多功能會(huì)議室聲學(xué)設(shè)計(jì)

□□ 胡海燕

(山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030032)

1 工程概況及設(shè)計(jì)指標(biāo)

1.1 工程概況

該工程為位于山西省某市郊區(qū)的某廠區(qū)多功能會(huì)議室。會(huì)議室設(shè)置于辦公樓B樓的頂層，辦公樓前方為大廣場(chǎng)，后為廠區(qū)的其他辦公樓，兩側(cè)為A、C附樓，具體平面布置如圖1所示。多功能會(huì)議室平面形式為寬度大于進(jìn)深的矩形平面，長(zhǎng)軸為28.5 m，短軸為18 m，會(huì)議室觀眾廳容積為1 150 m3。

圖1 辦公樓平面布置圖

1.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)確定

依據(jù)GB/T 50356—2005《劇場(chǎng)、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB-3096-82《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》等國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及該項(xiàng)目建設(shè)批準(zhǔn)文件，并結(jié)合多功能廳的具體情況，對(duì)音質(zhì)、隔聲、室內(nèi)噪聲控制等方面進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計(jì)，盡可能兼顧會(huì)議使用時(shí)的語(yǔ)言清晰和文藝演出、年終聯(lián)歡時(shí)的聲音豐滿度，使此處設(shè)計(jì)基本滿足以下條件：

(1)足夠的響度，且聲場(chǎng)均勻，在獲得足夠響度的同時(shí)，使聲場(chǎng)的響度最大值與最小值相差≯6 dB，最大值與其平均值相差≯3 dB。

(2)合適的混響時(shí)間和混響頻率特性，使聲音既清晰又豐滿、圓潤(rùn)。根據(jù)GB/T 50356規(guī)定，中頻500 Hz的混響時(shí)間為0.8～1 s。根據(jù)使用功能，確定設(shè)計(jì)值為1 s(滿場(chǎng))，因多功能會(huì)議室主要為語(yǔ)言聲，所以它的混響時(shí)間頻率特性曲線盡可能為直線，每個(gè)倍頻帶的混響時(shí)間具體見(jiàn)表1。

表1 混響頻率特性

(3)較多的早期反射聲，提高聲音的響度、明晰度和空間感。

(4)較低的干擾噪聲。根據(jù)室外的噪聲狀況，圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲量≮35 dB，室內(nèi)噪聲評(píng)價(jià)數(shù)限制為NR-35。

(5)無(wú)回聲、聲聚焦等聲學(xué)缺陷。

(6)聽(tīng)覺(jué)與視覺(jué)有較好的方向一致性。

2 聲學(xué)設(shè)計(jì)

多功能會(huì)議室要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)良好的音質(zhì)環(huán)境，包括建聲和電聲兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)。建聲條件好的廳堂應(yīng)是混響時(shí)間合理，聲音擴(kuò)散性好，無(wú)回聲、聲聚焦、聲陰影、聲耦合、背景噪聲等聲學(xué)缺陷，滿足上述要求的廳堂，相同的音響設(shè)備會(huì)獲得更好的音質(zhì)效果。所以多功能會(huì)議室設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是利用聲學(xué)原理做擴(kuò)散反射設(shè)計(jì)，使觀眾席具有足夠的早期反射聲覆蓋，并使早期反射聲分布均勻、覆蓋面大，混響時(shí)間滿足設(shè)計(jì)要求。

2.1 體型設(shè)計(jì)

該多功能會(huì)議室平面形式為寬度大于進(jìn)深的矩形平面，具體如圖2所示。這類(lèi)平面具有平面規(guī)整、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)結(jié)構(gòu)選型、施工等方面比較有利，且能提供較好的視線條件。但聽(tīng)眾席中部有較大區(qū)域內(nèi)缺乏前次反射聲，由后墻而來(lái)的前次反射聲又不太理想。根據(jù)平面特點(diǎn)可對(duì)舞臺(tái)部分墻面及觀眾廳兩側(cè)墻面作反射處理，來(lái)獲得早期的反射聲，對(duì)早期反射聲缺乏的后中部可用電聲作補(bǔ)充。在體型設(shè)計(jì)時(shí)，把舞臺(tái)墻面全部作反射處理，用鋼骨架干掛微晶石，骨架與石材固定成為一體，減少振動(dòng)損耗。舞臺(tái)側(cè)墻處理成折線來(lái)縮小張角，使反射聲到達(dá)觀眾廳的中前部，具體地平面布置如圖2所示。觀眾廳側(cè)墻上部用微穿孔板作吸聲處理，下部還是用干掛石材作反射處理，為觀眾席兩側(cè)提供一次反射聲。觀眾廳后墻為大面積窗戶，窗戶處用雙層織物簾幕作吸聲處理，簾幕與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間留有100 mm的空腔。后墻結(jié)構(gòu)柱之間再做假柱，一方面使得后墻形體豐富、美觀；另一方面凸出的柱體有一定的擴(kuò)散功效。這樣處理既可避免回聲，又可提高室內(nèi)聲場(chǎng)的均勻度。吊頂部分采用疊級(jí)吊頂，用不同的吸聲材料間隔布置，使室內(nèi)混響時(shí)間頻率特性曲線趨近于直線。

