多功能会议室声学设计

2021-08-18 06:28胡海燕
建材技术与应用 2021年4期
关键词:观众厅混响时间频率特性

□□ 胡海燕

(山西水利职业技术学院,山西 太原 030032)

1 工程概况及设计指标

1.1 工程概况

该工程为位于山西省某市郊区的某厂区多功能会议室。会议室设置于办公楼B楼的顶层,办公楼前方为大广场,后为厂区的其他办公楼,两侧为A、C附楼,具体平面布置如图1所示。多功能会议室平面形式为宽度大于进深的矩形平面,长轴为28.5 m,短轴为18 m,会议室观众厅容积为1 150 m3。

图1 办公楼平面布置图

1.2 设计指标确定

依据GB/T 50356—2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》和GB-3096-82《城市区域环境噪声标准》等国家规范标准及该项目建设批准文件,并结合多功能厅的具体情况,对音质、隔声、室内噪声控制等方面进行声学设计,尽可能兼顾会议使用时的语言清晰和文艺演出、年终联欢时的声音丰满度,使此处设计基本满足以下条件:

(1)足够的响度,且声场均匀,在获得足够响度的同时,使声场的响度最大值与最小值相差≯6 dB,最大值与其平均值相差≯3 dB。

(2)合适的混响时间和混响频率特性,使声音既清晰又丰满、圆润。根据GB/T 50356规定,中频500 Hz的混响时间为0.8~1 s。根据使用功能,确定设计值为1 s(满场),因多功能会议室主要为语言声,所以它的混响时间频率特性曲线尽可能为直线,每个倍频带的混响时间具体见表1。

表1 混响频率特性

(3)较多的早期反射声,提高声音的响度、明晰度和空间感。

(4)较低的干扰噪声。根据室外的噪声状况,围护结构隔声量≮35 dB,室内噪声评价数限制为NR-35。

(5)无回声、声聚焦等声学缺陷。

(6)听觉与视觉有较好的方向一致性。

2 声学设计

多功能会议室要创造一个良好的音质环境,包括建声和电声两个方面的设计。建声条件好的厅堂应是混响时间合理,声音扩散性好,无回声、声聚焦、声阴影、声耦合、背景噪声等声学缺陷,满足上述要求的厅堂,相同的音响设备会获得更好的音质效果。所以多功能会议室设计的主要任务是利用声学原理做扩散反射设计,使观众席具有足够的早期反射声覆盖,并使早期反射声分布均匀、覆盖面大,混响时间满足设计要求。

2.1 体型设计

该多功能会议室平面形式为宽度大于进深的矩形平面,具体如图2所示。这类平面具有平面规整、结构简单等优点,对结构选型、施工等方面比较有利,且能提供较好的视线条件。但听众席中部有较大区域内缺乏前次反射声,由后墙而来的前次反射声又不太理想。根据平面特点可对舞台部分墙面及观众厅两侧墙面作反射处理,来获得早期的反射声,对早期反射声缺乏的后中部可用电声作补充。在体型设计时,把舞台墙面全部作反射处理,用钢骨架干挂微晶石,骨架与石材固定成为一体,减少振动损耗。舞台侧墙处理成折线来缩小张角,使反射声到达观众厅的中前部,具体地平面布置如图2所示。观众厅侧墙上部用微穿孔板作吸声处理,下部还是用干挂石材作反射处理,为观众席两侧提供一次反射声。观众厅后墙为大面积窗户,窗户处用双层织物帘幕作吸声处理,帘幕与外围护结构之间留有100 mm的空腔。后墙结构柱之间再做假柱,一方面使得后墙形体丰富、美观;另一方面凸出的柱体有一定的扩散功效。这样处理既可避免回声,又可提高室内声场的均匀度。吊顶部分采用叠级吊顶,用不同的吸声材料间隔布置,使室内混响时间频率特性曲线趋近于直线。

图2 多功能会议室平面布置图

多功能会议室的这种体型设计,既能提供较多的一次反射声,使室内声场均匀,又合理地布置吸声材料,避免回声和其他声学缺陷的产生,并使混响时间频率特性曲线接近于直线,满足多功能会议室的使用需求。

按照GB/T 50356规定,多用途厅堂观众厅每座容积宜为3.5~5.0 m3/座,本案多功能会议室观众厅容积为1 150 m3,布置观众席225座,基本满足要求。

2.2 混响时间设计

该厅中频混响时间设计值为1 s(满场),混响时间设计计算时,应利用各类不同材料与构造进行组合,使混响频率特性均衡、平滑,尽可能满足设计要求。观众厅侧墙反射面、吸声板及后墙的吸声帘幕均与结构留有100 mm的空气层,吊顶的微穿孔板及铝板后也留有空气层,不同的空气层厚度即使材料相同,吸声系数也会不同,作混响时间计算时,严格按照材料和构造进行吸声量的计算。

2.2.1 观众厅座椅

因观众厅容积相对较大,厅内布置观众席225座,座椅的吸声量在整个大厅的吸声量计算中不容忽视。该厅采用软质高靠背垫椅,空椅及坐人状况下的每座吸声量见表2。

表2 观众厅座椅(空椅及坐人时)每座吸声量(m2)

