重慶英雄灣鄉(xiāng)村振興學(xué)院會(huì)堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)

王鵬中機(jī)中聯(lián)工程有限公司高級(jí)工程師

楊芳乙中機(jī)中聯(lián)工程有限公司正高級(jí)工程師

重慶九龍坡區(qū)銅罐驛鎮(zhèn)英雄灣村是市里首批歷史文化名村，也是國家級(jí)鄉(xiāng)村治理示范村。為帶動(dòng)提升全市鄉(xiāng)村振興整體水平，在既有明誠書院的基礎(chǔ)上通過改擴(kuò)建形成了鄉(xiāng)村振興學(xué)院，以培養(yǎng)具備農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)能力的涉農(nóng)干部和新型職業(yè)農(nóng)民。學(xué)院實(shí)施開放式辦學(xué)原則，采取現(xiàn)場實(shí)景教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)視頻直播服務(wù)相結(jié)合的方式，開展教育培訓(xùn)、經(jīng)驗(yàn)交流及實(shí)踐鍛煉，并推介全市示范經(jīng)驗(yàn)。學(xué)院占地60 畝，含18 間教室和1 間會(huì)堂，配有宿舍、食堂、閱覽室及文體活動(dòng)區(qū)等空間。英雄會(huì)堂作為主要教學(xué)培訓(xùn)空間，利用全市農(nóng)家書屋數(shù)字化云平臺(tái)進(jìn)行傳播，將鄉(xiāng)村改革發(fā)展及建設(shè)治理經(jīng)驗(yàn)在深度和廣度上進(jìn)行推廣，對(duì)完善學(xué)院功能，豐富學(xué)員和當(dāng)?shù)厝罕娢幕钇鸬街匾饔谩?/p>

會(huì)堂沿西北和東南方向布置，從東北方向的英雄廣場逐級(jí)臺(tái)階而下可進(jìn)入會(huì)堂內(nèi)部，西南方向的出入口外為庭院。建筑全長47 m，寬15 m，整體為磚木坡屋頂結(jié)構(gòu)。淺灰色外墻與暗紅色木結(jié)構(gòu)梁相呼應(yīng)，深灰色瓦屋面代表了當(dāng)?shù)亟ㄖ娘L(fēng)貌，庭院內(nèi)綠植景觀與周圍景觀融合，體現(xiàn)出鄉(xiāng)村建設(shè)的新氣象，室內(nèi)空間上部三角形實(shí)木桁架及檁條則彰顯出傳統(tǒng)技藝之美。如何將此鄉(xiāng)村建筑改造成適用的觀演空間，使其在室內(nèi)外風(fēng)格保持統(tǒng)一的同時(shí)實(shí)現(xiàn)適宜的音質(zhì)條件，避免室內(nèi)環(huán)境與富有鄉(xiāng)村氣息的建筑風(fēng)貌相錯(cuò)位，都是建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)需要解決的問題（圖1 ～圖3）。

圖1 英雄灣村廣場及會(huì)堂周邊風(fēng)貌（來源：網(wǎng)絡(luò)）

圖2 會(huì)堂西南側(cè)立面（來源：作者自攝）

圖3 會(huì)堂東北側(cè)立面（來源：作者自攝）

1 功能布局與聲學(xué)設(shè)計(jì)

建筑西北側(cè)為待改造的既有大空間，東南側(cè)為2 個(gè)培訓(xùn)教室與衛(wèi)生間，由中間通道相連通，此處著重探討會(huì)堂空間。大空間平面呈狹長矩形，尺寸約32 m×15 m（長×寬），內(nèi)部共12 根鋼柱分列兩側(cè)，鋼柱距離側(cè)墻均為1.8 m，支撐著頂部木桁架。桁架下弦中部距觀眾席地面約4.4 m，最高點(diǎn)距地面約8.5 m。兩側(cè)墻上各有6 扇對(duì)開通風(fēng)窗，2 個(gè)主疏散門在左右兩側(cè)墻對(duì)稱布置，分別通往廣場和庭院，空間后部出入口可達(dá)2 個(gè)培訓(xùn)教室及衛(wèi)生間，另一側(cè)端頭預(yù)留有配電間以及設(shè)備機(jī)房（圖4～圖7）。

