摘   要：剧场座椅选型时不仅要提供舒适的坐感，与室内装修的协调、消防安全等要求外，还需要对声音的传输和反射等进行重点考虑。本文将探讨剧场座椅的声学性能，从材料选择、设计结构、声学特性和优化措施等方面进行分析。 

         0  引言

         剧场的声学设计涉及多个方面，包括墙壁、吊顶、地板以及座椅等。剧场座椅（以下简称：座椅）不仅直接关系到观众观看演出时的舒适度，还对声音的吸收和散射产生显著影响。研究座椅的声学性能，能有效改善剧场声场效果，提高观众的听觉体验。

         1  座椅材料对声学性能的影响

         座椅材料是决定其声学性能的关键因素之一。常见的座椅材料包括织物、海绵、木材和金属等。同一品类材料的声学性能较为接近，在此不作深入研究，下面详细介绍一下不同材料对声音的吸收和散射的特性。

         1.1 织物材料

         织物材料具有较高的吸声系数，能够有效吸收中高频声音，减少反射声、降低混响时间。织物的厚度、纤维结构和密度都会影响其吸声效果。某些特殊处理的织物，例如，使用吸声涂层或嵌入吸声纤维的织物，能够显著提升吸声性能。

         1.2  海绵材料

         海绵材料用于座椅内填充，具有良好的吸声性能，尤其对中低频声音有显著吸收效果。座椅内填充物多为聚氨酯泡沫材料，不同密度、不同空腔在吸声效果和耐久性上存在差异，开孔型通常比闭孔型具有更好的吸声性能。

         1.3 木材和金属

         木材和金属主要用于座椅框架，吸声性能相对较差，但结构稳定，需与其他吸声材料结合使用。木材和金属的表面处理工艺也会对其声学性能产生影响。通过在木材表面添加吸声涂层，或在金属框架内嵌入吸声材料，可以提升吸声性能。

         1.4 相关测试

         座椅的典型款式见图1。

图2、图3是对2款座椅进行吸声频率测试的结果。图2所用试件与图1完全一样，图3所用试件与图1的差别在于座板用织物材料进行了全包裹。从测试结果来看，座板包裹织物材料的吸声性能更好一些。

         综合来看，织物材料和海绵材料吸声性能较好，木板和金属面声学反射效果好。图4～图7为几款形制基本相同但部分材料、尺寸有所差异的座椅，吸声性能也有所不同。从图4到图7，座椅织物材料和海绵材料包覆面积逐渐减少，木材逐渐增加，吸声性能逐渐降低，声学反射效果逐渐增大。实际产品在设计使用时，可以按照这个规律，根据所需达到的吸声性能效果适当调整织物面料、海绵材料、木材（和金属）的占比。

         2  座椅外形设计对声学性能的影响

         本文所述的座椅外形设计是广义上的，包括座椅形状、布局和安装方式等。良好的设计能够有效提升剧场的声学效果。

         2.1 座椅形状

         座椅吸声主要是靠背、座面和扶手这几部分，其形状和角度可以影响声音的反射和散射。弯曲的形状可以扩散声波减少声波的直接反射。图8的座面、靠背、扶手均为曲面，有助于扩散声波，减少回声；图9的座面、靠背、扶手均为直面，声波扩散效果差，回声较图8款更大。另外，座板吸音孔的设计也能增加吸音量，如图8所示。

         图10、图11是对2款座椅进行吸声频率测试的结果。图10所用试件与图1完全一样，图11所用试件与图1的差别在于座板上增加了吸音孔。从测试结果来看，座板有吸声孔的吸声性能更好一些。

         2.2 座椅布局

         观众厅合理的座椅排布能够避免声波的多次反射和干扰。弧形或阶梯形的座椅布局能够减少声音阴影区。进行剧场设计时，座椅及其排布须遵守《剧场建筑设计规范》（JGJ 57）的有关规定，使绝大多数观众能够获得较理想的视听体验。剧场座椅排布示例见图12。

