葛文静，徐 风,2，周 峻，杨 秀

(1.同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海 200092；2.同济大学建筑与城市规划学院，上海 200092)

引言

观演建筑是一个时代文化精神的艺术殿堂，间接反映建筑的技术水平。最早的观演建筑多为露天广场，出现于古希腊，利用山势的自然退落建造而成[1,2]。中国近代观演建筑的建造多是模仿西方剧场的建设形制，改革开放后，观演建筑拉开建设的高潮，20世纪末到21世纪初是剧场建设的高潮时期[3-5]。据统计，我国演出市场总体经济呈现稳步增长的趋势，预测2023 年将达到652 亿元[6]。

观众厅是观演建筑的核心功能空间[7,8]，其行为活动围绕“观”与“演”展开，均依靠高品质的光环境来实现。观众厅有不同的照明模式，包括演出模式、会议模式、进场/退场模式、清洁模式等[9-11]，目前不同国家对于观众厅的照度设计标准值存有较大差异，国内《民用建筑照明设计标准》(GBJ133-90)对剧院观众厅的0.75 m 水平面处分别设定低(50 lx)、中(75 lx)、高(100 lx)[12]三个标度，《建筑照明设计标准》(GB 50034—2013)对剧院观众厅的0.75 m 水平面处照度设计标定值为150 lx[13]。北美照明学会《The Lighting Handbook》中规定观众席区与走道区进散场模式下地面水平照度需满足100 lx(25～65岁)[14]，演出模式下水平地面照度需满足2 lx(25～65岁)。对于视觉要求较高的观众厅，仅通过提高照度来提升空间明亮程度将不可避免地造成能耗的增加[15]。越来越多追求舒适、健康的照明设计和研究开始关注空间视亮度(spatial brightness perception)，即人们对空间光环境明亮程度的主观感受[16]。

观演建筑按演出方式与内容分为音乐厅、歌剧院、戏剧院、实验剧场、演艺中心、中国戏台等类型[17,18]，音乐厅的表演形式多样，且受众群体更广泛。本团队在基于“基于视亮度的观演建筑室内照明设计研究”课题的研究基础上，选择音乐厅作为调研主体，针对上海东方艺术中心与上海交响音乐厅的观众厅进行了光环境的深度调查与对比分析，实测了不同照明方式下天花、墙面、地面的照度与亮度关系，探索了不同照明方式、不同空间界面亮度比例对观众可能产生的视觉的影响。

1 观众厅的照明方式分类

经过对国内外著名音乐厅的观众厅进行汇总调研和总结，照明方式可分为以直接照明为主、以间接照明为主，以及直接间接相结合三种。早期建设的观众厅一般以直接照明为主，突出座池和舞台空间，从而使观众的视线聚焦于座池与舞台空间。近年来间接照明方式开始被广泛应用，上海交响乐团音乐厅的观众厅即是采用间接照明的典型代表，并为观众塑造了较好的光环境体验。不同的照明方式不仅满足观众区进散场与演出模式下的地面功能照明，同时凸显出观众厅室内特有装潢风格或特色构件，如空间结构构件、声音反射板、特色吸声材料等。

1.1 以直接照明为主的照明方式

在调研的国内外著名音乐厅中，华特迪士尼音乐厅、易北爱乐音乐厅、冰岛Harpa音乐厅、上海东方艺术中心等音乐厅的观众厅是以直接照明为主。以华特·迪士尼音乐厅为例，该建筑坐落在美国洛杉矶，是由建筑师法兰克·盖里设计，其音乐主厅平面形制为山地葡萄园式，可容纳2265席；主厅天花运用波浪形线条设计，配合暖黄色的木质装潢为观众营造一个华丽的环形音乐殿堂；主厅内无包厢空间设计，观众席位呈阶梯环形式，且不同的席位位置均能满足无视线遮挡的要求。室内设计亮点是舞台背后的巨型落地窗与舞台后的管风琴，落地窗日间为主厅提供自然采光，管风琴夜间配合演出用彩色光点缀为主厅增添别样光环境。主厅进散场照明模式主要依靠舞台上方弧形天花以及观众区天花嵌入筒灯为观众席提供直接的下照功能照明(图1、图2)，演出模式时仅开启舞台上方的各种舞台灯光，此外该音乐厅配合落地天窗与管风琴构件，在恰当的演出模式时加入彩色光进行点缀(图3)，使演出空间光环境色彩更生动，光色环境更丰富。

