3.3声学设计

欣赏音乐和观资戏剧是一种视觉和听觉信息的传达。进行有关建筑领域的设计，力求提高听觉信息的质量是声学设计的日的。本书中的声学设计可以分成创造优良音响效果的室内音质设计和为确保安静环境的噪声控制两大部分。

3·3·1室内音质设计

(1) 创造优美的声音“室内音质设计”

室内声学设计的目的是：根据使用要求，为达到良好的音质效果，确定音乐厅等建筑空间的性能。近几年，室内音质设计不断吸取新的声学研究成果，从过去经验性的定性的方法，逐渐发展到了合理的定量的方法。考虑音乐厅各方面的情况，客观地设定合适的设计条件。此时，设计者要设定主观听音(心理量)目标，确定与此对应的物理指标，通过建筑设计，使确定的物理指标在实际的建筑空间内得以实现。如果以味觉为例，可以说其过程是，寻求和“甜”、“咸”（心理量）对应的“糖分”、“盐分”（物理量），然后在调味过程中实现。

在室内声学中，对声音的主观评价指标可细分为混响感、空间感、亲切感等，这些主观评价分别有对应的声学物理量。设计者基于各自的任务，从这些指标中确定若干物理指标的设计值，再在建筑设计中实现。但是，表中所示的心理量，和音乐家或者音乐爱好者使用的形容声音的词（表现用语）不一定相同。但通过对这些表现用语的归纳，其中的大部分可以被分成相对应的心理量，并能够确定和所要求的声学特性相对应的物理量。

(2) 室内音质设计的基本方法

混响时间是很具代表性的声学物理量。混响时间是表示混响（余音的长度）长短的量，

其定义是，声源停止发声，室内声场从稳态衰减60dB所花的时间。混响时间与房间的大小、形状以及装修条件等有关。混响时间可以在初步设计阶段计算，而且由于对应室内声音的基

本特征，是应用很广泛的物理量。针对不同用途的好的混响时间推荐值。从听众角度来看，过长的混响时间是造成①清晰度差；②声音不和谐；③过响等的原因。

另一方面，如果混响时间太短，会造成声音的感染力和丰满度不足，相对房间的宽敞会感到不自然的声音，尤其在音乐演奏的场合。

除了混响时间，几乎所有的室内声学特性均由直达声后100ms内到达的反射声决定，这些被称作早期反射声。由此可知，音质设计的任务就是房间体形及有利于早期反射声分布的反射面设计，使所有的观众席均能获得丰富的早期反射声。

此外，对于音乐演奏者而言，听到自己声音的同时也能够清晰地听到其他演奏者的声音是非常关键的，它有助于形成整体感，从而达到艺术上和技术上两方面都优良的演奏。这是舞台上要解决的声学问题，显然，和观众厅一样，是十分重要的设计内容。

以获得语言清晰度为主的大厅，通常观众席达数百以上时，就要采用扩声系统来进行扩声。而影响清晰度的因素与是否使用扩声系统无关，这些因素有混响时间、反射声从声源到听众的条件和室内的噪声值。由于传统的戏剧和歌剧基本不使用扩声系统，给以上各因素确定一个恰当的值尤为重要。近年来，由于各种音响效果器发展很快，一般越是沉寂的空间越容易调试扩声系统，电影院等使用扬声器进行扩声的地方要控制房间的影响，以电声为主使用的大厅将增多。

在室内音质设计中，设计理想音质的同时，防止声缺陷也很必要。其中，有在大空间容易出现的长延时回声现象，还有被称为颤动回声的多重回声现象。对此，要进行慎重的研究。

3·3·2噪声控制

(1) 不希望听到的声音“噪声”

噪声是听众不希望听到的声音的总称，是否产生不良影响经常依赖于个人的主观判断。在此，把不受噪声影响的范围限定在能够确保安静的环境，舒服地听到音乐和声音之内。而欣赏音乐、戏剧时要求的安静程度比起日常生活空间更为严格，因此，剧场和音乐厅的噪声控制设计要倍加注意。

对噪声的感觉因人而异，与稳态、没有特别音调的噪声（如空调噪声）相比，即使声压级相同，声源特征明显的躁声（如施工噪声、航空噪声、相邻房间的音乐等）让人产生更多预恼。因此，对应不可种类的噪声源，噪声控制的方式和要求是不同的。噪声的大小多用NC值（中国采用NR值）或dB(A)值来表示，“室内容许噪声建议值”。另外，在设计方案书中说明设计标准。

