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        多功能會議室聲學設計

        發布人: 小編 發布日期:2020-04-23 08:55:39閱讀: 420


        1、 概述

        1.1多功能廳聲環境常見問題

        4-2004230Z002127.png

        1 聲環境影響多功能會議室的功能使用

        1.2引起多功能會議室內聲音混亂的只要原因

        1)室內各界面未經吸音處理,將主席臺的語言或音樂聲不斷反射向觀眾席,尤其是后墻和頂棚,易形成多重回聲和聲聚焦。

        2)房間進深較大,側墻、頂棚、主席臺背景墻又未進行反射處理時,觀眾席中部就有較大區域內缺乏前次射聲,易形成聲缺陷。

        3)門窗未經隔聲處理時,室外的噪音會干擾到會議室內。

        1.3如何設計優化多功能會議室聲環境

        多功能會議室聲學設計要考慮的內容很多:

        1) 良好的房間體型設計,避免聲缺陷;

        2) 吸引材料的選擇與吸聲結構的做法,保證室內最佳混響時;

        3) 擴聲設備的選擇、布置和合理搭配;

        4) 良好的裝修施工技術。

        本文主要從第二點,即室內構造方面,來介紹如何對具有多樣化功能的會場進行混響時間值、混響時間頻率特性、隔聲降噪控制,用下面的案例來具體分析。

        如:某多功能會議室位于辦公樓的走廊盡頭,長13米,款7米,高4米,最大容量為42人,容積為364立方,總表面積為342平方米。平面布局見圖2。

        4-2004230Z021295.png 

        2 多功能會議室平面圖

        2、 設計要求

        2.1多功能會議室功能要求

        1)能夠滿足國內外會議、學術論壇、演講報告等活動對語音清晰度的要求。

        2)能夠舉行小型文藝演出及其他文娛活動。

        2.2多功能會議室建聲技術指標要求

        設定該多功能會議室功能為以會議為主,兼顧舉行小型晚會等娛樂活動,因此保證語言清晰和相應的音樂豐滿足這兩個指標:(1混響時間?;祉憰r間是音質設計中最重要的音質指標,針對不同功能需求,通過多種室內構造設計手段來確保合理的混響時間是會議室建聲設計的關鍵點。該項目中的會議室體積為364立方,根據GB/T50356-2005<<劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》》標準,該會議室中頻500Hz的混響時間應為0.5±0.1s。該會議室內為語言聲,所以其混響時間頻率特性曲線應盡可能為直線?;祉憰r間設計值為0.5s,具體每個倍頻帶的混響時間見表2-1。關于混響時間,工程中普遍使用伊林公式:

        T60 = 0.161V/(S lg(1-α)+4mV )

        式中:α——平均吸聲系數;4m——空氣的吸聲系數;S——室內界面總表面積,平方米;V——房間體積,立方米。

        由此可算出會議室在各個頻率上應達到的平均吸聲系數α,進而得出室內所需的總吸聲量A=Sxa。具體計算見表2-1。

        2-1 該多功能會議室各頻率最佳混響時間下總吸聲量計算表

        頻率(Hz

        125 Hz

        250Hz

        500Hz

        1000Hz

        2000Hz

        4000Hz

        與500Hz的比值(1)

        1.00-1.30

        1.00-1.15

        1

        1

        0.9-1.00

        0.8-1.00

        最佳混響時間

        0.5-0.65

        0.5-0.575

        0.5

        0.5

        0.45-0.5

        0.4-0.5

        空氣吸聲系統數4m2

        0

        0

        0

        0.004

        0.01

        0.02

        平均吸聲系數a

        0.2304-0.2902

        0.2577-0.2901

        0.2902

        0.2871

        0.2826-0.3094

        0.2749-0.3344

        總吸聲量A=(axs)

        78.80-99.23

        88.14-99.23

        99.23

        98.20

        96.65-105.80

        94.01-114.37

        注:1)“與500Hz的比值“指多功能會議室低頻和高頻混響時間相對于中頻混響時間的比值。

        2)”空氣吸聲系數“與室內濕度有關。當頻率在1000Hz以下時,可不予考慮。

        3)”平均吸聲系數a指將會議室體系V、空氣吸聲系數4m和相對應的最佳混響時間代入伊林公式后求得的結果。

        4)表中的總吸聲量A是指要達到對應的混響時間,室內裝修材料和構造所須到達到的總吸聲量。

        2)隔聲量。根據規范規定,采用擴聲系統時會議室的噪聲評價數為NR-35,噪音評價曲線NR值對應的各倍頻帶聲壓級見表2-2。例如,測得的室外噪聲聲壓級如表2-2所示,則用室外噪聲聲壓級及室內噪聲評價限值要求出要求的隔聲量,以便之后先擇恰當的圍護結構類型。