图1 进散场模式-主厅(来源网络)Fig.1 Entry and exit mode-main hall

图2 进散场模式-天花(来源网络)Fig.2 Entry and exit mode-ceiling

图3 演出模式-主厅(来源网络)Fig.3 Performance mode-main hall

1.2 以间接照明为主的照明方式

经调研和分析，法国巴黎爱乐音乐厅、波兰什切青爱乐音乐厅、葡萄牙波尔图音乐厅、中国爱乐音乐厅、上海交响乐团音乐厅等建筑的观众厅均采用以间接照明为主的照明方式。以法国巴黎爱乐音乐厅为例，该建筑是由建筑师让努维尔(Jean Nouvel)设计，音乐主厅平面形制同华特迪士尼音乐厅，为山地葡萄园式，可容纳2400席；天花是室内设计与声学设计的亮点，由悬臂式外伸露台与“浮云”吊顶组成；观众席位被设计成环形并围绕主厅中央的舞台，观众与舞台的最远距离不超过32 m，增强了表演者与观众的亲切感；观众厅内的照明主要以设置在“浮云”背后的间接照明方式为主(图4、图5)，依靠反射板背后的投光灯进行二次反射后，为观众席提供功能与环境照明；演出模式时以开启舞台上部的舞台灯光为主(图6)。

图4 进散场模式-主厅(来源网络)Fig.4 Entry and exit mode-main hall

图5 进散场模式-天花(来源网络)Fig.5 Entry and exit mode-ceiling

图6 演出模式-主厅(来源网络)Fig.6 Performance mode-main hall

1.3 直接与间接照明相结合的照明方式

经调研与分析，圣安东尼奥托宾艺术表演中心、香港戏曲中心(Revery Architecture + RLP)、中国爱乐音乐厅、盖达尔·阿利耶夫(Heydar Aliyev)中心、荷兰阿姆斯特丹音乐厅、塞纳河音乐厅(La Seine Musicale)、哥本哈根音乐厅(DR Koncerthuset)等建筑的观众厅均采用直接与间接照明相结合的方式。以圣安东尼奥托宾艺术表演中心为例，该扩建项目包含圣安东尼奥城市的多方面文化特征，立面照明与室内表演厅从城市色彩、图案、庆典文化汲取色彩要素来源并在室内光色呈现中进行演绎实现。观演厅平面形制为鞋盒式，可容纳1768席。主厅室内设计亮点是半透明彩色绘画栏板，借助不同照明方式与不同彩色光以营造不同演出模式下的光色环境，栏板包括线型灯(背侧栏板隐藏)与投光灯(外侧间接照明)两种间接照明方式。进散场与演出模式均采用直接与间接照明相结合的照明方式，进散场模式(图7、图8)包括天花筒灯下照、栏板与墙面的间接照明三种照明方式；演出模式(图9)包括舞台照明以及栏板背侧隐藏线型灯相结合的照明方式。

图7 进散场模式-天花(来源网络)Fig.7 Entry and exit mode-ceiling

图8 进散场模式-观众席(来源网络)Fig.8 Entry and exit mode-auditorium

图9 演出模式-主厅(来源网络)Fig.9 Performance mode-main hall

2 以直接照明为主的观众厅照明调研分析——以东方艺术中心为例

2.1 东方艺术中心观众厅概况

该观众厅可满足合唱团、交响乐团、音乐独奏等演出要求，席位为1953座。观众厅平面形制为椭圆形，建筑墙体由八个鱼形的钢筋混凝土筒体围合而成，空间呈现前高后低的变化趋势。侧墙面上分布34块椭圆形透明玻璃材质的侧向定向声音反射板，表面处理成毛面，以避免二次反射光线对演员和观众视觉造成眩光影响。观众厅墙面主色调为赭石色，从低处到高处呈现出暖红色到黄色的变化。在光的呈现下，舞台灯光强化舞台峡谷般的空间位置，天花筒灯表现暗色山丘状般的观众席位空间位置[19]。天花筒灯(图10)满足观众进散场时的地面功能照明，墙角投光灯作为补充照明满足散场时的功能照明，舞台上侧的舞台投光灯(图11)根据演出内容和形式进行变化调整。

