怎样才能使声音(剧场声学设计)

Posted 2023-05-26

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怎样才能使声音(剧场声学设计)

1、声环境概述

现代剧院的功能是综表演戏剧、话剧、歌剧、歌舞、曲艺、音乐等于一体的。同时满足剧院的多功能用途，建筑声学设计要求尤为重要。剧院建筑声学设计涉及结构、体形设计、音质设计与隔声等。对于自然声演出的演艺建筑、建筑声学设计为主。剧场建筑的声学设计主要包括观众厅和舞台两部分。此外，多数剧场还设有排练厅、演播室和琴房等配套用房。从建筑方案设计开始阶段就应同时考虑声学设计。声学设计者应参与土建和装修设计全过程。在工程设计各阶段应与有关设计专业同步进行，密切配合。

2、剧场的分类

剧场建筑的类别很多，可按规模、质量、用途、舞台形式、演出方式，以及声学设计的要求分类：

按剧场的规模分类：

①特大型 1601座以上

②大型 1201~1600座

③中型 801~1200座

④小型 300~800座

附带规定话剧戏曲剧场不宜超过1200座。歌舞剧院不宜超过1800座。

按剧场的质量标准分类：

剧场建筑的质量标准分特、甲、乙、丙四个等级。特等剧场的技术要求根据具体情况确定；甲、乙、丙等剧场应符合下列规定：

①主体结构耐久年限：甲等100年以上，乙等50~100年，丙等25~50年；

②耐火等级：甲、乙等剧场不应低于二级，丙等剧场不应低于三级；

③室内环境标准应符合剧场建筑规范的有关章节的相应规定。

按剧场的用途和剧目分类：

①专业剧场：话剧院、歌剧院和地方戏剧院等三类；

②多功能剧场：以某种主要用途命名，如以音乐演出为主的多功能剧场，或以语言清晰度为主的剧场等。

按舞台形式分类：

①镜框式舞台剧场②伸出式舞台剧场③中心式舞台剧场。

按剧目演出方式分类：

①自然声演出②用扩声系统演出。

按声学设计的要求分类：

①按声学设计的要求可分为以语言清晰度为主，或以音乐丰满度为主进行声学设计两类。

②不同类别的剧场，对音质的要求和处理的方式不同。因此，在剧场声学设计时，必须首先明确剧场的类别，然后展开工作。

3、观众厅体型设计

3.1 观众厅每座容积宜符合下列规定：

歌剧、舞剧场4.5~7.5m2/座；

话剧及戏曲剧场4.0~6.0m2/座。

注：①容积计算以大幕线为界。舞台设有乐罩，容积计算时应包括该部分在内。

②伸出式和开敞式舞台不受此规定的限制。

3.2 观众厅的平面和剖面设计，在采用自然声演出时，应使早期反射声声场合理均匀分布。观众厅前中区（大致在10排以前）应有足够的早期反射声，它们相对于直达声的初始时间间隙宜小于或等于35ms，但不应大于50ms（相当于声程差17m）。

3.3 以自然声演出为主的观众厅设有楼座时，眺台的出挑深度D宜小于楼座下开口净高度H的1.2倍。楼座下吊顶设计宜有利于楼座下部听众席获得早期反射声。

以扩声演出为主的观众厅，眺台出挑深度D可放宽至楼座下开口净高度H的1.5倍，并应使主扬声器的中高频部分能直射至眺台下全部听众席。

3.4 眺台或侧面包厢上、下的开口离地高度宜大于2.8m。

3.5 观众厅的每排座位升高应使任一听众的双耳充分暴露在直达声范围之内，并不受任何障碍物的遮挡。以自然声为主的观众厅，每排座位升高应根据视线升高差“C”值确定，“C”值宜大于或等于12cm。当采用扩声系统辅助自然声，而扬声器的高度远比自然声源高得多时，每排座位升高可按视线最低要求设计。