2.2.2 吊顶

多功能会议厅整个吊顶全部做吸声处理。观众厅吊顶为叠级吊顶,较高一级的两侧为单层微穿孔铝板天棚(板厚与孔径均为0.8 mm,穿孔率P为1%,板后空气层为250 mm),中间为大间距的钢网架喷黑,较低一级的为铝板天棚,舞台吊顶为铝板造型天棚,在铝板天棚上开口,并在开口四周做发光灯带,该构造的吸声性能见表3。

表3 多功能会议室天棚吊顶材料的吸声系数α

2.2.3 舞台及观众厅墙面

舞台墙面均作反射处理,为干挂微晶石及聚晶石,龙骨、面层固定,成为一体,减少对低频声的吸收,为观众厅提供较多的一次反射声。观众厅侧墙上部用微穿孔铝板(孔径及板厚均为0.8 mm,穿孔率P为1%,板后空气层为100 mm)作吸声处理,下部为石材干挂,作反射处理,为两侧观众席提供一次反射声。观众厅后墙大面积作吸声处理,窗户处挂双层织物帘幕,并与墙面留有100 mm的空腔,两结构柱之间做装饰假柱子,凸出的柱体结构对声音有适当的扩散作用。厅内墙面材料的吸声系数见表4。

表4 多功能会议室墙面材料的吸声系数α

2.2.4 混响时间计算

混响时间采用普遍使用的依琳公式进行计算,当室内声源的频率>1 000 Hz时,混响时间计算时要考虑室内空气对声音的吸收,计算结果见表5。

表5 多功能会议室混响时间的计算

经计算,混响时间满足多功能会议室的使用要求,混响时间的频率特性曲线基本上为直线,符合GB/T 50356中混响时间的设计要求。

3 隔声与噪声控制设计

GB/T 50356规定会堂、报告厅和多用途礼堂采用自然声时,观众厅的噪声评价数限制为NR-30,采用扩声系统时噪声评价数限制为NR-35。为达到规范要求,采取如下措施来控制噪声:

3.1 平面布置上的隔声降噪

该电厂位于市郊区,电厂前有一条省二级交通公路。在总图布置上,办公楼建在远离噪声源的区域(道路交通噪声及厂区内产生噪声的车间、厂房),并用一些对声环境要求不高的办公室、厂房作隔声屏障,使办公室环境相对比较安静。办公楼分为A、B、C楼,B楼主要为厂区领导办公室、会议室等,A楼为普通办公楼,C楼为餐厅与客房部。在进行平面布置时,A、C楼布置于B楼两侧,起一定的屏障作用,且多功能会议室位于B楼顶层,相对较独立、安静,不受其他办公室的干扰。在顶层多功能会议室内,为使观众厅不受外界环境的干扰,用楼道、库房等对声环境要求不太高的房间作隔声带,观众厅位于内部,外界噪声不会对会议室内部声环境造成太大的影响。

3.2 提高围护结构的隔声性能

因外围护结构有一面墙直接面向室内,且墙上有大面积窗户,前面理论部分已经说明,窗户是围护结构隔声较薄弱的环节,要提高整面墙体的组合隔声量,必须选用隔声性能好的窗户,该工程,选用8 mm厚的单层塑钢玻璃窗,窗框之间均采用柔性连接,减少固体声的传入,并且对窗缝进行密封处理。外墙选用370 mm厚的墙体,因会议室内只有一面墙直接与室外相连,所以只对其进行隔声量计算,查表得知370 mm厚的墙体双面抹灰的隔声量为56 dB,60系列单层塑钢窗,玻璃厚度为8 mm,此窗户的隔声量为30.5 dB,窗墙面积比为7∶3,则组合部件的隔声量计算结果为33 dB。此隔声量能满足室内允许噪声要求。

出入观众厅的门选用隔声门,并对门缝进行密封处理,避免噪声从隔声相对较薄弱的门进入会议室内,影响室内声环境。

多功能会议室位于办公楼的顶层,屋顶为现浇混凝土,混凝土上有保温层、防水层,下面采用植物喷涂吸声材料,以加强对撞击声、雨声等的吸声降噪。

多功能厅内的噪声主要来源于空调风口、舞台机械噪声等,应在建造之初就给予全面考虑,按允许噪声指标合理选用设备,在安装时作好隔声减振处理。具体措施:一是在风机、空调机和电机下作减振处理,即在风机、空调机和电机的混凝土基础或安装架下设减振器和胶垫;二是所有悬挂风管的吊钩均作减振吊钩,管道接口采用软性连接;三是风机的送风端和回风端加有足够消声量的消声器,所有风道弯头尽可能做吸声弯头。

4 结语

大型的厅堂、场馆的声学设计是一门专业性很强的设计,需要建筑设计与室内装饰设计的完美配合,本文是从建筑设计师的角度,在保证多功能会议室美观舒适的同时,更要注重使用功能的要求。该案例中的多功能会议室声学设计达到设计指标,满足使用需求,交付后获得业主的一致好评。

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