国家大剧院歌剧院舞台机械噪声检测

国家大剧院歌剧院舞台机械噪声检测 演出场馆建设纛 BuildingofEntertainmenlStadium 国家大剧院歌剧院舞台栅械噪声 【摘要】 【关键词】 文章编号: 检张晶晶,饶紫卿 (1.中国传媒大学信息工程学院,北京100024;2.国家大剧院舞台技术部,北京 100031) 介绍国家大剧院歌剧院舞台机械最终验收测试(FAT)中的噪声测试内容,并在舞 台机械设备使用三年后再次 进行了噪声检测,对测试结果进行了分析评价. 国家大剧院;歌剧院;舞台机械;噪声;检测 1O.3969~.issn.1674—8239.2010.011.008 NoiseInspectionofStageMachineryforNationalCentreforthePerformingArts ZHANGJing-jing,RAOZi—qing (1.InformationEngineeringSchool,CommunicationUniversityofChina,Beijing100024,China; 2.StageTechnologyDepartment,NationalCentreforthePerformingArts,Beijing100031,China) [Abstract]NoiseinspectionofstagemachineryforthefinalinspectionofNationalCentreforthePerformingArtswasintroduced Inaddition,anotherinspectionwasdoneafter3years,andtheresulthasbeenevaluatedaswel1. [KeyWords]NationalCentreforthePerformingArts;operahouse;stagemachinery;noise;inspection ll』J.' 舞台机械作为实现演出效果的载体之一,是现代剧场 的重要组成部分.由电动机,减速器,制动器,离合器及各 种机械传动部件构成的机械设备,在运转和运行过程中是剧 场内的主要噪声源之一.剧场可以让人们在室内感受到比户 外更丰富动人的声音效果,作为频繁参与演出的舞台机械设 备,过大的噪声不可避免地影响到观众欣赏演出.因此,舞 台机械噪声检测不仅是舞台机械最终验收程序中一项重要的 工作,也是剧场音质评价的一个重要部分. 2验qkD14"~J!榆测 国家大剧院歌剧院舞台机械项目是由日本三菱重工承 担完成的,工程完工时,噪声检测作为舞台机械最终验收 的主要内容之一,进行了非常严谨,周密的 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ,下文详 细介绍歌剧院舞台机械噪声检测 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 及过程. 2.1/,川嗄求 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 中对台上,台下设备噪声要求如表1所示. 需要说明的是,业主与设备厂家的合同签订是在2001 年,制订上述要求日寸选择了经常参与演出的设备,噪声指 标参照了当日寸国际上最新建的剧场舞台机械招标文件中的 数据,有西班牙巴塞罗那剧院,新加坡滨海剧院等剧场. 在剧场噪声限值方面的标准,国内只有JGJ57—2000《剧场 建筑 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》中提到,但仅有在观众席的几个指标.