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修水文化艺术中心声学工程影音室案例

作者:admin 发布日期:2017/12/4 关注次数: 二维码分享

一、修水文化艺术中心声学工程项目概况

江西修水县文化艺术中心位于修水县良塘新区,总建筑面积达23900㎡,拥有古典的建筑造型(图1)。

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该艺术中心中部是一座多用途剧场,建成后将用于举办当地歌舞演出、各类会议等活动。根据建筑设计该剧场观众席设有池座和楼座,共1132个座位,观众厅容积为9650m³,每座容积为8.5m³。该剧场二层平面图见图2,剖面图见图3。

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根据业主要求及《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》规定,该剧场文艺演出时,观众厅满场中频(500—1000hz)混响时间应为1.4s;剧场召开会议时,观众厅满场中频混响时间应为1.2s;舞台中频混响时间不宜超过观众厅空场混响时间。具体混响时间设计指标和其他音质指标分别见表1、表2。

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二、修水文化艺术中心声学工程项目分析

从以上指标要求可见,该艺术剧场对音质要求高,提出了可调混响要求,即根据剧场的不同用途,其观众厅混响时间的要求也不同,具体分为两档,中频混响时间可调幅度为0.2s。

可调混响的要求给该剧场建筑声学设计提出了很大挑战,除此之外该剧场还存在如下建筑声学问题。

1)剧场屋面采用钢结构金属屋面,下大雨或暴雨时,雨噪声会通过屋面钢结构的结构传声方式影响剧场室内的声环境。

2)观众厅及舞台的空间均较大,会使混响时间过长,造成听音浑浊。

3)剧场中设置32座软座椅,软座椅的吸声量占了观众厅总吸声量的大部分。但软座椅的吸声性能未得到确定,这会影响声学计算的准确度。

4)剧场观众厅后墙为凹曲面易使声音聚焦,影响厅内声场分布的均匀度。

5)观众厅侧墙及舞台侧墙为相互平行墙面,它们之间容易产生颤动回声,影响听音效果。

6)观众厅池座采用下送风方式,送风静压室位于观众厅座椅正下方,暖通系统使用时会产生噪声,干扰剧场观众厅的听音效果。

7)空调机房离敏感房间(观众厅、舞台)较近,空调设备的噪声容易通过管道、楼板传至剧场内,影响剧场的正常使用。

8)观众厅空间与耳光室、面光室、音箱室等空间相通,将形成耦合空间,影晌观众听音效果。

9)观众厅出口外是休息大厅或走廊,人流较多,但有些出入口只设置了单层门,其隔声量不足。

三、修水文化艺术中心声学工程设计方案

针对以上存在的问题,笔者对该剧场设计了多种声学处理措施,使该剧场的音质达到了一个满意的效果,并且实现厅内混响时间快速、准确地变换。现将方案要点简述如下。

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该GRG石膏板的每个弧面曲率半径是通过声线分析精心设计的,可为舞台的声音提供适当的声反射角度,形成如图5所示的声反射,从而为观众厅提供丰富的早期反射声和扩散声。

吊顶后,观众厅容积减小,可有效控制厅内的每座容积,使观众厅混响时间得到控制。

(2)观众厅墙面

1)前侧墙:舞台口到耳光室墙面安装木质反射板,靠近舞台口的平行墙面用反射板做成斜面,如图6所示。该方案可对舞台声音形成如图7所示的声反射,为观众厅提供较为丰富的早期反射声。

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2)中侧墙:耳光室后方中侧墙面安装木质 MLS扩散体、耳光室外墙面安装全频布艺吸声板,用于降低厅内混响时间,提高声场分布的均匀度,消除平行墙面之间的颤动回声。观众厅侧墙的设计方案如图8所示。

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3)后墙:为使剧场混响时间具有可调性,需要在观众厅后墙面上安装电动可调吸声装置。后墙面积较大,是观众厅内调节控制混响时间的理想墙面,因此在后墙面安装一定数量的可调吸声装置,可实现剧场混响时间的明显变化。