(2) 噪声控制的基本原则

实际的噪声控制设计中要叙述针对噪声源、传声路径、保护对象等各方面的对策。首先要把噪声源分成室外和室内两种，室外噪声有交通噪声、附近工厂噪声、室外设备噪声、地下管道等的基础设施噪声、施工噪声等。由于飞机和地铁的噪声强度特别大，有时会使用昂贵的并且影响到建筑结构设计的措施。室内的噪声源种类众多，有设备用房、机械式停车场、车道、建筑物内产生大量噪声的房间（音乐排练室等）、设备机器、空调、厕所等的冲水声、上层楼面走路声音、照明设备等。但由于其强度相对较小，只要慎重应对通常能够解决。在一些特殊情况下，建筑物内强电设备等产生的电磁波，造成对扩声系统的干扰，对此，需要从各方面进行研究解决。

从传声途径考虑，通过合理布置建筑平面及隔声设计，使房间不受噪声干扰。从设备方面，要使管道和机器设备的设置实现优化。

对于要求安静的房间，要提高楼板、墙等的质量，以利改善隔声。对噪声声源室采取吸声措施等。如果只是简单增加楼板、墙体的厚度，会使建筑物整体的荷载增加，因此，要在设计开始阶段进行考虑。

室内音质设计和噪声控制需要各种专业知识，具体的方法和措施不在本书讨论的范围之内。必要时可以参考相关书籍。在实际的项目中，为了使建筑设计和音质设计融为一体，要在建筑设计之初就和音质设计的专家合作。近年来，建筑成本控制以及地基周围的环境条件日益严峻，为此要获得良好的音质需要更加慎重的考虑。

3.4防灾设计

音乐厅、剧场不是观众天天来并且熟悉的建筑。它的特点是，不同性格的随机到来的大量观众集中在高密度的光线暗淡的同一空间内。于是，在安全条例中，各自治体都把保护观众的安全作为首要的一条。法规要考虑到安全的起码的项目即防灾。自治体的标准各不相同，但是超过一定规模的建筑设计，都有义务提交防灾设计书，并且需要专业人员进行审查。

(1)基本思想

音乐厅、剧场的特点是，大量随机而来的观众在光线暗淡的观众厅内。防灾设计是要让这些为数众多的随机而来的观众在非常时刻能快速安全地疏散到建筑物外面避难。分析人类在非常时刻的行动模式，会发现人们会使用自己曾经通过的路径。这表明了设计时要把日常流线作为疏散路线，使人们能快速逃离到安全的室外。

特别要避免观众的疏散路线通过后台区，剧场后台功能复杂，会造成迷路，如果一般人在非常时刻进入，反而会引起混乱。另外，有多个剧场的综合馆，在火灾等非常时刻，全馆同时拉响警报，全馆同时开始避难，容易使几千人的观众陷入恐慌状态，会造成大的混乱。在进行防灾设计时，要配置好剧场之间的防灾安全区，要让处在火灾影响小的区域中的观众能看到危险区域的观众的引导疏通状态，设好疏散的时间差，进行整体性的设计。

(2)疏散计算实例

在此，以新国立剧场的疏散计算实践为例，以供参考。

具体顺序为：疏散设计，疏散路线的设定→疏散时间的计算一→烟雾下降时间的计算→做成比较表。

3.5更新改造

剧场和其他建筑物一样，年久之后，建筑物本身以及设备都要进行更新（改造）。本节将不对设备机器的一般性改造进行说明，而是就改善舞台设备性能的改造以及声学条件的改善等，即音乐厅、剧场所更新进行举例说明。

3·5·1更新改造实例

改造过的主要音乐厅、剧场。有悠久历史的剧场以及竣工已有数十年以上的音乐厅、剧场进行了舞台设备的更新；还有地铁噪声处理，空调噪声控制等，主要为提高标准所做；在音质方面已经享有盛誉的剧场一般在更新时不改变音质状况。

另一方面，对音乐厅、剧场来说，音质条件是重要的一环，以建筑声学为主的剧场还会增加容积、改善墙面反射等。以扩声为主的剧场则可以采取更换扩声设备，增加新的混响可变装置等措施。

       未完待续！

       2022.03.14