因 表1合同规定噪声级 机旁噪声 (1)台上设备 飞行器?65dB(A) 轨道单点吊机80%载荷8O%速度?65dB(A) 自由单点吊机?65dB(A) 其他0%载荷100%速度s65dB(A) (2)台下设备 乐池升降台1.2s75dB(A) 软至霁譬台o%载荷lOO%~75dB(A; 其他570dB(A) 观众席噪声 (1)台上设备 德国式大幕机?40dB(A) 希腊式大幕机100%载荷100%速度?45dB(A) 意大利式大幕机45dB(A) 电动吊杆s40dBfA) 轨道单点吊机80%载荷8O%速度s40dB(A) 自由单点吊机40dB(A) 其他0%载荷100%速度?40dB(A) (2)台下设备 乐池升降台1,255dB(A) 转台(移至主舞台)0%载荷100%速度45dB(A) 其他s40dB(A) (备注:合同规定的噪声测量条件:原则上按有关标准规定的方法进行,对 建筑作心要的吸声处理,吸声材料的平均吸声系数约为0.3.) 31 演蓼科技2010年第十一期总第51期月No11.2010monthlyNo51 此,用"有关标准"含糊地包含了,到设备验收检测时再 挖掘和参照相关的国内外标准. 2.2噪声检测概要 测试标准:ISO1996—1《声学一环境噪音描述,测量和 评估第1部分:基础数量和评估程序》,JISC1502《普通 噪声计》. 测试列象:所有种类的舞台机械设备. 测试仪器:普通型噪声测试仪NA29型(制造厂家:日 本RION株式会社). 2.3噪声检测办案 降低舞台机械没备噪声的最终目的是减少演出时噪声 对观众的影响,按照合同规定需分别对舞台机械设备进行 机旁和斓众席噪声测试.机旁噪声测试是设备本身加工, 制造,安装性能评价的重要指标,是观众席噪声测试指标 的基础条件,观众席噪声测试是舞台机械系统整体指标 的最终评价. 2.3.1机旁噪声测试 (1)测试地点 进行机旁噪声测试时,选择在被测设备的高噪声组件 旁进行,具体测试地点如表2所示. (2)测试所需条件 设备测试噪声时所需条件为:使用吸声率为0.3的材料 设备基坑周围的吸声施工完成;基坑,卷扬机房内的背 景噪声要求在55dB(A)以下;舞台面的背景噪声要求在 40dB(A)以下. 23.2观众席噪声测试 (1)测试地点 对台上,台下设备实施噪声测试,均在观众席最前排 中部,高度约为I.5m的位置. 表2机旁噪声测试地点 台上设每专曩薯栅顶 一主舞台升降台:主舞台基坑内 r…?乐池升降台:乐池升降台基坑内 台设备软景库升降台软景库升降台基坑内 篓其他设备基坑内 ) (距离被测设备1m处 表3测量结果修正表 声压级差值B{^}) 修正值 32 3 . 3 4-6 . 2 7—9 . 1 (2)测试条件 合同中规定的背景噪声是25dB(A)以内,考虑到噪 声测试阶段现场实际情况,经过协商将背景噪声调整为 35dB(A),其他测试的条件是:舞台上25%的吊杆上吊挂 幕布,大幕开启,侧台和后台隔声门关闭. 机械运行条件:台上设备:l00%速度,空载进行测 试;台下设备:100%速度,空载进行测试. 2.3.3噪声测试数据取值方式 除去设备运动的加减速区域,取定速运动状态下5s内 的噪声值.测量单台设备运动时的噪声值.设备联动的情 况不太确定,无法确切得规定噪声指标,因此,不对多台 设备同日寸运动时的噪声进行测试. 2.4噪卢测结果及分析 从以下几个方面对国家大剧院歌剧院舞台机械噪声测 试结果进行统计分析. 2_4.1背景噪声 背景噪声是指除被测噪声源(这里的被测噪声源是 被测舞台机械)以外的其他声源发出的噪声总和.在舞台 机械设备噪声测试中,实际测得的舞台机械噪声,往往不 止是舞台机械本身的噪声,还有其他噪声源(即背景噪 声),背景噪声与实测舞台机械噪声的差值越大,对测量 结果的影响越小.因此,对背景噪声的检测和限值的规 定,其目的是避免背景噪声测量结果的影响,保证测量 结果有效. 