《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。