国家大剧院电声系统深化设计
某文化娱乐城大剧院舞台音响系统的设计
某文化娱乐城大剧院舞台音响系统的设计李长川【摘要】结合某文化娱乐城大剧院舞台音响系统,简要介绍该项目概况、功能需求,重点阐述了大剧院舞台音响系统的设计思想、实现方式和声场干涉等设计难点的解决方案,还对扩声系统设计依据;扬声器布局及声场EASE仿真;根据大剧院的功能定位配置的内部通信/催场广播/视频监视系统及其他子系统等方面的内容进行了论述.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2017(041)004【总页数】9页(P9-17)【关键词】大剧院;舞台音响系统;声场干涉;扬声器;内部通信【作者】李长川【作者单位】中国电子科技集团公司第三研究所,北京100015【正文语种】中文【中图分类】TN64某文化娱乐城定位为世界级艺术文化中心，建成后可举办大型主题秀表演、歌剧、音乐剧演出等各类型文化演艺活动。
其中大剧院建筑面积约37 117 m2，可容纳1 700名观众。
定位为国际顶级、专业的文化演艺场地，可举办大型室内主题秀表演、歌剧、音乐会。
大剧院是某文化娱乐城担任大型文艺演出和重要活动的重要场所，其主要功能需求如下：1)满足各类话剧、戏剧及歌剧演出的需求；2)满足歌舞、曲艺的演出需求；3)满足大型文艺演出、歌舞演出需求；4)满足各个电视台对演出节目的播出需求；5)满足其他各类型艺术活动和群众活动的使用需要。
某文化娱乐城项目舞台音响系统要求具备先进性、可靠性、通用和适用性，代表国内外最先进的水平和理念。
系统选用的扬声器、功率放大器、调音台等，完全按照目前国内外先进的技术水平要求，设备参数及品质完全满足国内外先进水平；系统内各个设备之间的模拟或数字信号切换、系统设备功能的实现、设备操作维护等均满足实际使用需求，完全保证各子系统安全可靠运行，具备先进性、可靠性、通用和适用性、可扩展性、兼容性等特点。
2.1 安全优先某文化娱乐城定位为世界级艺术文化中心，节目的安全演出和系统安全性作为整个系统的首要部分。
因此在舞台音响系统设计时把安全可靠性放在首位，并结合以往类似工程经验，对本舞台音响系统的设计提供如下设计原则：调音台是整个音响系统的“心脏”，也是调音师的艺术创作平台，其性能、音质、稳定性、操作性等尤为关键会直接影响到整个系统的稳定性。
国家大剧院音乐厅扩声系统技术说明
国家大剧院音乐厅扩声系统技术说明文章编号,1002-8684,2009,09-0013-03论文?? 国家大剧院音乐厅扩声系统技术说明王维国家大剧院舞台技术部北京 ,, 100031,摘要国家大剧院投入使用已有将近两年时间其不仅有着独特的建筑声学特色扩声系统设计也别具匠心【】 ,,。
从使用者的角度对国家大剧院音乐厅的扩声系统进行详细介绍探讨技术的先进性与不足,。
关键词国家大剧院音乐厅扩声系统模拟数字【】 , , , ,中图分类号文献标识码【】 TB54 【】 APA System Explanation of NCPA Concert HallWANG Wei,Stage Tech. Dept, .NCPA, Beijing 10003, 1 China,【Abstract】 The concert hall of NCPA has been in use for about two years. There are lots of different architecturalacoustics features and the excellent PA system designs. The PA system of the concert hall is explained in detailsfrom the eyes of a user.【Key words】 NCPA, concerthal l, PA system, analog, digital从跳线连接到固定安装的音频分配器上音乐厅共配。