背景噪声列被测噪声源测量值的影响在相关标准和专业 书籍中有介绍,比如对常用的II精度声级计测量的噪声采说: (1)当噪声值与背景噪声值相差不小于10dB(A) 时,噪声测量值不做修正. (2)当噪声值与背景噪声值相差在3dB(A),10dB(A) 之间日寸,将其差值取整后,把所测噪声值按表3进行修正. (3)当噪声值与背景噪声值相差小于3dB(A)日寸, 主要是背景噪声在起作用,在采取措施降低背景噪声后, 再按照前两种方式修正. 歌剧院舞台机械设备进行噪声检测时,观众席背景噪 声要求不超过35dB(A),基坑,卷扬机房内的背景噪声 在55dB(A)以下,舞台面的背景噪声在40dB(A)以下. 2.4.2关于背景噪声限值 为保证测量结果有效,背景噪声的声级值j皿比被测噪 声源声级值低l0dB(A)以上,由此可知,机旁噪声测量值 通常在60dB(A)以上,现场背景噪声低于50dB(A)即 可保证测量结果有效,无须修正.对于少数噪声级偏小的 设备,可根据实际情况对现场背景噪声做出要求. 而于观众席噪声的测量,在实际中,当空调通风系 统等演出设备开启时,现场的背景噪声通常在30dB(A) 上下,无法达到合同中最初的要求.可根据实际情况确定 背景噪声指标.如果被测机械设备噪声级非常低,所测噪 声值与背景噪声值相差很小,可根据表3进行修正,当差值 小于3dB(A)时,可认为主要是背景噪声在起作用,控制 噪声应当从环境的角度考虑. 2.4.3隔声罩 厂家和业主在对机械设备进行机旁噪声测量时发现, 主舞台升降台,乐池升降台,软景库升降台噪声不能达到 .噪声过大的主要原因分 合同的要求,测试数据如表4所示 析如下: (1)此三类设备的电动机功率分别为:乐池升降台 55kW,主舞台升降台132kW,软景库升降台为22kW,大 功率电动机通常自身噪声值就高. 演出场馆建设麓圆 iuildin9ol[ntertainmentStadium 罩日寸,在观众席测量的这些设备噪声也基本达标. 由于测量时舞台上没有吊挂幕布,内饰没有安装,实 际演出中观众席的噪声值还会有所降低.驱动装置使用隔 声罩,一是增加了日后维护的难度和成本,二是对设备散 热不利,在验收后隔声罩并没有继续使用. 不同的机械设备有其特定的机械属性,一味追求低噪 声不合理也不现实,在制定合同日寸,对噪声值的要求应该 多一些层次,不同类的设备不宜统一评定,也没有必要为 了达标而采取IJ~81措施,一方面加大了工程投资,一方面 也费时费力. 24.5速度,载荷与噪声的关系 在现有与舞台机械噪声有关的标准和规范中,,般要求 80%速度和80%载荷条件下进行噪声测试,但是8o%~r实现 表4不加隔声罩测试数据(单位dB(A)) 设备名称 乐池升降台 主舞台升降台 地点_动作 基坑至 观众席霁 基坑霁 观众席至 速度载荷 1O0%O% 1O0%O% (2)乐池升降台,软景库升降台均采用大螺旋驱动,软景库升降台基坑霁1..%.% 主舞台升降台为链条驱动,驱动方式决定了这三类设备机 旁的机械噪声值大,如:大螺旋驱动机构机旁1m处噪声值 为79dB(A). (3)检测时基坑墙面只安装了部分吸声板,未处理的 墙面造成的声反射,从一定程度上放大了机旁噪声值. 考虑到这三类设备本身的机械特性,经过综合考虑 后,设备厂家为驱动装置安装了可拆卸隔声罩,经测试证 明此方式能在一定程度上降低这三类设备的噪声值.因为 在施工阶段,基坑内并没有做必要的吸声处理,厂方认为 在采取全部措施后,这三类设备的噪声值可以达到合同规 定指标.表5为验收时厂方总结的三类设备的现有噪声和预 期值. 2.4.4关于隔声罩问题 如图1所示,驱动装置在安装了隔声罩以后,这三类设 备的机旁噪声伯均有所下降,并接近合同指标.