圖2 多功能會(huì)議室平面布置圖

多功能會(huì)議室的這種體型設(shè)計(jì)，既能提供較多的一次反射聲，使室內(nèi)聲場(chǎng)均勻，又合理地布置吸聲材料，避免回聲和其他聲學(xué)缺陷的產(chǎn)生，并使混響時(shí)間頻率特性曲線接近于直線，滿足多功能會(huì)議室的使用需求。

按照GB/T 50356規(guī)定，多用途廳堂觀眾廳每座容積宜為3.5～5.0 m3/座，本案多功能會(huì)議室觀眾廳容積為1 150 m3，布置觀眾席225座，基本滿足要求。

2.2 混響時(shí)間設(shè)計(jì)

該廳中頻混響時(shí)間設(shè)計(jì)值為1 s(滿場(chǎng))，混響時(shí)間設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)利用各類(lèi)不同材料與構(gòu)造進(jìn)行組合，使混響頻率特性均衡、平滑，盡可能滿足設(shè)計(jì)要求。觀眾廳側(cè)墻反射面、吸聲板及后墻的吸聲簾幕均與結(jié)構(gòu)留有100 mm的空氣層，吊頂?shù)奈⒋┛装寮颁X板后也留有空氣層，不同的空氣層厚度即使材料相同，吸聲系數(shù)也會(huì)不同，作混響時(shí)間計(jì)算時(shí)，嚴(yán)格按照材料和構(gòu)造進(jìn)行吸聲量的計(jì)算。

2.2.1 觀眾廳座椅

因觀眾廳容積相對(duì)較大，廳內(nèi)布置觀眾席225座，座椅的吸聲量在整個(gè)大廳的吸聲量計(jì)算中不容忽視。該廳采用軟質(zhì)高靠背墊椅，空椅及坐人狀況下的每座吸聲量見(jiàn)表2。

表2 觀眾廳座椅(空椅及坐人時(shí))每座吸聲量(m2)

2.2.2 吊頂

多功能會(huì)議廳整個(gè)吊頂全部做吸聲處理。觀眾廳吊頂為疊級(jí)吊頂，較高一級(jí)的兩側(cè)為單層微穿孔鋁板天棚(板厚與孔徑均為0.8 mm，穿孔率P為1%，板后空氣層為250 mm)，中間為大間距的鋼網(wǎng)架?chē)姾?，較低一級(jí)的為鋁板天棚，舞臺(tái)吊頂為鋁板造型天棚，在鋁板天棚上開(kāi)口，并在開(kāi)口四周做發(fā)光燈帶，該構(gòu)造的吸聲性能見(jiàn)表3。

表3 多功能會(huì)議室天棚吊頂材料的吸聲系數(shù)α

2.2.3 舞臺(tái)及觀眾廳墻面

舞臺(tái)墻面均作反射處理，為干掛微晶石及聚晶石，龍骨、面層固定，成為一體，減少對(duì)低頻聲的吸收，為觀眾廳提供較多的一次反射聲。觀眾廳側(cè)墻上部用微穿孔鋁板(孔徑及板厚均為0.8 mm，穿孔率P為1%，板后空氣層為100 mm)作吸聲處理，下部為石材干掛，作反射處理，為兩側(cè)觀眾席提供一次反射聲。觀眾廳后墻大面積作吸聲處理，窗戶處掛雙層織物簾幕，并與墻面留有100 mm的空腔，兩結(jié)構(gòu)柱之間做裝飾假柱子，凸出的柱體結(jié)構(gòu)對(duì)聲音有適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散作用。廳內(nèi)墻面材料的吸聲系數(shù)見(jiàn)表4。

表4 多功能會(huì)議室墻面材料的吸聲系數(shù)α

2.2.4 混響時(shí)間計(jì)算

混響時(shí)間采用普遍使用的依琳公式進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)室內(nèi)聲源的頻率>1 000 Hz時(shí)，混響時(shí)間計(jì)算時(shí)要考慮室內(nèi)空氣對(duì)聲音的吸收，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 多功能會(huì)議室混響時(shí)間的計(jì)算

經(jīng)計(jì)算，混響時(shí)間滿足多功能會(huì)議室的使用要求，混響時(shí)間的頻率特性曲線基本上為直線，符合GB/T 50356中混響時(shí)間的設(shè)計(jì)要求。