概述1 备有台通道的音频分配器其主要作用是对 16 4 ,,,1,戏剧场歌剧院和音乐厅是国家大剧院内的个、 3 输入传声器信号进行前级放大为电容传声器提供 ,,2,专业剧场其中音乐厅最能体现建筑声学特性池座的幻象供电进出的信号分配路输出信号 ,,,,3,1 4 ,,4,4的电平调整声学构造数码墙演奏区上空的巨型龟背透。
国内外歌剧院扬声器布置方式的对比分析
2021年第3期总第179期 月刊No. 03 2021 monthly No. 179国内外歌剧院扬声器布置方式的对比分析杨志刚（华东建筑设计研究院有限公司，上海 200070）【摘 要】 对国内外歌剧院扬声器布置的方式进行总结，分析影响扬声器布置方式的要素，结合实例讨论扬声器的明 装和暗装两种情形。
【关键词】 歌剧院；扬声器；布置方式；点声源；线阵列；音柱；明装；暗装DOI：10.3969/j.issn.1674-8239.2021.03.008Comparative Analysis of the Arrangement of Loudspeakers in Opera Houses at Home and AbroadYANG Zhi-gang(East China Architectural Design & Research Institute Co., Ltd., Shanghai 200070, China)【Abstract】This article summarizes the layout of loudspeakers in opera houses at home and abroad, analyzes the factors that affect the layout of loudspeakers, and discusses the two situations of loudspeaker installation and concealed installation with examples.【Key Words】opera house; loudspeaker; layout; point sound source; line array; sound column; exposed installation; concealed installation歌剧（opera）是将音乐（声乐与器乐）、文本、诗歌、舞蹈、舞台美术等融为一体的综合性艺术，于15世纪末至16世纪初在意大利宫廷中发展起来。
国家大剧院戏剧场扩声系统介绍
国家大剧院戏剧场扩声系统介绍王维【摘要】国家大剧院戏剧场是大剧院内四大专业剧场之一,以演出戏剧、戏曲为主.其扩声系统具有独特性,满足不同演出需要.从使用者的角度对国家大剧院戏剧场的扩声系统进行了详细介绍,探讨了技术的先进性与不足.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2010(034)005【总页数】4页(P14-17)【关键词】国家大剧院;戏剧场;扩声系统【作者】王维【作者单位】国家大剧院舞台技术部,北京,100031【正文语种】中文【中图分类】TB541 概述国家大剧院戏剧场是大剧院内四大专业剧场之一，以演出戏剧、戏曲为主，同时兼顾召开国际会议的同声传译功能。
戏剧场整体色调为颇具中国民族特色的红色，侧墙精致的丝绸条状织物纹理充分体现了戏剧场的中国特色。
它的MSL声学构造“数码墙”与音乐厅外墙有异曲同工之妙，在满足视觉美观效果的同时，最大程度地满足声学扩散要求，以获得最佳的听觉视觉效果[1]。
戏剧场外侧图如图1所示，戏剧场数码墙如图2所示。
