1.概況
佛山國際會議中心是一個新建工程,項目位于佛山市新城區,總占地面積約為8550㎡,内設1200人大型多功能會議室、600人中型會議室和250人會議室等。現以1200人大型多功能會議室為例進行聲學分析。該會議室主要功能是召開多媒體會議、表演、播放電影等,主要以舉行大型會議功能為主。其設有一深為15.8m,寬為39.5m的大型舞台。觀衆廳設有挑台,把觀衆廳分為兩層。多功能會議室占地面積約為1780㎡,場館有效容積約為18500㎡,高約20m。針對這類場所音質設計,既要考慮吸聲,把場館内混響時間控制在設計範圍内,還要針對不同牆面進行合理聲擴散和反射處理,使更多觀衆得到早期反射聲和使整個聲場分布更加均勻。
2.設計基本參數2.1 混響時間
混響時間T60是指當室内聲場達到穩态後,令聲源停止發聲,自此刻起至聲壓級衰變60dB所經曆的時間。是評價房間音質最重要的客觀指标之一。
T60的計算公式為:
其中,室内平均吸聲系數∶
V一房間容積,m³;
α一室内平均吸聲系數;
S i—室内各部分的表面積,㎡;
m一空氣中聲衰波系數(M-1)
αi一與Si浏對應的吸聲系數;
αj一與Ni對應的吸聲系數;
混響時間的長短直接影響聽音的效果。混響時間過長就會影響聽音的清晰度并且可能使擴聲系統産生嘯叫和不利于擴聲系統的傳聲增益。過短,會使聲音變得幹澀、強度變弱、不自然,影響人們對聲音的正常辨别能力。為此需要合理 地布置吸聲材料,使頻率特性曲線趨于基本平直,以達到合适的混響時間。
2.2 低頻比率(BR)
混響時間的長短對音質有影響外,其頻率分布也與音質有關。低頻比率表示觀衆感受到的音樂演出時的低頻力度、溫度度、它與音色的相關性較好。低頻比率按照Beranek的定義。他的客觀參考量用低頻(125Hz、250Hz)混響時間與中頻(500Hz、1000Hz)混響時間的比值來表示,記為BR(Bass Ratio):
Beranek認為對于混響時間較長的廳,BR的适合範圍為1.1- 1.25s,而對于混響時間小于1.8s的廳,則為1.1-1.45s。
2.3 清晰度 (D)
清晰度D用以評價語言的清晰度,其定義為∶室内某處接收到的前 50s的聲能量和接收到的總聲能量的比值。
其中,P(t)為接收點的室内脈沖響應。D值越大,則清晰度越高,極端情況在戶外時,D=1。D大于50%将得到較好的語言清晰度。
2.4 側向能量因子(LF)
空間感是聽衆獲得的廳堂音質、廳堂空間的印象和效果,側向能量因子LF是描述因側向反射聲而産生的空間感和被聲場包圍的感覺, LF的定義為早期側向反射聲能和聲能比值∶
積分從5ms開始是為了消除直達聲的影響。為了獲得較好的空間印象,側向能量因子應在20%到35%之間。
2.5 聲場力度 (G)
主觀評價量響度所對應的客觀參量為聲場力度,它是用來評價廳内各處聲場強度的大小,也是反映房間對聲源強度放大作用的指标,聲場力度的定義為∶
同一聲源在自由聲場中,接收點離聲源為10m處的聲壓。
2.6 背景噪聲(RN)
環境噪聲主要包括建築外環境噪聲及建築内環境噪聲。建築外環境噪聲包括∶交通運輸噪聲、工廠噪聲、建築施工噪聲、商業噪聲、社會生活噪聲等。建築内環境噪聲包括∶泵房、空調機房及電梯房等設備用房、大堂及走廊的人流噪聲及上層人員活動産生的樓闆撞擊聲等。建築外環境噪聲包括:風機房、泵房、制冷機房等各種設備用房及室内通風系統所産生的噪聲。
3.标準規範及設計依據3.1 《劇場、電影院和多用途廳堂建築聲學設計規範》GB/T 50356-200;
3.2 《廳堂擴聲系統設計規範》(GB 50371-2006);
3.3《建築隔聲與吸聲構造》(國家建築标準設計圖集08J931)
3.4 《建築内部裝修設計防火規範》(GB 50222-95)