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图9

设计的可调吸声装置从外形上可分为两种,一种为弧面电动可调吸声装置,另一种是平面电动可调吸声装置。如图9所示,这两种电动可调吸声装置由内部布置有全频吸声板的木饰面板箱体和开关的百叶结构组成。百叶结构通过电机和联动系统控制开合,从而改变装置的吸声性能。百叶结构打开时装置主要起到吸声作用,厅内混响时间缩短,语音清晰度提高,适用于会议;百叶结构闭合时装置主要起到声扩散效果,厅内混响时间被延长,使听音丰满,适用于文艺演出。

百叶式电动可调吸声结构的应用提高了装置吸脚扩散的变化度,相对于一般的可调方式而言,该装置的可调幅度更大,空间占用较少,造价较低,操作简单、维修方便。上述可调吸声装置于后墙的布置如图10所示。

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(3)观众厅座椅

观众厅有1132位软座椅,软座椅的吸声量占厅内总吸声量的大部分,其吸声量必须经过国家权威机构检测,并通过声学设计师确认后才能使用。

(4)地面

安装复合木地板,走道铺设红色阻燃地毯。

(5)舞台

在9m以下墙面安装黑色哑光减振铝穿孔全频吸声板,降低舞台内的混响时间及消除平行墙面产生的颤动回声。采用黑色哑光穿孔板是为了减少墙面对舞台灯光的反光影响和控制舞台墙面产生共振。

(6)乐池

乐池四周墙面使用木质穿孔吸声结构进行处理。

(7)辅助用房

耳光室和音箱室墙面安装黑色哑光减振铝穿孔吸声板,耳光室顶棚安装玻纤吸声板。

在面光桥和音箱桥的钢结构四周(除灯光、音响开口及GRG墙面外)外安装双层纸面石膏板,内侧安装黑色哑光减振铝穿孔吸声板。

措施(7)的目的是为了消除辅助房间与观众厅形成的混合空间的影响。

2.噪声控制

(1)屋面

根据原建筑设计,该剧场钢结构金属屋面易形成结构传声,并且其空气隔声量也不足。因此,在钢凛条与屋面之间加装特种减振条,屋面下面贴阻燃减振垫,再喷涂一定厚度的无机纤维,解决该钢结构屋面的雨噪声问题。

此外,在GRG弧面造型石膏板吊顶上方铺设玻璃棉(外包玻纤布),吊顶吊杆上面加装弹簧减振器,进一步减小雨噪声对观众厅的影响。

(2)送风静压室

送风静压室内四周墙面贴玻璃棉软包,外包玻纤布。该措施简单、易行,造价也低廉,能有效地解决送风口噪声对观众厅的影响。

(3)出入口

观众厅出入口均设计采用双重防火隔声门。双重门之间的吊顶及墙面做吸声处理,形成声闸室,可有效提高出入口的隔声效果。

(4)空调机房

1)设备安装减振器,管道安装软管连接,支架及吊钩安装减振器,管道穿墙时做减振处理。

2)顶棚及墙面做隔声、吸声处理。

3)机房安装隔声门,通风处安装消声器。

(5)空调及新风管道

在风管中配置合适的消声器(根据设备的噪声值、噪声频谱和观众厅的背景噪声限值,可计算出各种风管中所需消声器种类、数量及其消声量。设计消声器时,需要注意风阻、安装空间等问题,避免消声器的串联效应)。

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经分析计算,上述建筑声学设计方案可使观众厅的混响时间随意进行两档变化,每档混响时间指标可达到J如表3所示的水平,观众厅也能得到足量的早期反射声,同时观众厅背景噪声减少至NR-35,观众厅内无声聚焦、回声、颤动回声等声学缺陷,声场分布比较均匀,总体音质效果能满足该剧场多功能使用要求,上述方案的装饰效果如图11所示。

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四、修水文化艺术中心声学工程效果

该剧场建筑声学工程完成后,经使用B&K226测试,剧场内的混响时间如表4所示.从测试结果可见,该剧场观众厅内的了混响时间达到了设计标准,实现了两档变化,分别适用于文艺演出、举办会议。此外,观众厅声场分布均匀,没有出现颤动回声、声聚焦和回声等声学缺陷,观众厅的背景噪声也达到了NR-35曲线剧场外面下暴雨时,剧场里面听不到雨噪声。

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总之,上述声学处理方案使该剧场成了声学意义上真正的多功能剧场,并且整休音质表现良好,业主对此感到满意。





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