图1 戏剧场外侧图2 戏剧场数码墙戏剧场拥有世界上最先进的戏剧表演舞台，舞台具有镜框式舞台和伸缩式舞台两种使用形式，分为主舞台、左右辅台，无后舞台。
舞台台口最大尺寸宽15 m，高9 m；舞台台口最小尺寸宽11 m，高6.5 m；主舞台宽26 m，深20.5 m，上空净高23 m。
前舞台区域为两块可升降乐池。
在不作为乐池使用时，还可安装流动座椅，尽可能地拉近舞台区域表演与观众之间的距离。
戏剧场舞台如图3所示。
戏剧场的观众席分为池座区域、一层楼座区域（VIP）、二层楼座区域和乐池活动座席区域。
其中，池座区座席661位，残疾人席位2位，一层楼座座席103位，二层楼座座席193席，乐池活动座席79位，座位总数为1038位。
座椅同样采用下送风方式，提供最舒适、节能的观演环境。
图3 戏剧场舞台戏剧场舞台灯光系统设备由舞台灯光控制台（常规灯＋电脑灯）、网络数据传送设备（备有DMX512信号）、调光设备（可控硅控制直通回路）、电缆及接线箱盒、舞台灯具组成。
剧院音响工程设计方案
剧院音响工程设计方案一、前言剧院音响工程设计是影响剧院声音效果和观众体验的重要环节，音响系统的设计需根据剧院的建筑特点、剧目类型和观众规模等因素进行合理的规划和布局。
本文将结合一个虚拟剧院的实际情况，对剧院音响工程设计方案进行详细的讨论和展示。
二、剧院概况1.1 剧院概况本文设计的虚拟剧院名为“艺术之家”，位于城市中心，占地面积10000平方米，观众席位700个，主要用于演出音乐会、戏剧、舞蹈等艺术表演。
剧院设计风格简约大方，采用现代化建筑结构，拥有一个大型演出舞台和高品质的灯光音响设备。
1.2 剧目类型及观众规模“艺术之家”剧院主要演出音乐会、戏剧、舞蹈等各种类型的艺术表演，观众规模在500-1000人之间。
1.3 剧院声学环境剧院建筑结构采用了吸音材料和隔音设计，以保证观众在剧院内能够获得良好的听觉体验。
同时，剧院内部采用了专业的声学材料和设计理念，保证了音响效果的最佳表现。
三、音响系统设计2.1 音响系统概述基于剧院概况及观众规模的分析，本文设计了一套完整的高品质音响系统，主要包括主音箱、副音箱、低音炮、混音台、功放器等设备。
2.2 主音箱布局剧院内部采用了环绕式观众席布局，因此在音响系统设计中，主音箱的布置需要考虑到覆盖整个观众席的需求。
我们将主音箱分布在舞台两侧的高处，采用可调节的悬挂支架，以满足不同类型的演出需求。
2.3 副音箱布局副音箱是用来补充主音箱的声音覆盖范围，以确保观众席每个位置都能获得清晰的声音效果。
我们将副音箱分布在观众席的左右两侧和后方，实现全方位的声音覆盖。
2.4 低音炮设计在音乐会和舞蹈表演中，低音效果是非常重要的，因此我们设计了多个低音炮分布在舞台下方，用于增强低频声音效果，使音乐和声音更加动听。
2.5 混音台及功放器设计我们选择了一套高品质的混音台，用于控制音响系统的声音输出和效果调整。
同时，我们采用了多路功放器，能够有效控制和调节音响系统的功率输出，保证音响效果的稳定和高品质。
国家大剧院歌剧院多声道扩声系统
国家大剧院歌剧院多声道扩声系统叶欣;李国棋【摘要】介绍了国家大剧院歌剧院的多声道扩声系统概况,并且从实际应用方面提出了多声道扩声系统建立的基本条件,为艺术创作提供了更大的空间.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2010(034)001【总页数】8页(P16-23)【关键词】国家大剧院;歌剧院;多声道扩声系统【作者】叶欣;李国棋【作者单位】中国传媒大学影视艺术学院,北京,100024;国家大剧院舞台技术部,北京,100031【正文语种】中文【中图分类】TB541 引言从20世纪50年代初，多声道音频技术在电影中萌芽开始到如今，已经进入到家庭音响、广播电视、娱乐游戏等众多领域中。