3.5 《民用建築工程室内環境污染控制規範》GB50325-2001
3.6 《聲環境質量标準》GB3096-2008;
3.7 《廳堂混響時間測量規範》GBJ76-84;
3.8 《電影院建築設計規範》JBJ58-2008
3.9 《社會生活環境噪聲排放标準》GB 22337-2008
3.10 《民用建築隔聲設計規範》GB 50118-2010
3.11 《數字聲音信号源編碼技術規範》GB/T14914-1994
3.12 甲方的要求及相關的建築、裝飾圖紙
4.聲學設計目标
建築聲學設計的目标是使多功能會議室在使用過程中聽音清晰、演藝時音質優美,具有一定的語言清晰度和混響。根據《劇場、電影院和多用途廳堂建築聲學設計規範》GB/T 50356-2005,會議室滿場中頻(500Hz)混響時間宜在1.3s左右(會議室内建議采用與人體吸聲性能接近的蒙布軟椅,避免空場時與設計滿場時混響時間值相差太遠,影響設計效果)低頻混響時間允許稍長,高頻混響時間允許稍短。其滿場混響時間頻率特性見表2。
5.工程項目聲場分析
1、 多功能會議室空間大,容積 18500m²,每座容積達到15m²/人,
混響時間長,容易形成回聲、多重回聲等聲學缺陷,聲學缺陷造成廳内聽音渾濁,從而影響語音清晰度;
2、 由于場内為大平面,因而容易産生單方向或小區域的多次反射
聲,即有可能有較長的回聲。
3、 由于全場低頻吸聲小,這是所有材料比較普遍的共性,因而産
生了較強掩蔽作用,破壞了語言的清晰,并容易産生轟鳴聲及回聲現象。
4、由于全場的聲線過長,空氣吸收各頻點的不同效能,因而最終
産生頻響曲線線性不佳,即各頻率點的聲壓不均衡。
5、 會議室的空間由于上下空間高度大的原因,因而使某區域混響
過長,最終有可能産生嘯叫聲等現象的可能。
6、 其三面設有進口,進口均設置聲閘,即外牆門口與大廳門口的
通道上均安裝吸聲結構,消除進口處噪聲對内部會議室的影響。
6.聲學解決方案由于該項目要求在滿足建築聲學需要的聲環境外,必須滿足室内裝飾的美觀性和前進性。因此給我們的聲學設計帶來很大的挑戰。我司提出的建築聲學裝修方案如下 ∶
1、 天花∶根據《劇場、電影院和多用途廳堂建築聲學設計規範》
GB/T 50356-2005要求,多功能廳每座容積不能超過5.5座/m3.因此舞台上空天花高度控制在8m内。觀衆大廳天花最高點不能超過11.5m。根據多功能廳混響時間總體控制原則,地面上安裝蒙布軟椅、走道鋪設纖化地毯,減少了地面的強反射聲能,因此,天花可不考慮吸聲處理。但是天花的造型直接影響觀衆的清晰度和聲場的均勻度。同時為了增強前排觀衆座位的早期反射聲,增加清晰度和愉悅感,天花一定要進行反射擴散處理,因此,天花做成具有一定弧度的造型。弧形跨度最大為 4.6m,最小 3.7m。天 花 反射擴散材料采用厚度 為 xxmmGRG。
2、 牆面∶牆面是多功能會議建築聲學設計的重要部分。為了達到
如語言清晰度、聲場均勻度、混響時間、側向能量因子等指标的設計要求,針對不用牆面采用不同的吸聲擴散處理。
舞台口正面牆采用xx厚阻燃夾闆做造型,外貼xxmm厚的飾面闆,該結構可以有效反射部分聲能,使前排觀衆獲得更多的早期反射聲。
觀衆廳兩側牆面為典型的平行牆面,在沒有經過任何聲學處理的情況下,将會産生多重回聲,導緻中後排座位聽衆聽音渾濁。如果隻進行簡單的吸聲處理,由于該場所還兼顧有演藝功能,在作為演藝廳使用時由于兩側牆面反射聲能吸聲過量導緻整個場所聽音幹澀,無層次感。因此該牆面必須考慮吸聲控制混響,還考慮擴散使整個聲場分布均勻。因此表面采用定制擴散體造型。