不用隔声 碴 (备注:测试时,主舞台升降台基坑和软景库基坑背案噪声值为30dB(A) 乐池升降台基坑背景噪声为40dB(A).) 表5加隔声罩测试数据和预期值(单位.dB(A)) …溢罩聚取措骺设称嚣聚_ 33 弱}:;?柏 2823137533的??{5;昌8? 2叭0年第十一期总第51期月刊 No.11,2010monthlyNo51 起来相对比较麻烦,而改变速度则相对比较容易.三菱公司 在歌剧院进行噪声检测时,对电动吊杆,轨道式单点吊机, 自由单点吊机在80%速度,80%载荷和100%速度,0%载荷两 种情况下分别进行了测试,测量结果如表6,表7所示. 2.4.6关于速度和载荷的要求 图2为表中数据对比图,图中可见,两种情况下的噪声 值非常接近,相差约2dB(A),3dB(A).考虑到检测 表680%速度80%载荷时测试(单位dB(A)) 嘲? 电动吊杆卷扬机房 譬卷扬机房单点吊杆 自害薯点卷扬机房吊机 噪声值 {自检) 62 58 58 60 53 52 l盘l腚值l搬主捡套 6365 6165 5865 6365 5165 5365 (备注:厂家自检时背景噪声为26dB(A),业主检查时,电动吊杆卷扬机 房背景噪声为43dB(A)轨道式单点吊杆巷扬机房背景噪声为30dB(A), 自由单点吊机卷扬机房背景噪声为23dB(A).) 表7100%速度0%载荷时测试(单位.dB(A)) j鬻穰l}向速度载荷 卷扬机房霎电动吊杆 观众席 轨道式卷扬机房I霁 单点吊机观众席霁 自由卷扬机房~下 P 降 r 单点吊机观众席至霁 1O0%0% 100%0% 100%0% 噪声值 60.2 60.4 29.4 29,6 553 576 24.5 26.8 55_2 54.9 24.4 24.1 规定值 65 65 40 40 65 65 40 40 65 65 40 40 日寸候增加设备载荷相列比较困难,在检测舞台机械设备噪 声时,可考虑用100%速度和0%载荷条件来代替.而舞台机 械运动时载荷与速度对噪声级的具体对应关系,还需要进 一 步研究. 2.4.7其他检测结果 表8和表9分别是部分直接参与演出的,比较有代表性 的机械设备噪声检测结果.图3为实测数据与合同规定值的 对比图,由图可知,舞台机械设备机旁噪声,观众席噪声 后舞台车台 三垂:::萋薹 转台c外环, 三:::墨 辅助升降台舞台面霁定速0%5563.77.0 '前侧观众席I定速0% 侧舞台车台 三至妻蚕 指挥升降台 :妻薹:蚕蚕 飞行器 卷扬机房 防火幕 观众席XQ精 马道 灯光吊架 观众席 轨道单点吊机格栅至 '乐池上空'观众席I dB(A)) 速度《薯葡.《lI|;潮酗l鞠 100%0% 100%0% 100%0% 100%0% 定速0% 定速0% 100%0% 100%0% 62.565 63.165 55365 31.740 32.340 24.540 64.265 63.265 33.440 32.440 58.165 59.665 53.865 52.665 29.240 30.740 24.940 23.740 53.865 53.165 26.240 25.540 荷%%%黼涨 度%%%黻涨涨 僻蚜僻蚜傩 达到了合同规定的要求,尤其是各设备在观众席噪声佰都 低于合同规定值. 3歌剧院舞台机械使用:三年后噪声榆测 上文给出了国家大剧院歌剧院验收时噪声检测内 容以及检测结果.2009年,2010年期间,中国传媒大学 信息工程学院自动化系(国家公益性行业科研专项经费 项目"演艺场所舞台机械噪声检测及控制标准研究" (No:200810865))课题组研究制定了新的舞台机械噪声 检测方案,国家大剧院歌剧院的舞台机械设备进行了实 地检测. 3.1歌剧院使用情况 歌居0院的主要演出形式为歌剧,舞剧,芭蕾舞剧以及 大型歌舞剧,舞台机械的配置需满足演出中快速迁换布景 的需要,具有推,拉,升,降的功能,兼有部分参与演出 的功能,是演出中机械使用频率较高的剧院. 