张世武，张晓勇（中国建筑第八工程局有限公司，上海 200122）

1 剧院工程技术简介

随着时代的发展，数字化技术越来越多地被应用于各个工程领域。剧院工程由于其舞台工艺的特殊性，被称为建筑工程领域的“重工业”。传统的剧院工程设计与施工技术与常规建筑并无区别，现在越来越多的数字化技术应用，实现了剧院工程的可视化、可听化，有效避免了盲目建设导致的拆改、返修现象的发生。

可用于剧院工程设计与施工的相关数字化软件和技术可分为以下 2 类。

（1）方案设计与展示类：Auto CAD、Sketchup、3 D Max、Revit。

（2）厅堂音质与舞台机械相关：Odeon、INSUL、Zorba、Sedu、CadnaA。

下面详细介绍剧院工程各阶段的软件作用，其中，方案设计与展示类的介绍省略。

2 剧院工程厅堂音质分析技术

目前国际上做厅堂音质分析的软件有 Odeon、CATT、Raynoise、Soundmap 等软件，公认模拟精度较高的软件是 Odeon。该软件由丹麦技术大学研究，现在已发展至15.0 版本，可实现可听化、可视化。

（1）建筑材料吸声系数计算。采用澳大利亚马歇尔戴公司研发的 Zorba 软件，可计算多孔材料、穿孔材料、带空腔的穿孔填棉材料的吸声系数，计算降噪系数 NRC 和 1/2 倍频程的吸声系数。本软件可计算平板、圆形孔的穿孔板、条形板以及微穿孔板的吸声系数。

（2）建立音质分析模型。采用 AutoCAD 的 3 D face 命令，或用 Sketchup 软件、犀牛 rhino 软件，另存为 Dxf 文件。建立模型后，导入至 Odeon 软件，使用该软件声线和声粒子功能，查看模型是否完全闭合。漏声超过 5% 以上，影响模拟精度，需要重新建立模型，完全闭合。

（3）开展音质分析。首先定义声源 Sound 位置，在舞台口边线 1.0 m 远的 1.5 m 高。定义传声增益 31 dB，球面体全发散的声源。再设置典型座位区的接收点Microphone，每个接收点高 0.9 m。设置每个界面的吸声系数，选择合适的吸声频谱。重点部位的材料吸声系数需要导入 Zorba 计算的数据。可通过软件估算厅堂的容积和室内总表面积。按 Job 功能进行计算，可分析厅堂的混响时间RT、早期反射声系数 EDT、回声指数 ECHO、侧向反射声系数 LEF、音乐明晰度 C 80、扩散度 D 等值。可对比查看各个接收点的数值，使得厅堂音质分布均匀。并可导出各点位的各频谱的具体数值。使用 Job 功能进行计算，可分析厅堂的混响时间 RT、早期反射声系数 EDT、回声指数 ECHO、侧向反射声系数 LEF、音乐明晰度 C 80、扩散度 D 等值。可对比查看各个接收点的数值，使得厅堂音质分布均匀。并可导出各点位的各频谱的具体数值。

（4）厅堂音质分析小结。根据相应的标准规范，结合厅堂容积，设计合理的混响时间取值。将模拟分析值与规范的上限下限进行对比分析，调整材料吸声系数和反射角度，确保设计达标。最后进行可听化 Auralisation，对每个传声器点位的音质实现试听，为音质分析预判提供依据。

3 剧院工程隔声计算分析

采用 Zorba 软件计算墙体、门窗、楼板和屋面的空气声及撞击声隔声，减少实验室测试环节，有效提高设计效率，提升设计质量。

（1）门窗墙体隔声计算。采用澳大利亚马歇尔戴公司研发的 Insul 软件，可计算各类墙体、天花、地板、屋面、玻璃、多孔材料的隔声量，计算 Rw（C,Ctr）的频谱隔声量。尤其是材料库可选择不同的龙骨形式、隔声材料如石膏板、砌块、混凝土、多孔材料等各种材质，并可调整单个材料的厚度和密度，自动计算面密度。隔声计算值与实验室测试分析值非常接近，具有良好的实用价值。

（2）屋面和楼板撞击声隔声计算。屋面的雨噪声、设备噪声和普通楼板的撞击声隔声，是各类工业建筑、民用建筑的隔声薄弱点。将构造输入至 Insul 软件，设置各层的具体构造，可分析楼板撞击声隔声 Lnw，确保满足设计指标。

（3）剧院交通噪声计算分析。道路交通噪声、航空噪声和社会生活噪声等均会对剧院工程产生噪声干扰。通常需要开展交通噪声分析，为外屋面、外墙、外窗的隔声计算提供依据。

4 结 语

现代化的大型剧院工程追求新颖造型，外观变化多样。使用传统的设计与施工技术难以建造现代剧院，数字化技术可有力支撑复杂的剧院设计与施工。本文提及的数字化技术软件包括 AutoCAD、Sketchup、Auto Revit、Odeon、Insul、Zorba、Cadna 等软件，各软件之间有的能相互导入，有的需要另外储存数据单独输入到相关软件进行计算。

未来，剧院工程的数字化技术将会更加综合，实现“一模多算”，同一个软件平台可实现多个软件功能的串联，实现建筑节能、采光、通风、隔声、音质、交通噪声、施工进度的完整融合。