圖6 會(huì)堂原始平面圖（來源：作者自繪）

圖7 會(huì)堂原始剖面圖（來源：作者自繪）

1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

依據(jù)使用需求會(huì)堂采用鏡框式舞臺(tái)形式，通過優(yōu)化視聽條件生成觀眾廳與舞臺(tái)之間的體量關(guān)系，進(jìn)而形成主舞臺(tái)、跑場通道及后臺(tái)技術(shù)用房。臺(tái)口兩側(cè)設(shè)音響室并將原有鋼柱包裹暗藏，舞臺(tái)布局與原結(jié)構(gòu)融合。舞臺(tái)面相對(duì)于觀眾席區(qū)墊高0.45m，通過兩端耳臺(tái)的踏步與觀眾席區(qū)建立聯(lián)系。舞臺(tái)內(nèi)另搭鋼結(jié)構(gòu)桁架，用于暗藏懸掛幕布和頂光燈，后臺(tái)設(shè)休息室、更衣室及化妝室。

觀眾席后部一側(cè)的培訓(xùn)教室置換分隔為聲光控制室，設(shè)可開啟觀察窗。觀眾席共設(shè)15 排座椅，前11 排為可移動(dòng)軟椅，后4 排為電動(dòng)伸縮軟椅，地面未起坡，便于不同使用功能的切換。排距為0.95 m，座寬0.6 m，座位數(shù)量共230 座，所有坐席均在廳內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)柱之間的區(qū)域布置。臺(tái)口寬9.5m，高3.75 m，臺(tái)唇距舞臺(tái)后墻約6.2 m（圖8），廳內(nèi)容積約為2000 m3，每座容積約8.7m3/座。

圖8 會(huì)堂改造后平面圖（來源：作者自繪）

會(huì)堂以實(shí)現(xiàn)教學(xué)培訓(xùn)、會(huì)議、小型文藝演出和文體活動(dòng)等多功能為目標(biāo)，使用時(shí)以電聲為主，自然聲為輔。由此設(shè)定滿場中頻混響時(shí)間RT 為0.8 s±0.1 s,低頻可適當(dāng)提高，高頻略短；語音傳輸指數(shù)STI ≥0.62；清晰度D50 ≥0.5；背景噪聲應(yīng)滿足NR30。

為尊重建筑的歷史文脈，需要維持內(nèi)部白色墻面與開敞式木桁架結(jié)構(gòu)的視覺體驗(yàn)，由此確定坡屋面及局部墻面為主要吸聲部位。各吸聲界面均采用條狀金屬格柵及后附離心玻璃棉的吸聲構(gòu)造，在達(dá)到木建筑防火要求的同時(shí)，避免了材料在當(dāng)?shù)爻睗癍h(huán)境下防潮發(fā)霉的影響。頂部金屬格柵木紋機(jī)理與木望板接近，其圓弧狀的表面與圓截面檁條有機(jī)融合。觀眾席側(cè)墻和后墻下部均采用白色平板金屬格柵構(gòu)造，使得整體視覺上與鄉(xiāng)村建筑風(fēng)格渾然一體（圖9 ～圖11）。

圖9 ～圖11 會(huì)堂改造后室內(nèi)環(huán)境（來源：作者自攝）

1.2 聲場三維仿真

為確保會(huì)堂建成后達(dá)到所希望的聲環(huán)境指標(biāo)，使用聲學(xué)軟件Odeon 對(duì)聲場進(jìn)行了計(jì)算機(jī)三維仿真模擬（圖12）。各界面按照聲學(xué)方案賦予滿場條件下的聲學(xué)參數(shù)，聲源點(diǎn)設(shè)在臺(tái)唇后3 m，距舞臺(tái)面高1.5 m的位置。在中軸線的一側(cè)設(shè)7 個(gè)受聲點(diǎn)，另一側(cè)的指標(biāo)可由鏡像獲得（圖13）。

圖12 Odeon 三維仿真模擬（來源：作者自繪）

圖13 聲源點(diǎn)及受聲點(diǎn)分布圖（來源：作者自繪）

重點(diǎn)關(guān)注一次反射聲線所覆蓋的區(qū)域以及主要聲學(xué)指標(biāo)的分布狀況，其計(jì)算結(jié)果表明各受聲點(diǎn)指標(biāo)均處在優(yōu)選值的范圍之內(nèi)，臺(tái)口兩側(cè)墻將聲能有效反射至觀眾席的中前部，坡屋頂界面可使反射聲覆蓋整個(gè)觀眾席。

為了有利于擴(kuò)聲系統(tǒng)運(yùn)行良好，在舞臺(tái)頂部和側(cè)墻也做了吸聲處理。軟件可聽化模擬的聲音清晰可辨，各點(diǎn)均沒有回聲等缺陷發(fā)生。仿真數(shù)據(jù)顯示會(huì)堂內(nèi)具有良好的聲環(huán)境，能夠滿足業(yè)主的各項(xiàng)功能要求（圖14 ～圖17）。