3.6 剧场作音乐演出不采用扩声时，舞台上宜设置活动声反射板或声反射罩。

4、观众厅混响时间

4.1 观众厅满场合适混响时间的选择宜符合下列规定：

4.1.1在频率为500~1000Hz时，对不同容积的合适混响时间：

歌剧、舞剧剧场宜采用图4.1.1（a）所示范围；话剧、戏曲剧场宜采用图4.1.1（b）所示范围。

话剧院内的观众厅以对白的清晰度作为音质设计的主要指标。混响时间通常取较短的值。根据国内8个公认为音质较好的话剧院的声学调查和收集到的国外资料表明：无论话剧院容积大小，中频（5000Hz）混响时间以1.0s为最佳值，并允许有±0.1s的变动范围，高频保持平直；而低频可提升（相对于中频）1.1~1.2倍，这样可有助于语声的丰满度。

图4.1.1（a）歌剧、舞剧剧场对不同容积V的观众厅，在频率500~1000Hz时满场的合适混响时间T的范围

图4.1.1（b）话剧、戏曲剧场对不同容积V的观众厅，在频率500~1000Hz时满场的合适混响时间T的范围

4.1.2混响时间的频率特性，相对于500~1000Hz的比值宜符合表4.1.2的规定。

表4.1.2剧场观众厅各频率混响时间相对于500~1000Hz的比值

（1）观众厅满场混响时间应分别对125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz六个频率进行估算。估算值应取两位有效值。

（2）舞台空间应进行适当吸声处理。大幕下落及常用舞台设置条件下舞台空间的中频（500~1000Hz）混响时间不宜超过观众厅空场混响时间。

（3）乐池应做声学处理，乐池内宜做吸声及扩散处理。

4.1.3 剧场辅助用房混响时间要求宜符合表4.1.3的规定。

5、专业剧场的声学设计

5.1话剧院的声学设计

话剧院的声学设计其首要任务是确定演出方式，因为它直接关系到剧院的规模、体型和各项声学指标。

话剧院的演出方式，目前公认以自然声演出效果为最佳，电声仅作为效果声，其原因在于：演员在舞台上活动范围比较大，靠固定于台口的传声器不能满足要求；如果在舞台进深处悬吊传声器不仅给换景造成困难，同时使靠近传声器声级明显提高，反之则声级低，从而使演员在舞台上位置的移动引起过大的声音起伏，缺乏真实感和层次；当用无线话筒时，因频响特性较差，通常会改变演员的音色。因此，目前话剧演出均采用自然声演出。

5.1.2 话剧院观众厅的规模和容量

为确保话剧自然声演出时，观众席内有足够的响度和清晰度，观众厅的规模和容量不宜过大。“剧场建筑设计规范”规定话剧院最大容量应控制在1200座以内。有效容积的最大限值为72000m3，但在工程设计的实践中，一般都采用低于6000m3的数值。从声学设计的观点分析，规模小些，容易获得良好的听闻效果。国内话剧演出效果较好的观众厅都较小。

5.1.3 混响时间的控制

话剧院的观众厅容积较小，听众席本身的声吸收虽占相当大的比重，但为了控制大厅混响时间使之达到“最佳”值，仍需配置吸声材料或结构，特别是低频的吸声结构。目前国内不少话剧院，由于低频混响时间偏长而影响对白的清晰度，因此，重点是控制低频混响。在话剧院内，中高频的吸声处理通常与控制回声相结合，如在观众厅的后墙，局部的凹弧面，后座吊顶以及容易产生音质缺陷的部位，配置多孔性吸声材料或穿孔吸声结构；低频吸声结构以往均采用胶合板木护墙和墙体，由于消防上的限制，目前已很少使用，代之以亥氏共振器。这类构造可用金属板、水泥穿孔板，板后留有空腔，根据共振频率要求确定规格；或采用共振吸声砌体，即可有效地控制低频混响。此外，软座的吸声特性也以中高频为主，为了提高对低频的声吸收，可利用椅垫下的空腔作为共振腔，根据要求增加某一低频段的声吸收，一方面可以控制低频混响，另一方而物起到缩小、满场混响时间美别的作用。