进入21世纪后，随着数字时代的到来，DSP信号处理器的飞速发展和广泛应用，使得多声道音频处理技术不再受到设备和音频文件存储容量的限制，录音、重放过程中的声道数量也随之扩展到5.1，7.1，甚至更多的环绕声声道。
随着人们审美要求的不断提高，剧场演出效果也发生了很大的变化，对扩声技术的发展提出了更高的要求。
人们已经开始认识到单声道、双声道、左-中-右声道扩声模式在剧场扩声中的局限性和进一步发展的必要性，寄希望于增加声道数来创作出更具“临场感”、“空间感”的声音效果，给听众带来更好的听觉享受。
多声道扩声技术以国际电信联盟无线电大会推荐标准《有图像及无图像的多声道立体声系统》（ITU-R BS.775-1）为理论基础[1]，将家庭环境下的音乐、电影多声道立体声技术引入到剧场扩声领域，推动剧场扩声技术的进步。
但是，剧场与家庭房间尺度不同、受众人数不同、声环境不同，需要扩展更多的声道数量。
将多声道立体声系统引入剧场如图1所示。
当然，声道数的增多带来了更多的技术问题。
例如：多声道音源的创作、音频文件的制作和存储、多声道的智能化管理、受众群的声像定位等。
多声道扩声系统相对于传统扩声系统，拥有了更多的输入输出接口和独立的音频信号处理通道，以及更多独立驱动的扬声器。
国家大剧院声学设计分析
国家大剧院声学设计分析国家大剧院是中国著名的演艺场所，声学设计对于一个剧院来说非常重要，它直接影响到演出效果和观众的听觉体验。
在国家大剧院的声学设计中，采用了一系列的技术手段和工程措施，以确保良好的音色、声场和各种音效效果。
下面将对国家大剧院的声学设计进行分析。
首先要分析的是国家大剧院的声学设计目标。
国家大剧院是一座现代化的多功能剧院，举办各类大型演出，包括音乐会、歌剧、话剧等。
因此，声学设计的目标是要适应不同类型演出的需求，确保其演出效果的完美呈现。
具体目标包括音色清晰自然、声场均衡统一、音效还原真实、视觉与听觉效果协调等。
在国家大剧院的声学设计中，采用了一系列的声学技术和设备。
首先是采用了反射板、吸声板等声学材料来处理剧院内部的声学环境。
这些材料能够吸收多余的声音能量，减少反射和回声，从而改善音色和声场效果。
此外，还布置了音频设备和扬声器，以实现各种音效的还原和放大。
同时，还利用了数字信号处理技术和声学模拟软件来优化音频信号的处理和扩散，以达到最佳的音效效果。
其次是国家大剧院的音响配置。
根据剧院的尺寸和座位布置，确定了音响的布局和摆放位置。
一般来说，剧院的音箱布置分为主音箱、副音箱和环绕音箱。
主音箱位于舞台前方，主要负责放大演员的声音；副音箱则位于剧院两侧，用于扩大声场的范围和均衡音色；环绕音箱则布置在剧院的后方，用于产生环绕音效和增强观众的沉浸感。
这种音响配置能够让观众在任何座位都能够享受到清晰、立体的音效效果。
最后是国家大剧院的隔音设计。
剧院周围的环境噪声是影响演出效果的重要因素之一，因此，在声学设计中需要对外部噪声进行屏蔽和隔离。
在国家大剧院的隔音设计中，采用了各种隔音材料和结构来降低外部噪声的传递。
此外，还采用了独立回音壁和隔音门等设备来进一步增强剧院内部的隔音效果，确保观众能够在安静的环境中欣赏演出。
总的来说，国家大剧院的声学设计达到了较高的水平，能够满足不同类型演出的需求，提供良好的音效效果和观众的听觉体验。
剧院案例分析
建筑机电设备用房[2000平方米] A/空调机房1000平方米（制冷机房、热力站、新风机房等） B/强电机房500平方米（交配电机房、备用发电机房等） C/弱电机房400平方米（全套楼宇控制系统及公共信息交换基础设施） D/水泵房100平方米
地下车库部分兼作人防[5200平方米]合计[27000平方米] A/地下停车库5,200平方米（停车数≥150） B/地下车库中约1,000平方米兼作人防地下室 （其余部分主要由交通空间、技术夹层等组成此部分面积约3000平方米）