歌剧院的演出频度很高,据统计,2008年1月 1日,2010年1月2日期间,就安排了123种剧目,381场演 出,其中包括歌舞,芭蕾,音乐会,晚会,民族舞剧,京 剧等各类演出.根据演出中机械使用情况的统计,这里将 演出场馆建设盔圆 Buiidin9ofEntertainmentStadium 舞台机械分为三类. (1)频繁参与演出的机械:提升式大幕机,对开式大 幕机,电动吊杆,侧舞台车台,主舞台升降台,后舞台车 台等. (2)不频繁参与演出的机械:斜拉式大幕机,轨道单 点吊机,乐池升降台,灯光吊笼等. (3)不直接参与演出的机械:灯光桥,侧灯光吊杆 等. 3.2噪声检测方案 3.2.1机旁噪声测试 测量对象为所有舞台机械设备.测量时,除被测机械 外其他舞台机械设备关闭,测量现场的空调通风系统若无 严重干扰可开启,测量环境内无其他明显干扰噪声.用精 度为I级的声级计在机械驱动设备表面1m处测量一个动作周 期内的A声级LA.被测设备为所有舞台机械.为保证测量有 效,测量前需先测背景噪声. 3.2_2观众席噪声测试 考虑到不直接参与演出的设备在演出进行过程中不会 动作,观众席测量对象选定为参与演出的舞台机械设备. 使用精度为I级的测量仪器,在观众席第一排中部座位距地 面1.2111(人坐下时耳朵离地的平均高度)处测量据台机械 高速运行下一个动作周期内的等效连续A声级Leq.为保证 噪声测量有效,在对舞台机械噪声进行测量前需先测背景 噪声.检测环境应模拟正常演出时设备的使用情况.即: 演出场所无演出情况下,观众席安装全部座椅,侧舞台和 后台(如果有)防火隔音门按演出时状态开启或关闭,大 幕开启,除舞台机械外其他演出设备(包括冷暖空调通风 设备等)开启. 3.3噪声检测结果及分析 3.3.1机旁噪声检测结果 目前国内与舞台机械噪声相关的标准或规范中仅对限 值做了要求,并没有规定测量方法和取值方法.如图4所 示,为电动吊~T8o%速度下降时测得的噪声曲线图,全程并 非个平稳过程,如果取全程噪声平均值,全程最大值, 稳定运行时平均值,所得到的结果均不相同.在验收测试 中采用的是稳定运行5s的噪声值,笔者认为这种方式比较 合理,能较好地评价机械本身的运行质量.因此,三年后 35 2010年第十一期总第51期月刊 No11.2010monthlyNo51 的测试中机旁噪声数据采用这种方法取值. 因篇幅有限,在表10中仅列出直接参与演出,有代表 3.3.2观众席噪声检测结果 表II给出了观众席噪声测试结果,因篇幅有限,仅列 性的机械设备噪声测量数据.出代表性机械设备噪声值. 机旁噪声测试值均高于背景噪声l0dB(A)以上,无观众席测得的舞台机械噪声值 偏小,与背景噪声的差 需修正,可直接与三年前验收日寸数据进行比较.如图5所伯较小,通常小于 10dB(A),需要修订后才能与三年前 示,与验收时噪声测试值相比,部分设备三年后的测量数所测噪声数据类比.因此, 此处不做全面的比较.图6仅给 值略有增高,但是幅度不大.综合考虑到此次测试中速度 未全达到100%,可见,在这三年使用过程中,舞台机械设 备运营,维护情况良好. 表10机旁噪声测试结果(单位:dB(A ,{ .设备为称潦}lljll啦非'?? 