5.1.4 音质缺陷的防止

剧场观众厅内的音质缺陷主要是声聚焦和回声。由于观众席总是以舞台为中心弧形排列的，因此，后墙一般为凹曲面。为了防止由后墙引起的声聚焦，通常采用多孔性材料作强吸声处理。也可采用扩散结构消除明显的声聚焦。

一对平行的侧墙，如不作声学处理，肯定会产生颤动回声。但如果声源不在观众厅内，而是在舞台上，即使有颤动回声，实际上不会影响使用。一般镜框式舞台的话剧院，声源总是在舞台上，因此，不必过多的考虑。对于伸出式舞台和中心式舞台的观众厅情况就完全不同了。因为声源（演员）伸入观众厅内，颤动回声这一缺陷就会明显地显露出来。对这种情况，平行侧墙必需作声学处理，其方法是破坏平行面或加设吸声材料。在侧墙上设置跌落包厢或扩散结构也能起到同样的作用，但也应尽可能少用多孔性吸声材料。至于回声的消除，应在平、剖面形式确定时就进行考虑。在容易产生回声的部位设置吸声材料，只有在音质调试时，发现回声后作为补救措施。

5.2 歌剧院的声学设计

歌剧院的声学设计要解决演唱和乐队演奏时声音的丰满度和唱词的清晰两方面的问题。歌剧的演出都以自然声演出为唯一方式。剧团对演员的训练，舞美专业对布景的设计也都以自然声演出为基点。因此，要求剧院观众厅按自然声演出进行声学设计。

歌剧演出不采用扩声，除了与话剧院相同的理由外，还有以下两方面的原因：

任何扩声系统，包括最优质的扩声设备都不能确保在很宽频带范围内不失真，即不改变音色；

歌剧演出的乐队及其配置是根据各声部音量平衡确定的，设置传声器后会破坏乐队声音的平衡。

尽管由于上述各种原因，在剧院内仍然需要设置一套优质的扩声系统。它有如下几方面的功能：

剧情中的效果声；

在演出前、后为观众厅、休息厅播放音乐和通知：为迟到听众在休息厅内播放演出实况；

舞台监督的需要；

剧院作为其它用途时，如用扩声的近代音乐演出、戏剧和会议的需要。

5.2.1 混响时间和音质缺陷的控制

在歌剧院的观众厅内，座席均为软椅，听众本身的声吸收已经很高，因而，在一般情况下，不应再设置吸声材料（或结构）；为了控制回声等声学缺陷，也应尽量避免用吸声处理，而应采用扩散结构，或将不利声反射导向加强后座声级的措施，见图5.2.1中c、d。

图5.2.1 不用吸声处理而控制回声的措施

古典马蹄形平面的周墙和扇形平面凹弧形后墙是通过多层柱廊和凸弧形包厢栏板消除声聚焦和防止回声的。近代的马蹄形和扇形平面的后墙如果没有柱廊和包厢，就须设置专门用于声扩散的结构。

为了减少观众席本身的声吸收，尽可能采用木板椅，在座垫和靠背处设厚的吸声织物垫，这种方式在国外较为普遍，也可以用人造革面的弹簧椅，在座垫下设共振吸声器，控制250Hz以下频段的声吸收。

5.2.2乐池和伴唱队的声学处理

在歌剧院的观众厅内，乐队的规模比较大，通常有30~50名乐师。靠近乐池的前、中排听众，乐队声级是足够的，问题在于如何能使乐队声传至后座和包厢。一般采用乐池上方的台口反射面实现这一要求。北京歌剧院把伴唱队配置在台口两侧，这样，既不在演员前设置另一道“声墙”，又能使伴唱声不受阻挡地传给听众席。当没有伴唱队时，用活动隔断作封闭结构，合理地解决了这一问题。