图10 进散场模式—观众厅Fig.10 Entry and exit mode-auditorium

图11 演出模式-观众厅Fig.11 Performance mode-auditorium

2.2 照明方式分析

观众厅灯具包括天花下照筒灯、侧壁投光灯、舞台投光灯三种灯具类型，是典型的直接下照的功能照明方式。进场散场模式与演出模式的灯具开启方式如下：1)进散场模式(图12)开启天花下照筒灯与侧壁投光灯，为观众提供进场与散场时直接下照的功能照明；2)演出模式(图13)仅开启舞台投光灯，观众视线集聚在舞台区域。

图12 进散场模式—观众厅剖面示意Fig.12 Entry and exit mode-section of auditorium

2.3 光度数据实测

2.3.1 照度数据实测

东方艺术中心观众厅的测试关键点位如图14所示，测量模式包括进散场模式和演出模式，测量高度为观众区域的地面0.75 m高度，测量内容包括照度、相关色温、CRI、R9。

图13 演出模式—观众厅剖面示意Fig.13 Performance mode-section of auditorium

图14 东方艺术中心观众厅测量点位置示意Fig.14 Location of measuring points in the auditorium of Oriental Art Center

照度分布解析(表1)：四个测量点的照度测量值存有差异，这可能与不同区域地面对应的灯具安装高度不同相关，灯具安装高度较低的位置测量点④的照度明显高于其余测量点的照度；观众厅多点测量的距离地面0.75 m高度处平均照度约96 lx，根据《建筑照明设计标准》(GB 50034—2013)对剧院观众厅的0.75 m 水平面处照度设计标定值为150 lx的标准，明显低于现行规范的标准值。演出模式下的地面照度几乎为0，演出期间暂时离场的观众需由工作人员的引导。

表1 观众厅光度数据测量结果

2.3.2 空间亮度数据

亮度是指反射到人眼中单位投影面积上的发光强度，与不同空间界面的粗糙度、材料属性、色彩明度、反射率密切相关[20]。当观众在观众大厅中时，视觉捕获的并不是某一界面的明暗变化，而是不同界面组合而成的空间亮度。空间亮度受天花、墙面、地面的平均亮度的影响，并对观众视觉带来不同的视觉观感与明暗体验。以下表格中的亮度数据对于观众厅进散场与演出两种模式下的天花、墙面、地面的亮度，包括扣除光源的平均亮度、以及未扣除光源的平均亮度进行了实测与分析。

表2 观众厅空间亮度数据测量及汇总

平均亮度(扣除光源，见图15；未扣除光源，见图16)解析：1)扣除光源表面较大亮度后，进散场时的天花(2.534 cd/m2)、墙面(2.204 cd/m2)、地面(2.572 cd/m2)比例接近1∶1∶1，该空间亮度分布下，空间界面明暗差异不大，观众虽能较为清楚地看到空间界面，但不能对空间界面有较为明显的亮度差异感知；2)未扣除光源时，进散场时的天花(7.169 cd/m2)、墙面(2.204 cd/m2)、观众席地面(2.572 cd/m2)的平均亮度数值比例接近3∶1∶1，由于计算光源亮度，使得天花平均亮度较高，并暗示了灯具安装位置；3)演出模式下，扣除光源亮度后的天花、墙面、地面的平均亮度与未扣除光源平均亮度几乎相同，天花、墙面、地面的平均亮度分别为0.323 4 cd/m2、0.3804 cd/m2、6.774 cd/m2，比例接近1∶1∶17，观众视觉比较容易集中于舞台附近，而长时间呆在明暗差异较大的观众厅容易造成视觉疲劳。

图15 扣除光源亮度时的空间界面亮度Fig.15 Brightness of spatial interface deducting light source

图16 未扣除光源亮度时的空间界面亮度Fig.16 Brightness of spatial interface without deducting light source

