多功能厅的声学?#27835;?#35774;计

多功能厅是集会议报告、学术?#33268;邸?#25991;艺演出、新闻发布、同声翻译等形式于一体的具有多种用途的厅堂。建设多功能厅是一项系统工程,需要多学科之间技术与艺术的融合,特别是对于声音的处理是决定其成功与否非常关键的因素。如何对其进行合理的声学设计,从而达到多种功能的使用目的和高效的经济效益,是值得深入思考的。

  本文主要针对多功能厅声学功能要求,进行了声学改造,从背景噪声控制、体型调整和混响设计等方面进行修正,使最终改造建成的多功能厅能够较好地满足使用的功能。

  1 项目概况

  多功能厅内设有辅助的电声系?#24120;?#20027;要功能以会议为主,观影、娱?#27835;?#36741;。因此,需要经过适当的声学设计,既要保证语言的清晰度,又要注重音质的丰满度。

  2 现存音质问题

  通过测量和声学?#27835;?#21457;现,存在以下几点问题:

  (1)多功能厅的门厅入口处设置了?#38477;?#38376;,其中连接公共走廊有一道门,容易产生外部噪声的侵扰;而观众厅内空调出送风也会造成厅内背景噪声过高。

  (2)观众厅侧墙没有形成连续的隔断墙,侧向反射声分布不连续。但是由于左?#20063;?#22681;形成交叉的反射声,且天花板的反射区域能够覆盖到整个观众席,因此,对侧向反射声分布不连续的问题有一定的弥补,不会造成明显的音质问题。

  (3)观众厅内部一次反射声无回声问题产生,但后?#38477;?#20108;次反射声可能会在观众区的中前部产生回声。

  (4)观众厅现状混响时间超过设计值,特别是低频混响时间过长,会严重影响语言的清晰度。

  (5)观众厅和走廊的混响时间不一致,鉴于二者连通的建筑形式,易产生耦合效应 

  (6)原布置方案材料选用单一,且大面积使用GRG外层包?#30340;酒ぃ?#26448;料表面过硬,吸声不足,则会严重导致低频(125 Hz250 Hz)混响时间过长,影响语言的清晰度,降低报告厅的听闻质量。因此,应该主要针对低频声相应调整观众厅的材料布置。后?#38477;?#37329;属隔栅包?#30340;酒?#21482;是装饰,无法起到吸声作用,极易引起回声。

  总之,多功能厅在混响时间和材料布置上均需进行改造。在后期的使用中要实现以下的目标:

  (1)既要保证足够的响度,又要满足声场的均匀;

  (2)要保证合适的混响时间和混响时间频率特性,满足厅堂多功能的使用目的;

  (3)保证较多的早期反射声,提高声音的响度、明晰度和空间感;

  (4)避免任何位置出现回声、多重回声、声聚焦和共振等可识别的声学缺陷。

  3 音质改造

  3.1 噪声控制

  根据国家标准GB/T 50356-2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范?#20998;?#20851;于观众厅噪声控制的规定:观众厅和舞台内无人占用?#20445;?#22312;通风、空调设备和放映设备等正常运转条件下,噪声级的限值不宜超过噪声评价曲线NR值的规定:

  考虑到该多功能厅主要用作会议,并要满足观影娱乐的需求,所以将观众厅内的噪声限值定为NR-35。噪声评价曲线NR-35对应的各倍频带声压级(dB),报告厅观众厅内和舞台的背景噪声在各个频带上的声压级都不应超过规定。

  为保证观众厅内有?#31995;?#30340;背景噪声,门厅入口设置的?#38477;?#38376;连同公共走廊的一道门,应选用隔声门。公共走廊也属于厅内一部分,在正常使用?#20445;?#36208;廊内不会有行人喧哗,因此,在此次改造中不作处理。

  为?#20048;?#31354;调机房内的噪声对观众厅造成大的影响,需要对空调机房进行特殊的降噪处理。观众厅内空调出送风会造成厅内背景噪声级过高,同样需要配合设备设计师进行降噪处理。

  3.2 体型调整

依据以上声线?#27835;觶?#22810;功能厅堂的体型基本符合要求,从声学和造价角度考虑,厅堂体型保持原有方案,不做大的调整。

3.3 混响时间设计 
  根据厅堂的使用功能和每座容积?#38382;?#30830;定了该厅满场和空场各频带的最佳混响时间,并结合声线?#27835;?#21644;材料选型进行了混响设计。 
  为了保证混响时间,需要对多功能厅内部材料进行处理调整。 
  (1)天花中部吸声部分采用成品吸声板,其中1/3吊顶面积在板后填50 mm厚密度为80 kg/m3的岩棉,另外2/3吊顶面积在板后加100 mm厚空腔,两种构造做法同时使用。 
  (2)天花四周选用隔音吸音顶(吸音材料+石膏板+隔音材料+石膏板)。 
  (3)侧墙前部反射部分采用隔音墙,板后空腔120 mm;侧墙后部吸声部分采用18 mm穿孔中密度木?#23435;?#26465;板,其上细条宽13 mm,板条间距3 mm,钻?#37096;?#30340;孔径10 mm,孔距16 mm,穿孔率12%,与原有墙体之间保持200 mm的空腔。 
  (4)后墙采用石膏板+隔音材料+石膏板+穿孔三夹板,孔径5 mm,孔距40 mm,板后附无纺布,加100 mm厚矿棉,观众厅内侧仍为金属隔栅包?#30340;酒?#35013;饰面层。 
  (5)其余材料布置仍采用原装修方案GRG外层包?#30340;酒ぁ?nbsp;
  (6)舞台材料主要采用石膏板+隔音材料+吸声材料,离墙50 mm,材料高度为2 m,上部墙体为硬质墙面。舞台后部墙体为硬质墙面,仍保持原有材料。 
  本材料的调整方案是以隔音吸声来降低低频混响声,从而有效地改善由于低频掩蔽效应造成的厅内清晰度较差的问题。 
  4 改造后的声学模拟 
  为了验证声学设计的最终成果,利用声学模拟软件Odeon对混响时间、明晰度、语言传输指数和EDT等声学?#38382;?#36827;行模拟计算,改造设计后观众厅内混响时间适当,混响时间的频率响应合理,明晰度和语言清晰度较高,声场均匀,达到了声学改造的目的。

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