国家大剧院的声学处理分析

国家大剧院的声学处理分析演示文稿目前一页\总数十六页\编于二十点

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。·建筑介绍目前二页\总数十六页\编于二十点目前三页\总数十六页\编于二十点钛金属轻型屋盖

如何防止雨点撞击金属屋面所产生的雨噪声干扰？目前四页\总数十六页\编于二十点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。目前五页\总数十六页\编于二十点·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。

目前六页\总数十六页\编于二十点戏剧场的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。

目前七页\总数十六页\编于二十点·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目前八页\总数十六页\编于二十点

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

目前九页\总数十六页\编于二十点·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。目前十页\总数十六页\编于二十点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。

目前十一页\总数十六页\编于二十点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。目前十二页\总数十六页\编于二十点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。目前十三页\总数十六页\编于二十点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。目前十四页\总数十六页\编于二十点录音室“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。目前十五页\总数十六页\编于二十点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。