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剧场设计中舞台台口吸声研究
2006年9月1日 15:10  来源:清华大学建筑声学网  作者:燕翔 徐学军 薛小艳  

    在剧场设计中,舞台和观众厅是声耦合空间,台口吸声量的计算对控制观众厅的混响时间非常重要。然而,台口吸声问题容易被忽略,一般的设计是将舞台台口的吸声量看作一固定数值,而并不考虑舞台空间和观众厅空间耦合产生的影响。本文通过理论分析和1:10缩尺模型测量,对舞台和观众厅这两个混响空间的耦合问题进行研究,并进行了理论估算和定量测量,得到台口吸声决定于舞台体积、舞台空间吸声量、观众厅体积和观众厅空间吸声量这一结论。并提出了吸声系数(吸声量)出现负值的概念。

    剧场声学设计时,台口吸声对观众厅的混响指标影响很大。当今,剧场演出规模越来越庞大,形式越来越复杂,舞台上布景、多道幕布、车台、旋转台众多,台口很宽,舞台台仓体积巨大。例如某在建的大剧院,观众厅容1500人,体积1万立米,而舞台体积达5万多立米,台口宽达20米。一般教课书中认为,台口为吸声系数0.3~0.4的洞口,实际上这是90年代前多数剧场实验统计结果,其舞台体积比现在普遍要小得多,观众厅体积与现在相近。实际上,舞台内吸声情况影响着台口吸声,当台仓体积大且台口宽的情况下,这种影响不容忽视。

    如图1, 

图1

图1

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为舞台及观众厅耦合空间平面图。其中:观众厅体积为V1,除台口吸声以外的总吸声量为A1,混响时间为T1;舞台总体积为V2, 除台口吸声以外的总吸声量为A2,混响时间为T2。舞台与观众厅通过台口形成声耦合空间。一般情况下,由于舞台和观众厅的体积不同,总吸声量不同,因此,声能密度衰减方式和混响时间亦不同。在耦合空间中,声场扩散度和均匀度将受破坏。但考虑到舞台台口尺寸与房间体量相比较小的情况下,耦合空间的两部分可以近似认为是独立的混响场,台口为一吸声表面。根据能量守恒原理,如果从观众厅看台口的吸声量为?A,那么从舞台看台口的吸声量则为-?A。也就是说,从观众厅看台口的等效吸声量和从舞台看台口的等效吸声量是一样的,只是正负不同。这是很有趣的问题,对观众厅而言,如果舞台台口是吸声洞口的话,那么在同一耦合空间内,对于舞台来说,台口不再是吸声表面,而相当于一个提供声音的喇叭。

    基于以上分析,设舞台和观众厅的声场分别都近似符合塞宾条件,有如下关系:

(1)

(1)

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    下面是应用以上分析的实例。

    某剧场设计中,舞台体积是观众厅体积的5倍,设计要求观众厅与舞台具有同为1.5s的混响时间。常规剧场声学设计中,一般认为舞台台口吸声系数在0.3-0.4之间,这主要是因为舞台较小,且舞台内为短混响。该剧场设计声学上的一个显著特点是,要求舞台和观众厅具有近似的混响时间,既都是中频1.5s左右,这样使演员和观众具有相同的混响环境,有利于演员了解听众的听闻效果,更好地发挥表演水平。因此,上述(1)式变为:

(2)

(2)

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 [关键词]:耦合空间 台口吸声 缩尺模型  发表评论    【推荐】 【打印

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