歌剧院的乐池，均应设液压传动的升降乐池，因为螺杆传动构造的噪声级通常都在55dBA以上。而歌剧院的升降乐池要在演出过程中使用，噪声过大会影响效果。

5.3地方戏剧院的声学设计

我国地方戏的种类甚多，有京剧、评剧、越剧、豫剧、黄梅戏、晋剧、川剧、粤剧、桂剧和秦腔等数十种。其中京剧虽属地方戏，但国内很普及，各地都有京剧团，因此，实际上是全国性的剧种；评剧在北方地区比较普遍；其它剧种的地方性就很强。

地方戏剧院在国内剧场建筑中所占比重较大。但容量一般较小，都具有自然声演出的良好条件。以往，一些老的“戏院子”都用自然声演出。近几年来，不少地方戏其中也包括京剧在内都采用扩声，影响了演出效果，估计还会延续一段时间，但今后的方向还应该是自然声演出。因此，声学设计还应按自然声考虑，因为，这样做并不妨碍目前采用电声演出的方式。

地方戏演出有演唱也有对白，在声学设计上既要对白清晰，又要满足演唱和音乐的丰满度。两者以何种要求为主，则要根据剧种和剧目的要求确定，然后进行设计。

5.3.1地方戏剧院观众厅的规模和容量

地方戏剧院除京剧外，由于受地区方言和听众爱好等因素的影响，一般都不大，约在1000名听众左右，如北京的长安、吉祥、广和剧院（京剧），大众剧场（评剧），太原晋剧院（晋剧）和上海的瑞金剧院（越剧、沪剧），桂林的桂剧院（桂剧），西安的易俗社（秦腔）等都在这个规模范围内。

京剧院容量最大的达1500座，但后座听众一般反映效果不佳，采用电声效果更糟。根据地方戏剧院的调查表明，一些老的戏院子音质都较好，分析其原因有如下几方面：

规模小（容积和容量小），听众接受的直达声较强，反射声的延时间隙小；

舞台容积较小，声吸收较大，因而受耦合空间的影响小；

乐队配置在舞台一侧，对演唱者不构成“声墙”。

5.3.2地方戏剧院观众厅的体型

由于地方戏剧院观众厅的容积和容量都比较小，因此，观众厅的平面形式宜采用较为简单的钟形平面，或在矩形平面内作适当的切割使之能加强前、中座的早期反射声和后座声级。

设置楼座和包厢，可以缩短后排听众离舞台的距离，对加强直达声是有利的。为了同一目的，可提升地面的起坡高度。

为了使不满座的情况下，仍能保持或接近设计的声学条件和便于管理，可在观众厅内设置活动隔断进行分隔。关于体形设计中的有关声学问题可参照话剧院观众厅进行考虑。

5.3.3地方戏剧院观众厅的混响时间及其频率特性

观众厅的混响时间原则上应根据剧种而定，即该剧种是以演唱为主，还是以对白为主，但实际上是难以确定的。在这种情况下，只能确定一个折衷的值，使之既照顾到对白的清晰，又能兼顾到演唱和配乐的丰满度。至于混响时间值的确定，可根据对剧场的声学调查而定。

京剧院的混响时间及其频率特性

京剧演出的最佳混响时间和频率特性，主要以北京京剧团的专用剧场一北京工人俱乐部观众厅为依据，因为该剧场被国内各京剧团公认为是演出京剧的最佳剧场，此外还参考了反映较好的长安大戏院、北京人民剧场和山东京剧院的测定数据。建议的混响时间频率特性如下：

频率（Hz） 125 250 500 1000 2000 4000

混响时间（s）1.45 1.30 1.20 1.20 1.20 1.20

其它地方戏的混响时间及其频率特性。

地方戏的类别很多，但绝大多数是以演唱为主，对白为辅的，如评剧、越剧、沪剧、晋剧、川剧、黄梅剧和桂剧等都以演唱为主。因此，在确定混响时间时，自然要考虑演唱和配乐的丰满度，但为了解剧情，唱词的清晰度也很重要。至于地方戏剧院混响时间的取值，没有成熟的经验，这里仅以几个公认为音质良好的地方戏剧院的混响时间为依据，提出建议值如下：