        2-2 圍護結構隔聲量要求計算列表


        倍頻帶中心頻率(Hz

        125

        250

        500

        1000

        2000

        4000

        室外噪聲的聲壓級(dB)

        72

        73

        77

        84

        90

        88


        52

        44

        38

        35

        32

        30


        20

        29

        39

        49

        58

        58

        注:“室內噪聲評價數35(db)的值指的是噪聲評價曲線NR-35對應的各倍頻帶聲壓級。

        3、 吸音材料與構造選擇

        對低頻、中頻、高頻的各種吸音材料配合使用,準確把握各種材料和構造的吸音性能,結合室內建筑藝術處理的整體要求,以創造理想的聲環境。各種材料和構造位置確定的依據:“前場反射、中場擴散、后場吸聲、頂棚強吸、門窗隔聲?!?/span>

        3.1主席臺墻面的材料與構造

        主席臺前面根據“前場反射“原理,將墻面兩側處理成折角來縮小張角,使反射聲直達觀眾席(見圖3)。主席臺墻面用不開孔木裝飾為表面材料,將龍骨和木板固定牢固,成為一體,減少共振對低頻聲的吸收,為觀眾席提供較多的一次反射聲,增加語音的清晰度、親切感和空間感。集體結構見圖4。

        4-200423091QNN.png

        圖3 主席臺平面布局

        4-2004230Z04Q39.png

             圖4 主席臺墻面節點圖

        3.2側墻材料與構造

        一方面觀眾席側墻的上部用穿孔板做吸聲處理;另一方面側墻的下部貼木板,作為反射處理,為觀眾席提供一次反射聲,以增強直達聲的強度,以增強對聲音的洪亮感和空間感。具體結構見圖5。側墻有窗的以面在靠近玻璃處安裝一道遮陽窗簾,離開玻璃100MM再安裝一道吸聲遮光厚窗簾,這對防止聲畸變、吸收中高頻甚至低頻起到一定作用。

        4-2004230ZTW94.png

        5 觀眾席側墻節點圖

        3.3后墻面材料與構造

        功能會議室最易產生回聲的地方是后墻,因此后墻需用多孔材料和穿孔板作為大面積強吸聲處理。加大吸音棉的厚度,以加強對中高頻聲的吸收。具體結構見圖6。

        4-2004230ZZ1B4.png 

         

        6 觀眾席后墻節點圖

        3.3后墻面材料與構造

        因會議室裝修的多孔材料多主要吸收的是中高頻聲,而控制低頻聲的作用相對較弱,易使環境內的低頻過多混響,影響聽音效果,因此室內構造方面也要十分注意低頻聲的吸收。頂棚上一般足夠的空間留較大空氣層,從而達到共振吸收低頻聲的作用。

        吊頂采用不同的吸聲材料間隔布置,使室內混響時間頻率特性曲線趨于直線。采用穿孔鋁板吊頂(板厚與孔徑均為08mm,穿孔率為I),上鋪較厚的吸聲棉,上方留200寬的空氣層。這種共振吸聲結構吸聲頻帶范圍較寬,對中低頻聲,特別是中頻聲有很好的吸收。一般選擇開孔部分與不開孔部分相間隔的穿孔鋁板,開孔的部分負責吸聲,不開孔部分負責反射主席臺聲音至觀眾席。另外,由于穿孔鋁板較薄,不開孔部分會因振動對低頻聲有很好地吸收。具體結構詳見圖7。

         

        4-2004230ZZV36.png 

        7 頂棚節點圖

        35 地面材料與構造

        地面鋪地板,地面龍骨間填吸音棉,減小會議室內噪音對樓下的影響??射伒靥?,避免人員走動產生太多雜聲,地毯必須耐磨,抗靜電。

        4、  混響時間計算

        根據設計的各種聲學結構的吸聲性能進行混響時間計算,

        檢驗混響時間設計是否滿足要求的混響頻率特性。具體數據見

        4-1

        平均吸聲系數的計算公式為:

          4-2004230913533K.png

        式中,S1、S2、、、Sn——室內界面不同材料的表面積;a1 、a2、、、an—

        室內界面不同材料的吸聲系數。

        據此求出采用吸聲措施后室內的平均吸聲系數,乘以總表面積S,得出現在的總吸聲量。具體計算見表4-2

        經計算,各頻率混響時間滿足多功能會議室的使用要求,混響時間的頻率特性曲線基本上為直線,符合GBT50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》中關于多功能廳混響時間的設計標準。