2 平面与剖面
一层平面
剖面
3 参考
某剧场设计任务书
设计题目：大型剧场设计；包含适用于大型歌舞表演的主剧场、适用于实验演出 的小剧场、以及会议、展览、餐饮等设施。是一个具有综合性质的剧场。总建筑 面积控制在30000m2以内。
设计内容与使用面积分配组成：项目拟建建筑分为六个功能组成部分：主剧场部 分、小剧场部分、会议室群部分、公共服务部分、建筑机电设备用房部分、地下 车库及人防部分。
10）地下室：用途为停车库及设备房，按人防平战结合设计。
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《中国国家大剧院歌剧院电声系统深化设计》
Intensive Sound System Project for
Opera Hall of The National Grand Theater of China
987124 乌日乐 Wu Ri Le
中国"国家大剧院"是我国的重点文化工程以及中国最高表演艺术中心。
她位于大会堂西侧，建筑面积12万平方米，耗资约26.6亿元人民币。
国家大剧院内设有歌剧院、音乐厅、戏剧场3个不同类型的剧场，总坐席6000多个。
歌剧院是国家大剧院的主要剧场，建筑面积22529平方米，使用面积14644平方米。
其中，观众厅面积2400平方米，有观众席位2500个；观众厅最大视距40米，最大俯角28°。
歌剧院主要上演各类歌剧，因此，电声系统的设计要充分考虑到这一点，即要有自己的特色，又要符合科学规律和先进的系统设计思想，按照建声为主、扩声为辅的原则，使电声与建声完美结合，保证声音良好的还原和再现。
因此，国家大剧院正处于建筑设计、施工阶段，急需音响系统的建设，所以对国家大剧院歌剧院电声系统进行深化设计就成为现阶段的主要任务，以便能顺利的完成系统工程招标。
本毕业论文主要由三部分组成：
一、设计依据
这一部分是剧院电声系统设计必须参照的一些设计标准的具体内容。
歌剧院扩声系统的设计,要充分考虑国家大剧院本身的实际使用功能，即要有自己的特色，又要符合科学规律和先进的系统设计思想，按照建声为主、扩声为辅的原则，电声系统设计要与歌剧院建筑声学设计紧密配合，使电声与建声完美结合，保证声音良好还原和再现，满足实际使用需要。
歌剧院的扩声系统设计思想、手段和方法要具有先进性和实用性，设备要采用技术含量高、能够体现当前最新科技水平的产品，扩声系统的声学特性指标按照标书提供的技术要求，要符合中华人民共和国广播电影电视部标准GYJ25—86《厅堂扩声系统声学特性指标》音乐与人声兼容型一级标准。
歌剧院扩声系统的再现声音质量,不仅要满足客观测试指标的要求，还要满足主观听音评价要求，要采取主观与客观相结合的音质评价方法，使再现声音在听闻方面能够符合歌剧院的各种功能。
在保证语言清晰的条件下应尽量保持声源原有音色。
在建筑声学设计中，要合理利用和控制界面的早期反射声的强度和延时时间量，以获得最佳声音效果。
歌剧院物理指标应该至少达到国家一级标准《厅堂扩声系统声学特性指标》：
Ø最大声压级（空场稳态准峰值声压级dB ）：100 H
Z
-6.3KH Z范围内平均声压级≥103dB
Ø传输频率特性: 50H
Z
-10KH Z以100 H Z-6.3KHz的平均声压级为0dB，允许+4- -12dB，且在100 H Z-6.3KH Z内允许≤±4dB
Ø传声增益（dB）: 100H
Z
-6.3KH Z的平均值≥-4dB（戏剧演出）
Ø声场不均匀度（dB）: 100H
Z ≤10dB, 1.1KHz和6.3KH
Z
≤8dB
Ø系统总噪声级:≤NR-25
二、法国巴黎机场建筑公司设计的国家大剧院歌剧院电声系统方案简介
在这一部分中，我将对法国设计者提出的电声系统设计方案进行简单介绍，以便与下面我设计的方案进行对比。