圖14 坡屋頂聲反射范圍（來源：作者自繪）

圖15 125Hz、250Hz、500Hz、1KHz、2KHz、4KHz 混響時(shí)間平面分布圖（來源：作者自繪）

圖16 語言傳輸指數(shù)STI 模擬值（來源：作者自繪）

圖17 清晰度D50 模擬值（來源：作者自繪）

2 鄉(xiāng)村建筑風(fēng)貌保護(hù)的實(shí)現(xiàn)

2.1 聲學(xué)構(gòu)造

為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，觀眾廳中頻所需吸聲量約280 m2，室內(nèi)構(gòu)造做法依聲學(xué)需求統(tǒng)籌考慮。臺(tái)口兩側(cè)墻面采用白色防火飾面板，頂部木紋金屬格柵鑲嵌在檁條之間，金屬條寬33 mm，鏤空凹槽5 mm，穿孔率13.5%，飾面充滿韻律感。金屬格柵后部的輕鋼龍骨與木椽固定，50 mm 厚離心玻璃棉板填塞在龍骨間，在后部形成50mm 空腔。墻面白色金屬條寬28 mm，鏤空凹槽為4 mm，穿孔率為12.5%，后附50 mm離心玻璃棉填塞在75 輕鋼龍骨之間，并形成25 mm 空腔，實(shí)現(xiàn)各頻帶較為均勻的吸聲效果。墻面格柵上端環(huán)繞燈帶，營造出溫馨的氛圍，體現(xiàn)出視聽融合（圖18）。

圖18 ～圖20 局部做法（組團(tuán)）（來源：作者自攝）

2.2 材料布置

觀眾席地面采用富有地域特色的水磨石，舞臺(tái)為木地板。舞臺(tái)空間兩側(cè)墻面也采用金屬格柵吸聲構(gòu)造，消除內(nèi)部顫動(dòng)回聲并使內(nèi)部混響時(shí)間與觀眾廳接近。臺(tái)口兩側(cè)音箱室在舞臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)可開啟檢修門，其內(nèi)部墻面和天花做了強(qiáng)吸聲處理，可避免低頻音箱對(duì)天花產(chǎn)生振動(dòng)干擾，并使擴(kuò)聲系統(tǒng)保真性強(qiáng)。

所有離心玻璃棉板在施工時(shí)均使用玻璃纖維布包裹，軟椅的吸聲量達(dá)到設(shè)計(jì)條件，橙紅色布藝飾面與實(shí)木桁架共同烘托出鄉(xiāng)村氣氛，使觀眾在步入禮堂的過程中受到感染（圖19、圖20）。

2.3 竣工測試

裝修竣工后對(duì)會(huì)堂進(jìn)行了空?qǐng)鰷y試。測試儀器采用NTI 聲學(xué)系統(tǒng)測試平臺(tái)，中頻混響時(shí)間RT 為0.8 s，語言傳輸指數(shù)STI為0.66，背景噪聲A 聲級(jí)為34.5dB，滿足NR30 噪聲評(píng)價(jià)值。

3 結(jié)語

鄉(xiāng)村振興工作需要保護(hù)鄉(xiāng)村風(fēng)貌，傳承鄉(xiāng)村文脈，留住鄉(xiāng)村記憶，重塑鄉(xiāng)村文化。本會(huì)堂引導(dǎo)村民向多元化生活體驗(yàn)的方向發(fā)展，重新煥發(fā)了英雄灣村的生機(jī)。對(duì)于鄉(xiāng)村觀演建筑的打造，不僅需要在滿足使用功能的條件下達(dá)到各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，還要為廣大鄉(xiāng)村地區(qū)的文化生活推廣提供借鑒。

在英雄會(huì)堂的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中，建筑聲學(xué)專業(yè)做了許多嘗試，在明確價(jià)值取向的前提下為鄉(xiāng)村振興學(xué)院的改建注入了活力。在歷時(shí)近幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)多次探討修改，不同技術(shù)路徑比較，最終確定了實(shí)施方案。同時(shí)，在時(shí)間緊、資金有限的情況下，也留下些許遺憾。會(huì)堂建成后已成為村里最大的文化空間，室內(nèi)外視覺表達(dá)統(tǒng)一，聽聞效果良好，也希望能為同類型鄉(xiāng)村建筑的改造提供一定參考。