        4-1 多功能會議室不同界面的吸聲系數

        項目

        吸聲結構

        面積

        Sn(m2)

        多功能會議室聲學設計(圖9) 

        125Hz

        250Hz

        500Hz

        1000Hz

        2000Hz

        4000Hz

        墻面工程

        穿孔墻面(后墻)

        28

        0.30

        0.50

        0.52

        0.99

        1.00

        1.00

        穿孔板墻面(側墻)

        20

        0.17

        0.48

        0.95

        0.94

        0.84

        0.64

        木板墻面(側墻)

        65.5

        0.48

        0.25

        0.15

        0.07

        0.10

        0.11

        木板墻面(前墻)

        28

        0.10

        0.06

        0.05

        0.04

        0.04

        0.04

        簾幕(后空100mm)

        18.5

        0.02

        0.16

        0.53

        0.48

        0.59

        0.74

        地面工程

        實木地板

        91

        0.05

        0.05

        0.05

        0.05

        0.05

        0.05

        吊頂工程

        不開孔部分

        56

        0.30

        0.20

        0.12

        0.07

        0.06

        0.12

        穿孔部分

        35

        0.28

        0.67

        0.52

        0.42

        0.40

        0.30

        其他

        座位(坐人)

        42

        0.23

        0.34

        0.37

        0.33

        0.34

        0.31

        4-2 多功能會議室總吸聲量計算表

        頻率(Hz)

        125

        250

        500

        1000

        2000

        4000

        最佳混響時間要求的室內總吸聲量

        78.80-99.23

        88.14-99.23

        99.23

        98.20

        96.65-105.80

        94.01-114.37

        應用吸聲構造后室內的總吸聲量

        87.22

        98.10

        99.6

        98.14

        99.58

        97.61

        注:因最佳混響時間的值允許有±01s的變動范圍,因此采取吸聲措施后的總吸聲量與最佳混響時間設計值所要求的總吸聲量之間會有—定的差值。

        5、 隔聲量計算

        該會議室有一面墻直接面對室外,該墻體為240irlirl厚的磚砌體加50厚空腔和5O厚吸音棉,隔聲性能較好,但墻上有大面積開窗,而窗是圍護結構隔聲較薄弱的環節,要提高墻體的組合隔聲量,必須選用隔聲性能好的窗戶。選用雙層木窗(3ram窗可開,6mm窗固定),用毛氈對窗縫進行密縫處理,減少室外聲音的傳人。查資料得該墻體和窗的隔聲量如表5-1所示。

         

        5-1 該組合墻各構件隔聲量列表


        隔聲量(dB)[4]

        頻率(Hz)

        125

        250

        500

        1000

        2000

        4000

        磚墻(空腔、吸音棉)

        44

        52

        58

        75

        84

        72

        雙層木窗[5

        27.7

        33.6

        42.8

        50.6

        57.0

        59.5

        要求的隔聲量(dB)

        20

        29

        39

        49

        58

        58

        2000Hz為例做計算

        首先,根據隔聲量公式:

        4-200423091129310.png

         

        式中, R——隔聲量,dB;Tq ——透射系數。

        求出窗、墻的透射系數:

        4-20042309143b14.png

        根據平均透射系數公式,求得該組合墻的平均透射系數,

        4-20042309114W62.png 

        則算出該組合墻的隔聲量 R

        4-200423091502430.png 

        滿足隔聲量要求,同理求得其他頻率隔聲量也滿足要求。

        6、 結束語

        多功能會議廳的室內設計必須充分考慮聲學因素,但許多建設方并未重視這些,在建造時未嚴密進行聲學處理,以至無法創造一個良好的聲學環境以滿足其高品質環境的要求。文中的構造形式并不是唯一的,隨著聲學設計的不斷發展,不斷

        有建筑材料和構造做法在各種聲學設計中不斷被開發。這些新材料、新技術必定會為室內聲學設計注入新的活力。由于作者實踐經驗、專業知識水平有限,部分觀點可能有失偏頗,文章的深度、廣度有待進一步拓展。

        參考文獻:

        [1]GBT50356-2005.劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設

        計規范.

        [2]劇場建筑聲學.中國吸音隔聲降噪網.

        [3]康玉成.實用建筑吸聲設計技術[M].北京:中國建筑工業

        出版社.

        [4]建筑設計資料集[M]2版.北京:中國工業出版社.


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