三、中国国家大剧院歌剧院电声系统的深化设计
在这一部分中，详细描述深化设计的国家大剧院歌剧院电声系统设计方案。
在我的深化设计中，我将采用计算机厅堂声学设计软件（EASE2.1），对歌剧院电声系统进行模拟测试。
EASE软件是一种用于厅堂声场设计的计算机软件，它存有各种房间体形、吸音材料、扬声器等资料，可以根据实际需要进行选择、设计，计算出房间的混响时间，描绘出声场分布图、声线图和各种声学特性曲线，为厅堂音质设计和音响工程施工提供了很大的方便。
关键词：国家大剧院歌剧院、电声系统、
光纤回路、观众厅
结 论
(一)、分析条件
1、 参照歌剧院观众厅图纸，计算的观众厅容积为17975立方米。
2、 观众厅中频（1000Hz ）混响时间设定为1.35s
3、 观众厅内所有扬声器均采用额定功率值输出。
(二)、模拟声场特性
(三)、结果分析
一、国家标准《厅堂扩声系统声学特性指标》中规定：
传输频率特性: 50H Z -10KH Z 以100 H Z -6.3KHz 的平均声压级为0dB ，允许+4- -12dB ，且在100 H Z -6.3KH Z 内允许≤±4dB 。
系统总噪声级:≤NR-25
由于，在本电声系统中所使用的电声设备，均满足以上标准。
因此，整个系统的性能指标满足此国家标准。
二、从理论上和以往大量的实践经验统计结果表明，一个优良的剧场，观众席的声场不均匀度应控制在8
dB 以内；最大声压级（空场稳态准峰值声压级 dB ）：100 H Z -6.3KH Z 范围内平均声压级≥103dB ；快速语言传递指数（RASTI 值）应大于0.55。
由于在深化设计中，所有扬声器都还未加延时；所以，从表面上看，4000 Hz 以上的声压级分布还不能满足音乐一级的扩声标准。
然而，根据以往的经验，一个电声系统在使用延时器调整的情况下产生的声场，要比不加延时产生的声场均匀的多。
也就是说，随着电声系统设计的不断深入，进一步对系统进行调整，并给每一个扬声器都加上适当的延时，就一定能够达到音乐扩声一级标准。
从图中可以看出，整个观众厅RASTI 值均为0.55，符合歌剧院的使用要求。
因此，本电声系统设计方案较初步设计方案，更加完善、更加具有实际意义。
继而，随着研究的不断深入，国家大剧院歌剧院电声系统设计将会被不断地优化。
辞 谢
忠心感谢李国棋老师和陆宏瑶老师，在我作论文的过程中，给我提出了许多建设性的建议和许多无私的帮助。
谢谢！
参 考 文 献
1、《中国国家大剧院初步设计任务书》
F15 S115Ⅳ F25 F28 额定功率 350 W 250 W 700 W 1000 W 灵敏度
99 dB
99 dB
98 dB
98 dB
1、直达声 声场声 压级分 布
1000Hz
4000Hz
声压级（dB ） 声场不均匀度（dB ）
声压级（dB ） 声场不均匀度（dB
池座 100－105 5 94－99 5 一层眺台 99－105 6 92－102 10 二层眺台 99－106 7 93－102
9 三层眺台 99－103
4 89－99 10 2、快速语 言传递 指数
池座 一层 眺台 二层 眺台 三层 眺台 RASTI 值（dB ）
0.55
0.55
0.55
0.55
作者：法国巴黎机场建筑公司
2、《中国国家大剧院建筑设计国际竞赛方案集》主编：周庆琳，出版地：北京，出版单位：中国建筑
工业出版社，出版时间：2000年
3、《音响技术与电声工程》编著：黎烽，出版地：上海，出版单位：华东理工大学出版社，出版时间：
1994年
5、《音响工程设计与实例》编著：彭妙颜等出版地：北京，出版单位：人民邮电出版社，出版时间：
2000年
7、《PA音响系统》原著：藤冈繁夫，编译：李国棋，出版地：北京，出版单位：福记音响研究室，出版
时间：2001年5月。