电动吊杆 假台1:1上片 提升式大幕机 轨道单点吊机 灯光桥 自由单点吊机 后舞台电动吊杆 灯光吊架 前辅助升降台 乐池升降台 主舞台升降台 侧车台 侧补偿台 下降 上升 下降 上升 闭幕 开幕 下降 上升 下降 上升 下降 上升 下降 上升 下降 上升 下降 上升 下降 上升 下降 上升 平移 下降 上升 速度 1.5m,s 1.0m/s 1.5m/s 1.5m/s 01m/s 0.8mls 0.5mls 0.25mls 0.O5mls O.1m/s 01m/s 0.3m/s 0.O5m/s 额定速度 百分比 80% 100% 70% 80% 100% 70% 100% 5O% 100% 100% 100% 50% 10O% 噪声值 597 60.9 69.5 68.6 57.8 63.6 555 58.9 68.8 70.5 53.8 54.6 591 577 657 548 64.6 67.4 80 80.2 78.7 79 66 70.4 72 (备注l:检测时,背景噪声不高~30dB(A),测量数值有效.备注2:因 为现场条件的原因,少数机械只能用到演出中可能用到的最大速度.) 36 表11观众席噪声测试(单位:dB(A 电动吊杆至霁,.sm,S,..%萎宝 提升式大幕机霁茎,.sm,seo% 对开式大幕机1.8m,s65%蠹 灯光吊架o..sm,s,00%: 侧车台罟盂羹喜.一e,oo% 乐池升降台0.m,s10o%: 主舞台升降台0l3m/s100% 后车台芒0.05m/s,..%笔 转台震..5m,s,00%.4.0..41喜 (备注1:测试时背景噪声约为30dB(A).备注2:因为现场诸多原因,噪 声测试时机械速度未能全部达到100%.) 出了两种噪声级比较高的设备噪声对比图,由图可知主 舞台升降台噪声值相差不大,但乐池升降台的噪声约下 降了6dB(A),在这三年间乐池升降台驱动装置没有大 的改动,噪声降低的原因与本次检测日寸舞台上吊挂幕布, 三年间乐池升降台驱动装置磨合,维护情况良好等原因有 关.实际上,演出日寸机械设备最大运行速度达不到100%, 在演出过程中,舞台机械噪声值比测试值要更低一些. 4结沦 本文概述了国家大剧院歌剧院验收日寸噪声测试程序以 及使用三年后的噪声测试内容,并对测试结果进行了又寸比 分析.按照GB/T50356-2005《剧场,电影院和多用途厅堂 建筑声学设计规范》,JGJ57—2000《剧场建筑设计规范》 中对舞台机械噪声的要求:升降乐池运行时的机械噪声, 在观众席第一排中部应小于60dB(A),其他舞台机械噪 声,在观众席第一排中部应小于或等于50dB(A).从测 量结果来看,无论是验收时测量结果,还是使用三年后的 机械噪声级,国家大剧院歌剧院舞台机械噪声级远小于以 上要求.可见,作为国家顶级演出场所的国家大剧院,歌 剧院中舞台机械种类最多,代表性最强,舞台机械设备的 演出场馆建设嚣圆 BuildingofEntertainmentStadium 装备和维护保养水平不言而喻.同时,文中所述检测方案 及检测数据也为日后制定有关舞台机械噪声的检测及控制 标准提供了代表性依据.晴 (注:中国传媒大学信息工程学院的苏志斌,国家大剧院 的厉宣浩参与了本文中的工作;国家大剧院的徐奇,中 国传媒大学信息工程学院的蒋伟,任慧指导了本文的写 作.) 参考文献: [1】JGJ57-2000.剧场建筑设计规i岜[s] [2】WH/T27-2007.舞台机械验收检测程序[S】 [3]GB/T50356-2005,剧场,电影院和多用途厅堂建筑 声学设计规范【s] [4]刘玉群,饶紫卿,荣志晓,王毅,厉宣浩,李旭.国 家大剧院歌剧院舞台机械概述【J].艺术科技.2008(1) [5]GB/T17248.1,GB/T17248.5.声学机器和设备发射 的噪声测定工作位置和其他指定位置发射声压级的基 础标准导则及其系列标准【S】 [6】徐奇.国内,外舞台机械的发展状况【J].艺术科技, 2001(1) [7】洪宗辉.环境噪声控制工程[M].北京:高等教育出 版社,2002 [8】任慧,蒋伟,白石磊,张晶晶,钟睿.舞台机械噪声 控制标准的探讨[J].北京:环境工程增刊.2009,第27 卷 (编辑潘浪) 37