频率（Hz） 125 250 500 1000 2000 4000

混响时间（s）1.35 1.25 1.10 1.10 1.10 1.10

5.3.4混响时间和音质缺陷的控制

地方戏剧院的容积和容量都不大，因此，混响时间控制的关键在于提高低频和降低高频的声吸收。为了提高低频的声吸收，应在观众厅的墙面和吊顶适当地采用板材和穿孔板（开缝板），并使吸声的主要频段在320Hz以下；至于降低高频的声吸收，仅有的措施是压缩容积，减少空气对高频的声吸收，以及选用高频吸收较低的座椅，如人造革软椅、硬板椅。在厅内容易引起不利声反射的部位均采用扩散结构而不用多孔性吸声材料。

在规模较小的地方戏剧院内，只要体形选择得当，注意后墙和楼厢栏板的设计，音质缺陷一般不会发生。一旦发生，可以在厅内容易产生缺陷的部位用织物、帐帘进行探索，然后用扩散结构加以消除。也可以通过现场声学测定，找出解决问题的方法。

5.3.5舞台声学的考虑

地方戏剧院的特点是没有乐池，配乐的乐队设在舞台一侧（观众席方向）。地方戏是以演唱为主，配乐处于从属地位，因此，配置在舞台一侧，并不会影响效果。但由于舞台较大，因此，应考虑在乐队周围设屏障，与舞台有所隔离，以减少舞台的声吸收，并通过舞台布景，能有效地将乐队声反射至观众厅。一般都采用在舞台一侧，再围一个演奏台，即“台中台”，并使台的出口紧靠舞台口。目前经常用扩声的方法将配乐声传至观众厅是不恰当的，因为这样处理，常常使配乐声高于演唱声，影响唱词的清晰度。

据调查，地方戏院舞台容积均小于观众厅的容积，混响时间的差别也不大，因此，舞台上不必作吸声处理。但舞台布景设计时，应照顾到演唱声能尽可能地输入至观众厅。这是舞美工作者需考虑的问题。

6、剧场扩声设计的考虑

无论专业剧场或多功能剧场，均需设置扩声系统。以供戏剧演出时的效果声、多功能使用和背景音乐。扩声系统的设计不属于建筑师的业务范围，但建筑师需在初步设计时，就应考虑配置扩声系统所必需的要求。并按设计顺序，对该专业提出各阶段应提供的资料和图纸，以及对声控机房的要求。各阶段对扩声专业协同工作的要求如下：

在初步设计阶段：要求根据用途、规模和投资限额，提出扩声系统的方式，扬声器和传声器的配置部位，声控室的位置，确定有扩声要求的用房，以及对房间建声的要求和系统的造价概算。

在技术设计和施工图阶段：要求提供系统的管线图，机柜、调音台和扬声器组的尺寸和配置的位置，并在图纸内标明，此外，扬声器组在安装方面的要求，应在节点构造图内说明。

在施工进程中和即将完工时，要求扩声专业检查管线的埋设和穿线，并在竣工前进行声学调试，提出测试报告，验收归档。

案例：“梦回巴国”剧场

“梦回巴国”剧场位于四川省达州市宣汉县巴山大峡谷景区，是一场立足于古老巴国文明，以横贯古今、悲壮凄美的爱情传奇为主线，展现当地从古至今磅礴壮美的自然景象、底蕴深厚的历史文化、丰富多彩的人文风情和传承不息的巴人精神的大型剧目情景剧场。该剧由著名导演哈文及其团队设计打造，集歌、舞、特技、影像等多种模式于一体。这是四川第一台大型巴文化情景史诗剧，亦是一首巴山蜀水间吟唱巴文化的浩然史诗。

剧场由 736 座的观众区和一个容积巨大的舞台区组成，观众区面积约927㎡，体积约 15239m³；舞台区面积约 1719 ㎡，体积约 39379m³，该剧场总面积约2646㎡，总体积约 54618m³。