         2.3 安装方式与环境

         座椅与地面的固定方式会影响声音的传导，类似悬浮式安装能够减少结构传声。座椅底部的吸声处理，如铺设吸声毯或使用吸声基座，可以进一步减少低频噪声的传导。

         3  座椅声学特性分析

         座椅的声学特性主要包括吸声、散射和反射等方面。通过声学实验和模拟仿真，能够量化座椅对不同频率声音的影响。

         3.1 吸声性能

         表征材料吸声性能的参数是吸声系数，即被材料吸收的声能与入射声能的比值。吸声系数大于0.2的材料称为吸声材料。常用的吸声材料有玻璃棉、矿渣棉、卡普隆纤维、棉麻等植物纤维、泡沫微孔吸声砖等。座椅的织物材料和海绵材料属于吸声材料，座椅的吸声系数可以通过标准声学测试方法（如混响室法、驻波管法等）进行测量，分析不同材料和结构对吸声效果的影响。吸声系数的测量结果可以指导座椅材料的选择和设计改进。

         3.2 散射性能

         声散射是指声波在传播中遇到障碍物时，声波从障碍物四周散播开来的现象。座椅表面的粗糙度和形状会影响声音的散射效果，利用声学散射模型可以模拟不同设计方案的散射特性。通过优化座椅表面的几何结构，可使声波均匀散射，改善观众区的声场分布。

         3.3 反射性能

         座椅的反射系数决定了混响时间和清晰度，通过声场模拟软件可以评估座椅对声波的反射情况。反射性能的优化需要综合考虑座椅表面的材料、形状和布置方式，以避免不必要的声波反射和干扰。

         4  优化措施与建议

         根据剧场的具体声学要求，可以采取以下优化措施来提升座椅的吸声性能：

         4.1 选用高吸声材料

         在座椅表面和填充物中选用高吸声材料，降低混响时间。可以选择具有良好吸声性能的织物和泡沫材料，并结合新型吸声材料（如纳米吸声材料）进行设计。

         4.2 改进座椅设计

         优化座椅的形状，减少声音干扰和反射。可以采用弧形设计，确保声波的均匀传播。同时，座椅的高度和角度也需要根据剧场的具体声学环境进行调整。

         4.3 声学处理

         在座椅背部和底部进行声学处理，进一步提升吸声效果。可以在座椅底部铺设吸声毯或使用吸声基座，减少低频噪声的传导。同时，可以在座椅背部和底部设置吸声腔体，提升低频吸声性能。

         4.4 综合评价和反馈

         通过声学实验和模拟，综合评价座椅的声学性能，并根据评价结果进行改进。可以建立反馈机制，收集采购者、观众的听觉体验和建议，及时调整座椅设计和材料选择，提升整体声学效果。图13为建筑设计单位对某些型号的座椅进行声学测试的报告（局部）。

图片图13  建筑设计单位对座椅进行声学测试的报告（局部）

         5  结语

         剧场座椅的声学性能对整体声学环境有重要影响。通过合理选择材料、优化设计结构，并结合声学实验和仿真分析，可以有效提升剧场的声场效果，为观众提供更佳的视听体验。未来的研究应进一步探讨新型材料和先进设计方法，为剧场声学环境的提升提供更多技术支持。

（选自《演艺科技》2024年第二期 张奇《剧场座椅声学性能研究》。转载请标注：演艺科技传媒。更多详细内容请参阅《演艺科技》。除原创作品外，本平台所使用的文章、图片、视频及音乐属于原权利人所有，仅用于行业学习交流，并不用于商业用途。文中观点为作者独立观点，因客观原因，或会存在不当使用的情况，如，部分文章或文章部分引用内容未能及时与原作者取得联系，或作者名称及原始出处标注错误等情况，非恶意侵犯原权利人相关权益，敬请相关权利人谅解并与我们联络第一时间处理，共同维护良好的网络创作环境。）