3 以间接照明为主的观众厅照明调研分析——以上海交响乐团音乐厅为例

3.1 上海交响乐团观众厅概况

上海交响乐团音乐厅平面采用葡萄园式平面布局，可使观众在观看演出时较好地感受到饱满充实的声量感、亲临现场的视觉感、柔和丰富的音域感；内部采用竹编敷面的反射板和用北海道柏木制成的舞台地板。观众厅厅内的照明灯具类型包括反声板后隐藏灯带、侧墙与天花的反声板暗藏投光灯、天花下照舞台灯三种类型(图17、图18)。在进散场模式下，该观众厅是典型的间接照明方式。

图17 进散场模式—观众厅Fig.17 Entry and exit mode-auditorium

图18 演出模式—观众厅Fig.18 Performance mode-auditorium

3.2 照明方式分析

观众厅的三种主要的类型灯具实现了间接照明的效果。进散场与演出模式时的灯具开启方式如下：1)进散场模式时(图19)空间内反声板背后以及地面的隐藏灯带照亮白色墙面，并为空间提供均匀的间接反射光；侧墙与天花的反声板中暗藏在玻璃面板后的投光灯分别照亮了天花和侧墙的表面，充分表达了空间照明的效果；2)演出模式时(图20)天花下照舞台灯为表演者提供舞台照明，观众厅后侧沿墙地面的隐藏灯带保留开启，为演出时的观众区提供基础的补光，低照度的环境满足了功能需要和视觉舒适的要求。

图19 进散场模式—观众厅剖面示意Fig.19 Entry and exit mode-section of auditorium

图20 演出模式—观众厅剖面示意Fig.20 Performance mode-section of auditorium

3.3 光度数据实测

3.3.1 照度数据实测

上交音乐厅观众厅的测量位置如图21所示，测量模式包括进散场模式和演出模式，测量高度为观众区域的地面0.75 m高度，测量内容包括照度、相关色温、CRI、R9。

图21 上交音乐厅观众厅测量点位置示意Fig.21 Location of measuring points in the auditorium of Shanghai Symphony Hall

照度分布解析(表3)：从采样数据可知，位置1、2、3的平均照度略低于100 lx，而位置4的照度达到191 lx，经过对观众厅内的主要位置的多点照度值测量的评估，其距地面0.75 m高的平均照度接近130 lx左右。根据《建筑照明设计标准》(GB 50034—2013)对剧院观众厅的0.75 m 水平面处照度设计标准值为150 lx，略低于规范要求。但对比IES《The Lighting Handbook》中观演建筑演出前后观众厅-观众席照度标定50 lx(≤25岁)、100 lx(25～65岁)、200 lx(≥65岁)，基本可以满足大多数人的视觉需求。

表3 观众厅光度数据测量结果Table 3 Photometric data measurement results of auditorium

3.3.2 空间亮度数据

平均亮度解析(扣除光源，见图22；未扣除光源，见图23)：1)进散场模式在扣除光源亮度时，天花(10.17 cd/m2)、墙面(19.5 cd/m2)、地面(10.09 cd/m2)的平均亮度比值接近1∶2∶1；2)进散场模式在未扣除光源亮度时，天花(13.84 cd/m2)、墙面(20.31 cd/m2)、地面(10.09 cd/m2)的平均亮度比例接近1.4∶2∶1；3)演出模式在扣除光源亮度时，天花(3.593 cd/m2)、墙面(5.937 cd/m2)、地面(40.91 cd/m2)的平均亮度比值接近1∶1.6∶11；4)演出模式在未扣除光源亮度时，天花(3.763 cd/m2)、墙面(5.937 cd/m2)、地面(40.91 cd/m2)的平均亮度比值接近1∶1.6∶11。

图22 扣除光源亮度时的空间界面亮度Fig.22 Brightness of spatial interface deducting light source

表4 观众厅空间亮度数据测量及汇总

图23 未扣除光源亮度时的空间界面亮度Fig.23 Brightness of spatial interface without deducting light source