（图2 “梦回巴国”剧场效果图）

该剧场是以扩声为主的剧场，同时也是该项目所有空间里声学要求最高的场所。装修设计需结合声学要求，力争达到视觉、听觉的双重美感。

（1）有合理的混响时间设计，满足现场演出功能的使用；

（2）保证观众厅各处有相对合适的声音强度、有足够的响度、良好的语言清晰度；

（3）声场分布均匀，在演出时观众厅内任何位置上不得出现回声、颤动回声、声聚焦等对听音形成干扰的音质缺陷；

（4）选用合适的、环保的、防火性能佳的吸声和反射产品，保证不同频段内的声学效果，获得良好过渡的混响频率特性；

（5）采取电声系统（扩音系统）以及相应的室内声学措施，保证现场演出的实时性；

（6）控制观众厅背景噪声达到允许标准，营造一个低噪音，高清晰度的剧场。

“梦回巴国”剧院是以演出大型巴文化情景剧为主的歌舞剧场，主要声学控制指标为混响时间（RT）、背景噪声。参考声学指标有：早期混响时间EDT、明晰度C80、强度指数G等。

音质参数指标

【剧场音质设计措施】

“梦回巴国” 剧场的主要使用功能为情景歌舞剧演出为主，要求较高的语言清晰度和足够的响度，声场均匀、具有丰满感和亲切感，无回声等声缺陷因此我们采取吸声+扩散处理措施，降低室内混响时间，保证室内音质效果。

1、观众厅墙面

观众厅的体形为矩形，体积较大，而且人均容积为 20.7m³，远远大于国标的 4.5m³~7.5m³，导致观众厅座椅的吸声量对整个观众厅需要的吸声量的占比较小，且平行墙面间容易产生颤动回声等声缺陷。观众厅的墙面设计分为上下两个部分：

上部分采取吸声+扩散处理措施，设计为弧形扩散造型墙面，弧形墙面采用AGG聚砂无缝吸声系统，满足弧形装饰造型，声学要求：NRC＞0.60，防火等级A级，有效降低室内混响时间，保证室内语言清晰度。

为了突破建筑空间深度的局限性，下部分创造性地设计了可升降的观众座椅，下部分墙裙使用铝穿空板硬包，穿孔板孔径为3mm,穿孔率20%。

（图3 “梦回巴国”剧场墙面内景）

2、观众厅天花

该剧场是以扩声为主的剧场，为了控制观众厅过长的混响时间。天花根据造型采用了25mm强化玻纤吸声板,声学要求：NRC＞0.60，防火等级A级，明架龙骨安装，顶部以上均为空腔，内填隔声玻璃棉，最大限度的提升的材料的吸声性能。

3、观众厅地面

观众厅的地面采用木地板，为防止木地板低频吸声，木地板下必须密实，同时满足一定的弹性及强度要求，为使地面获得一定的弹性，龙骨下按要求垫20厚橡胶块。

4、观众厅座椅

座椅的吸声量对整个剧场总吸声量的影响较大，因此对剧场内部的混响时间指标起到比较重要的作用，为此要求座椅在空座和满座时，其吸声量变化尽可能小，以减小不同上座率情况下，剧场内混响时间变化量，因此座椅的吸声系数建议控制在 0.3~0.4 之间。

5、舞台

剧场舞台的形状为方形，类似于一个立方体，且舞台容积很大，达到了30000m³以上，混响时间在 6s 以上，导致表演者的演出声音效果很差，经过音响设备到达观众的声音效果就更差了。同时为了避免舞台与观众厅的耦合效应，舞台应具有和观众厅基本相同的声学条件。舞台的顶部区域布置与观众厅相同的强化玻纤吸声板，声学要求：NRC＞0.60，明架龙骨安装。墙面布置玻纤吸声软包，声学要求：NRC＞0.60，同时要求 B1 级防火、E1 级以上环保，后空腔100mm安装. 采取强吸声处理，一方面可以改善房间颤动回声等声缺陷，另一方面可以大幅降低混响时间，提高语言清晰度，为表演者提供一个良好的舞台声环境。