後牆和挑台處牆面距離聲源較遠、中高頻聲能衰減較明顯,因此此處采用具有低頻吸聲較好的材料,TK系列吸聲結構∶TK系列吸聲結構穿孔率為xx%,内填xxmmxxK離心玻璃棉後貼吸聲黑氈。
3、聲閘∶為了減少外部噪聲對觀衆廳的影響,所有觀衆廳進口處均進行消聲處理。安裝材料為TK系列吸聲結構∶TK系列吸聲結構穿孔率為xx%,内填xxmmxxK離心玻璃棉後貼吸聲黑氈。
該舞台面積有600m²,舞台較大,如不做任何吸聲處理,将會與觀衆廳産生耦合效應,會嚴重影響觀衆廳的混響時間控制和音質效果。為了使舞台和觀衆廳風格色調協調,舞台四周牆面均安裝TK系列吸聲結構∶木質穿孔吸聲結構穿孔率為xx%,内填xxmmxxK離心玻璃棉後貼吸聲黑氈。
7.聲學裝修後效果從測試結果可以得出,多功能廳内的全頻混響時間500Hz平均值為1.35s,1000Hz時的平均混響時間為1.28s達到設計值要求,消除了回聲、多重回聲、顫動回聲等聲學缺陷,聽音清晰,滿足國家标準要求。
8.其他工程案例圖
1.桃江郵政會議室
項目地址∶湖南省
項目面積∶300㎡
一、概況
桃江郵政多功能會議室是一個新建工程,項目位于湖南省桃江縣,項目占地面積約為300m²。固定座位200人,屬于小型多功能會議室。該會議室主要是召開多媒體會議及一般的演藝功能。其設有一深為4.8m,寬為8.6m的舞台。針對這類場所音質設計,既要考慮吸聲,把場館内混響時間控制在設計範圍0.8s内,還要針對不同牆面進行合理聲擴散和反射處理,使更多觀衆得到早期反射聲和使整個聲場分布更加均勻。
2.廣西玉林圖書館
項目地址∶ 廣西省
項目面積∶236㎡
一、概況
廣西玉林圖書館多功能會議廳是一個新建工程,項目位于廣西省玉林市,項目占地面積約為337m。内設192人中型多功能會議室。該會議室主要功能是召開多媒體會議等。其設有一深為2.8m,寬為12.8m的舞台。觀衆廳設有挑台,把觀衆分為15層。針對這類場所音質設計,既要考慮吸聲,把場館内混響時間控制在設計範圍0.8s内,還要針對不同牆面進行合理聲擴散和反射處理,使更多觀衆得到早期反射聲和使整個聲場分布更加均勻。
3.南海中學多功能廳
項目地址∶廣東省
項目面積∶236㎡
一、概況
南海中學多功能廳是一個新建工程,項目位于廣東省,項目占地面積約為770rm。固定座位675人,屬于中大型多功能會議室。該會議室主要是召開多媒體會議及一般的演藝功能。其設有一深為7m,寬為13m的舞台。針對這類場所音質設計,既要考慮吸聲,把場館内混響時間控制在設計範圍0.9s内,還要針對不同牆面進行合理聲擴散和反射處理,使更多 觀衆得到享期反射聲和使整個聲場分布更加均勻。
4.山東曲阜多功能廳
項目地址∶山東省
項目面積∶364㎡
一、概況
山東曲阜多工能廳是一個兼顧音樂演藝、鑒賞,舉辦會議室報告的場所,項目位于山東省曲皇易,項目占地面積約為364m²。固定座位100人,屬于小型多功能會議室。其設有一深為6.1m,寬為14.2m的舞台。針對這類場所音質設計,既要考慮吸聲,把場館内混響時間控制在設計範圍1.2s内,還要針對不同牆面進行合理聲擴散和反射處理,使更多觀衆得到早期反射聲和使整個聲場分布更加均勻。
5.泰國多功能廳
項目地址∶ 泰國項目
面積∶ 880㎡
一、概況泰國多功能會議室是一個新建工程,項目位于泰國,項目占地面積約為880m²。固定座位600人,屬于中大型多功能會議室。該會議室主要是召開多媒體會議及一般的演藝功能。其設有一深為8m,寬為14.5m的舞台。針對這類場所音質設計,既要考慮吸聲,把場館内混響時間控制在設計範圍1.0s内,還要針對不同牆面進行合理聲擴散和反射處理,使更多觀衆得到早期反射聲和使整個聲場分布更加均勻。
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