4 结果与讨论

通过对观众厅照明方式的归纳总结，以及对东方艺术中心和上海交响乐团音乐厅的观众厅的实地调研及数据统计分析，得出以下结论：

1)观众厅照明方式的分类：通过实地调研与著名观演建筑案例的研究发现：a)观众厅的照明方式主要可分为直接照明为主、间接照明为主、以及直接与间接照明相结合的三种照明方式；b)直接照明灯具的安装位置一般位于天花或墙面位置，灯具种类以筒灯等直接下照式灯具类型为主；间接照明的安装位置包括天花、墙面、地面，灯具种类主要以投光灯、隐藏安装的各类灯具为主，直接与间接照明相结合的照明方式是两者的综合应用，光环境设计更加复杂，在具体项目中也较为常见。

2)空间亮度的实测和对比分析

a.照明方式对空间亮度均匀度的影响。不同照明方式使观众厅内有不同的空间亮度分布，对于直接照明方式，灯具一般安装在天花，光源承载界面为地面，天花、墙面、地面的亮度均匀度较差；而对于间接照明方式，灯具可安装在天花、墙面或地面，照明充分利用光线的反射使天花、墙面、地面有较好的亮度均匀度。在进散场模式与未扣除光源亮度情况下，上海交响乐团音乐厅的天花、墙面、地面的平均亮度分别为13.84 cd/m2、20.31 cd/m2、10.09 cd/m2，数值比例为1.3∶2∶1，东方艺术中心的天花、墙面、地面的平均亮度分别为7.169 cd/m2、2.204 cd/m2、2.572 cd/m2，数值比例为3∶1∶1，可以发现上海交响乐团音乐厅的观众厅不同界面的亮度均匀度优于东方艺术中心，这也说明了间接照明方式使空间界面亮度的差异性较小，视觉空间体验感与饱满度也会更好。

b.照明方式对空间中各界面亮度比例的影响。不同的照明方式使观众厅的天花、墙面、地面呈现不同的亮度明暗差异。进散场模式下扣除光源亮度的情况下，东方艺术中心观众厅的天花、墙面、地面的平均亮度比例为1∶1∶1，而上海交响乐团音乐厅为1∶2∶1。这两个空间各界面的平均亮度比例差异可看出，在采用间接照明的上海交响音乐乐团音乐厅里，设计中照亮了墙面反射板，其亮度比其他界面更高，因此使得观众在空间中正常活动中，视野亮度也会更高，从而对空间亮度的感知也会更高。即使在未扣除光源亮度的情况下，这个亮度比例关系也类似。

c.平均照度对空间界面亮度的影响。在观众厅的进散场照明模式下，东方艺术中心观众厅距地面0.75 m处的平均照度约为96 lx，地面平均亮度为2.572 cd/m2；上交音乐厅0.75 m高的平均照度接近130 lx左右，地面平均亮度为10.09 cd/m2。可以看到照度数值差异较小的情况下，地面平均亮度分布存有较大差异，这可能是由于座椅和地面材料反射率的差异带来的影响，更可能是由于上海交音乐厅的间接照明使得座池空间中光的分布更加均匀，因此总体亮度也更高，而东方艺术中心的直接照明下具有更强的明暗对比关系。

d.空间亮度分布对视觉亮度感知的影响。空间内各个界面的亮度分布情况对于观众的正常视野范围内的亮度感知产生较大影响，甚至影响人对空间的视觉舒适度。现场实际调研时，上海交响乐团音乐厅的视觉亮度明显高于东方艺术厅，一定程度上说明了间接照明对于观众厅视觉亮度感受的塑造更优于直接照明的方式，间接照明使观众厅室内的空间界面平均亮度更高，视觉体验感更饱满。虽然我们还没有深入研究观众厅空间界面的平均亮度大小和亮度比例关系来对视觉舒适度的影响，但从调研人员在现场的感受，以及与观众的交谈中可以得知上海交响乐团音乐厅的视觉舒适可能更高，但具体对视觉舒适度有什么样的影响还需在后续研究中继续深入评估。

致谢：感谢“基于视亮度的观演建筑室内照明设计研究”课题组各位同事的努力付出。