【剧场噪声控制措施】

为防止噪声进入剧场观众厅及舞台，通向观众厅的出入口设置声闸，其墙面及吊顶均采用吸声结构，观众厅入口门采用隔声门，计权隔声量不小于35dB。舞台道具口入口采用隔声移门，完成后的门整体计权隔声量大于45dB，以确保隔声效果。

剧场观众厅墙体计权隔声量不小于65dB，舞台墙体计权隔声量不小于55dB；观众厅屋顶计权隔声量不小于65dB，舞台屋顶计权隔声量不小于65dB。根据以往的经验，舞台内部设备噪声可以造成噪声干扰，因此舞台台仓墙面需做吸声处理。同样，乐池台仓墙面也需做吸声处理。

由于池座下设有静压箱，静压箱内墙面及顶部需做吸声处理。静压箱、空调机房等房间楼板及墙体计权隔声量应不小于50dB，并且空调机房等房间的设备基础均应做隔振设计，机房内墙面及顶部采用吸声做法。

根据以往剧场建设的情况，空调系统噪声超标比较严重，达10dB以上，引起噪声超标原因主要是送回风系统消声量不够及风速过大。对于空调系统，除了做好设备隔振外，还应控制一定的出口风速，建议控制出口风速在2-3m/s，以防止风口再生噪声超标，并保证消声器的数量和质量，严格控制管道消声，最终保证空调噪声达标。

（图4 “梦回巴国”剧场内景）

【计算机模拟分析】

厅堂音质模型计算机模拟是现代建筑声学设计的重要手段，为了保证剧场的声学效果，本设计方案进行了全面地计算机音质模拟分析。本分析采用大型声场模拟软件系统CATT，其主要功能是对封闭空间或者敞开空间以及半闭空间的各种声学行为加以模拟，它能够较准确地模拟声传播的物理过程。该系统可以广泛应用于剧场、会议室、演播室音质设计和预测。

针对厅堂声场音质，建立与施工图纸精确度相同的三维立体模型，在软件中输入厅堂装修材料声学参数，指定声源位置，通过计算机阵列服务器运算，十分准确的仿真出建声声场分布和音质参数，及时发现声场缺陷。通过模拟分析，调整设计方案，保证观众席声学效果。CATT 可以准确地预测混响时间、声场分布、脉冲声响应等，还可以计算厅堂音质主观评价参数。根据剧场建筑声学要求的参数指标，对设计方案进行声学效果评价，指导设计改进方案。

①声压级

声压级是评定声场不均匀度的指标，最大与最小声压级的差在8dB范围内，观众区每个座位的观众听到的声音大小在合理范围内。

（图5 500Hz声压级模拟图）

②混响时间

混响时间是测量厅堂音质最重要的一个指标，混响时间的长短决定了一个厅堂混响感与活跃度，模拟结果基本在设计范围之内，低频略微长些，这样更能使声音比较浑厚圆润。混响时间特性基本平直，全场分布均匀。

（图6 500Hz混响时间模拟图）

③音乐明晰度（C-80）

音乐明晰度在与欣赏音乐时感觉清晰与混响之间的平衡有关，对于歌剧、音乐剧类的演出，C 80 应适当提高，范围在0~3 dB。

（图7 500Hz音乐明晰度模拟图）

④快速语言传输指数（RASTI）

用于表示空间内部语言使用时的清晰程度大小，大于0.4时表示能够满足语言类使用，大于0.5时表示语言清晰度优良。模拟结果显示RASTI满足要求。

（图8 快速语言传输指数模拟图）

2020年9月29日，大剧院内迎来了首场演出——大型沉浸式巴文化情景史诗《梦回巴国》，该剧由著名导演哈文任总导演，吉克隽逸演唱主题曲，国家级专业艺术表演团队。根据现场观演的观众反应，大家认为剧院的语言清晰度较高，能够听清楚每一句对白，且声音非常通透。该剧场建声设计达到了预期的音质要求，能够满足大型歌剧演出的需要，获得了甲方的高度评价。