3 隔聲與噪聲控制設(shè)計(jì)

GB/T 50356規(guī)定會(huì)堂、報(bào)告廳和多用途禮堂采用自然聲時(shí)，觀眾廳的噪聲評(píng)價(jià)數(shù)限制為NR-30，采用擴(kuò)聲系統(tǒng)時(shí)噪聲評(píng)價(jià)數(shù)限制為NR-35。為達(dá)到規(guī)范要求，采取如下措施來(lái)控制噪聲：

3.1 平面布置上的隔聲降噪

該電廠位于市郊區(qū)，電廠前有一條省二級(jí)交通公路。在總圖布置上，辦公樓建在遠(yuǎn)離噪聲源的區(qū)域(道路交通噪聲及廠區(qū)內(nèi)產(chǎn)生噪聲的車(chē)間、廠房)，并用一些對(duì)聲環(huán)境要求不高的辦公室、廠房作隔聲屏障，使辦公室環(huán)境相對(duì)比較安靜。辦公樓分為A、B、C樓，B樓主要為廠區(qū)領(lǐng)導(dǎo)辦公室、會(huì)議室等，A樓為普通辦公樓，C樓為餐廳與客房部。在進(jìn)行平面布置時(shí)，A、C樓布置于B樓兩側(cè)，起一定的屏障作用，且多功能會(huì)議室位于B樓頂層，相對(duì)較獨(dú)立、安靜，不受其他辦公室的干擾。在頂層多功能會(huì)議室內(nèi)，為使觀眾廳不受外界環(huán)境的干擾，用樓道、庫(kù)房等對(duì)聲環(huán)境要求不太高的房間作隔聲帶，觀眾廳位于內(nèi)部，外界噪聲不會(huì)對(duì)會(huì)議室內(nèi)部聲環(huán)境造成太大的影響。

3.2 提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲性能

因外圍護(hù)結(jié)構(gòu)有一面墻直接面向室內(nèi)，且墻上有大面積窗戶，前面理論部分已經(jīng)說(shuō)明，窗戶是圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲較薄弱的環(huán)節(jié)，要提高整面墻體的組合隔聲量，必須選用隔聲性能好的窗戶，該工程，選用8 mm厚的單層塑鋼玻璃窗，窗框之間均采用柔性連接，減少固體聲的傳入，并且對(duì)窗縫進(jìn)行密封處理。外墻選用370 mm厚的墻體，因會(huì)議室內(nèi)只有一面墻直接與室外相連，所以只對(duì)其進(jìn)行隔聲量計(jì)算，查表得知370 mm厚的墻體雙面抹灰的隔聲量為56 dB,60系列單層塑鋼窗，玻璃厚度為8 mm，此窗戶的隔聲量為30.5 dB,窗墻面積比為7∶3，則組合部件的隔聲量計(jì)算結(jié)果為33 dB。此隔聲量能滿足室內(nèi)允許噪聲要求。

出入觀眾廳的門(mén)選用隔聲門(mén)，并對(duì)門(mén)縫進(jìn)行密封處理，避免噪聲從隔聲相對(duì)較薄弱的門(mén)進(jìn)入會(huì)議室內(nèi)，影響室內(nèi)聲環(huán)境。

多功能會(huì)議室位于辦公樓的頂層，屋頂為現(xiàn)澆混凝土，混凝土上有保溫層、防水層，下面采用植物噴涂吸聲材料，以加強(qiáng)對(duì)撞擊聲、雨聲等的吸聲降噪。

多功能廳內(nèi)的噪聲主要來(lái)源于空調(diào)風(fēng)口、舞臺(tái)機(jī)械噪聲等，應(yīng)在建造之初就給予全面考慮，按允許噪聲指標(biāo)合理選用設(shè)備，在安裝時(shí)作好隔聲減振處理。具體措施：一是在風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)和電機(jī)下作減振處理，即在風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)和電機(jī)的混凝土基礎(chǔ)或安裝架下設(shè)減振器和膠墊；二是所有懸掛風(fēng)管的吊鉤均作減振吊鉤，管道接口采用軟性連接；三是風(fēng)機(jī)的送風(fēng)端和回風(fēng)端加有足夠消聲量的消聲器，所有風(fēng)道彎頭盡可能做吸聲彎頭。

4 結(jié)語(yǔ)

大型的廳堂、場(chǎng)館的聲學(xué)設(shè)計(jì)是一門(mén)專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)，需要建筑設(shè)計(jì)與室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)的完美配合，本文是從建筑設(shè)計(jì)師的角度，在保證多功能會(huì)議室美觀舒適的同時(shí)，更要注重使用功能的要求。該案例中的多功能會(huì)議室聲學(xué)設(shè)計(jì)達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，滿足使用需求，交付后獲得業(yè)主的一致好評(píng)。