优先考虑声学要求,最终采纳方案四-1。

在施工图后期,暗装扬声器和灯光开口需求被重新提出。为降低由此产生的吸声影响,声学团队微调台口侧墙形态,使开口面尽可能垂直于扬声器轴线,并尽量减小开口面积。

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图像图像 01。采纳方案与施工图相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 02。采纳方案与施工图相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 03。采纳方案与施工图相关的现场、系统或空间状态。
08. 室内声学意图与三维声线分析

室内声学意图与三维声线分析

室内装饰方案融入北京胡同元素,通过错落的灰砖与木饰面语言凸显地域文化特征。较深的背景色也有助于将观众注意力集中到演员身上。

室内装饰方案初步确定后,声学团队评估了每一块反射板和顶棚面的功能。随着装饰设计不断深化,团队共进行了十余次声线分析。

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图像图像 01。室内声学意图与三维声线分析相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 02。室内声学意图与三维声线分析相关的现场、系统或空间状态。
09. 声线路径优化

声线路径优化

初步分析显示,空间存在反射板 A 与顶棚 A 之间的声线盲区、顶棚 A 与池座之间潜在的颤动回声、顶棚 A 与顶棚 B 覆盖过度重叠,以及顶棚 B、C 存在无效区域等问题。

团队随后调整了反射板 A 和顶棚 C 的曲率与角度,以解决上述问题,并改善观众厅内的反射声覆盖。

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图像图像 01。声线路径优化相关的现场、系统或空间状态。
10. 计算机模拟与吸声布置

计算机模拟与吸声布置

项目最初的 RT 目标为满场 1.2±0.10s,不需要额外吸声,以保留自然声演出的足够响度。后期业主希望混响时间与首都剧场保持一致,因此目标调整为满场 1.1±0.10s。

在不改变空间容积的前提下,需要通过吸声处理实现该目标。为尽量减少对清晰度和响度的负面影响,吸声材料被布置在一次或多次反射后才到达的界面上,并通过 ODEON 网格分析和多点分析对方案进行评估。

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图像图像 01。计算机模拟与吸声布置相关的现场、系统或空间状态。
11. 混响时间 T30 对比

混响时间 T30 对比

仿真结果显示,将吸声布置在楼座后墙的方案一所需面积最小,约为 80 m²;方案二与方案三所需面积约为 86 m²。

从混响均匀性看,网格计算与多点计算均显示方案三最佳,均匀性约为 ±0.02s;方案二表现相对较弱。

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图像图像 01。混响时间 T30 对比相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 02。混响时间 T30 对比相关的现场、系统或空间状态。
12. 声强因子 G 对比

声强因子 G 对比

随着吸声位置变化,声强因子 G 的分布也发生改变。网格仿真显示,三种方案在池座区域的 G 值相近,而方案一在楼座区域的数值明显偏低。

多点计算得到类似结果。与方案一相比,方案二和方案三将最低 G 值提升超过 1dB,并将 G 值均匀性由 ±3dB 优化至 ±2dB。

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图像图像 01。声强因子 G 对比相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 02。声强因子 G 对比相关的现场、系统或空间状态。
13. 语言清晰度 D50 对比

语言清晰度 D50 对比

三种方案对语言清晰度 D50 的整体影响并不显著,但部分楼座和池座网格点仍表现出轻微差异。

多点计算结果与网格仿真相近。方案一、二、三的 D50 数值总体保持一致,其中方案二提供了最均匀的分布。

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图像图像 01。语言清晰度 D50 对比相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 02。语言清晰度 D50 对比相关的现场、系统或空间状态。
14. 实测声学结果

实测声学结果

由于方案一在楼座区域 G 值偏低,该方案被排除。在方案二与方案三之间,最终选择方案三作为吸声布置方案,以适配星空顶灯的安装条件。

LYN ACOUSTICS 于 2021 年 7 月 5 日在曹禺剧场进行了空场声学测试,测试时舞台幕布、布景和 HVAC 系统均处于运行状态。参数依据 GB/T 36075.1-2018 测量。T30 与 D50 与仿真结果高度吻合;G 值存在 1.4dB 差异,与 Beranek 关于校准差异的研究结论一致。整体而言,声学设计完全满足项目要求。

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图像图像 01。实测声学结果相关的现场、系统或空间状态。
15. 完工照片

完工照片

完工照片展示了最终观众厅与楼座状态;亲密的空间体型,以及灰砖与木饰面的室内语言,共同支撑了曹禺剧场以话剧为核心的声学定位。

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图像图像 01。完工照片相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 02。完工照片相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 03。完工照片相关的现场、系统或空间状态。
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图像图像 04。完工照片相关的现场、系统或空间状态。