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第5章声学设计要点及案例分析
为满足音乐演出要求,必须配置舞台声反射罩。
声学作用:反射罩可增加大量早期反射声和投射至观众 区的声能,并有利于乐队之间相互听闻。声反射罩顶板应重 点考虑给演员提供反射声。
构造做法:反射罩应有良好的反射性能,可用20mm厚铝 蜂窝板、厚木板、玻璃钢实心厚板制作。
形式:多种,有封闭式(也称端室式)、分离式、简易 折叠式等。分离式反射罩顶板可分块固定在舞台吊杆上,不 用时收藏在舞台上空,侧板、后板可用移动式结构。
地面和天花间易产生颤动(多重)回声。
特点:容积大,座椅一般为吸声较少的夹板椅或塑料椅, 可布置吸声材料的墙面又很少。
从声学角度考虑,体育馆上部宜满做吊顶——可压缩容 积,还可在吊顶上布置吸声材料。同时由于吊顶上部的空腔 作用,往往可在全频域获得较大吸声效果,以便达到理想的 混响时间。
——目前采用网架结构,出于造型和经济等方面考虑, 常采用暴露结构形式。——仅靠墙面来吸声远不能满足要 求。——解决办法是在网架空间内悬吊空间吸声体以增加大 厅吸声量。
第5章 室内音质设计
5.1 室内音质评价标准 5.2 大厅容积的确定 5.3 体型设计 5.4 混响时间设计 5.5 典型建筑声学设计要点及案例分析
一、音乐厅声学设计要点 ——音质要求最高的厅堂类型之一。
特点:演奏席与观众厅位于同一空间,声能得到充分 利用。由于交响乐队声功率较大,故大厅可有较大容积。
上海大剧院观众厅
三、多功能剧场声学设计要点 ——我国目前大量建造 多功能剧场常用于音乐、歌舞和戏剧演出及作报告、放映
电影等多种用途。多功能剧场一般都有较大的舞台,有的还 配有乐池。
混响时间确定:两种方法 1)主要用途 多功能剧场在确定混响时间时,可采用折衷办法,考虑 满足其主要用途,同时兼顾其他。 2)可调混响时间 墙或顶设置可调吸声结构,使混响时间在某一范围内变化。
二、剧院声学设计要点
种类多,归纳可分三类:西洋歌剧院、地方戏院和话剧院。
剧院一般有很大舞台空间。舞台上帘幕、布景、道具等吸 声不够,使舞台空间混响时间过长。——对音质不利,可在舞 台后墙或顶部布置吸声材料,使舞台空间混响时间与观众厅基 本相同。ຫໍສະໝຸດ 典型的音乐厅平剖面 示意图
典型的剧场平剖面 示意图
西方古典歌剧院大多为马蹄形平面,大厅周边设有多层包厢 及柱廊。——使观众与演员间距离缩短。大量柱廊、凸弧形包 厢和各种浮雕装饰使大厅具有良好的声扩散,并且避免弧形墙 面的声聚焦。——使大厅获得良好音质。
规模较小的歌剧院,可采用简单矩形或钟形平面,通过设 置跌落包厢和扩散体来增加扩散。
歌剧院乐池上方吊顶可做成带有弧度的反射面,将乐队声 音反射到观众席。
大厅可设楼座、包厢,以缩短直达声距离。台口附近吊顶 和侧墙应作成反射面,争取尽量多早期反射声。大厅后墙可作 一些吸声或扩散处理。其他墙面及中后部吊顶可由建筑装饰要 求确定,并宜有适当扩散。大厅尽量少用吸声材料,宜通过降 低大厅每座容积来控制混响时间,以提高大厅内声压级。
体育馆空间吸声体
五、会议厅、报告厅声学设计要点
语言清晰度——强吸声、短混响的声学处理 会议厅、报告厅、审判厅的声学设计,在声学要求、 设计指标和声学处理上有共同之处,也有各自的特点。
共同之处:
确保语言清晰度,采用强吸声、短混响,并用扩声系 统使听众获得足够声级和均匀的声场分布。
(一)会议厅声学设计要点:
基本平直
厅内噪声级(dB): NR-30(35dBA)48 39 34 30 26 25
大会议厅平面
大会议厅剖面
内装修:
波浪形石膏板吊顶作为反射面,台口两侧为塑料贴面板; 侧墙和后墙作为吸声面,控制不利声反射;后墙局部设三角 形扩散体;挑台栏板宽频带吸声结构;地面满铺地毯。
噪声控制:为隔离外界噪声对会议室的干扰,屋架上弦杆 下加设水泥压力板(FC板)夹层,以提高屋面板的隔声性 能;通向会议大厅的门均为隔声门;大厅空调、制冷系统 均配置消声和减振措施。
——建筑师经常可采用易引起声缺陷的体形,如圆形、椭 圆形、卵形平面、穹形屋顶。
会议厅吸声结构配置和选择要根据容积和标准(即装 修要求)而定:
1) 100m3特小型会议室(一般园桌会议): 室内陈设有地毯、窗帘和沙发座,通常不需另作吸声处
理,即可达到预计混响时间。
2)200m3以上会议厅,一般都应配置吸声材料或吸声结构。 ——控制混响时间的难点是低频混响时间。 由于厅内观众、座椅、地毯、门窗帘幕和多数建筑材料,
镜框舞台形式:顶部可变吸声结构开启处于吸声状态, 观众厅中频空场混响时间为1.2s。
音乐厅舞台形式:顶部可变吸声结构关闭。观众厅中频 空场混响时间为1.55s。
四、体育馆——多功能体育馆声学设计要点
——除举办各种体育比赛外,常被用于举办文艺演出及 召开大会,有时还被用来放映电影——多功能大厅。
声学要求:体育馆都装有电声系统,对音质要求相对较 低。要求具有良好的清晰度和一定的丰满度,且没有回声、 声聚焦等声缺陷及噪声干扰。
主席台及裁判席附近的墙面宜做吸声处理,以便减少进 入话筒的反射声,有利于提高扩声系统的传声增益。
体育馆屋面板普遍采用钢质复合板,即双层钢板之间加 一层保温层。复合板中间的保温层如用超细玻璃棉、岩棉等 既保温又能吸声的材料,则在复合板内侧钢板上钻孔即可用 来吸声。——可大大降低工程造价
体育馆
体育馆空间吸声体
可变舞台形式:建筑师把舞台口两片墙面设计 成活动框架,当台口墙面向舞台内移,原本镜框式 舞台形式成为舞台与观众厅一体的音乐厅形式。观 众厅有560座,容积3600m³。
浙江音乐厅音质设计
舞台反射罩:为满足音乐演出需要,舞台上设置 活动声反射板。歌舞演出时活动声反射板升至舞台 塔内。反射板采用刚度很大的8mm厚防火板材。
美国加州桔县表演艺术中心多用途剧场(2903座, 中频混响时间在1.4~2.2s可调),很宽平面内错落配置四 层平面,利用上一层侧板为下一层提供侧向反射声。
加州桔县表演艺术中心
早期侧向反射声由4个分区侧墙、 大厅前部二次剩余扩散体倾斜后墙
顶部和反射体后帘幕——可 调混响时间
顶部和帘幕——拉出长度以 调整混响时间
混响时间:
中频(500Hz)混响时间为0.8~1.0s,混响频率特性曲线接近 平直。
噪声级: 自然声报告时,厅内噪声不大于30 dBA;而采用扩声 系统时,则应低于40dBA。
没有音质缺陷。 报告厅的平面形式通常有矩形切角、扇形和 正方形对角线配置等三种,如图所示。
扇形
正方形对角线配置
矩形切角
报告厅应控制好低频混响;其它部位可设多孔吸声材料或 结构,如矿棉吸声板、穿孔石膏板或铝板等。
开向厅内的同声传译室:采用双层6mm厚玻璃隔声窗,具 有35分贝的隔声量;而同声传译室之间采用双面各两层石 膏板(24mm),中间填50mm厚岩棉的墙体结构,达到40 分贝的隔声量。混响时间0.4s。
(2)中会议厅的声学设计
以会议为主,兼小型演出和放映电影,厅内容纳652 人,有效容积3230m3,每座容积5.0m3。
声学指标以语言清晰度为主,确定如下声学指标:
最佳混响时间(0.5s)
频率(Hz) 125 250 500 1000 2000 4000
混响时间 0.63 0.54 0.50 0.47 0.48 0.49
室内噪声级(dBA):
33
阶梯会议厅平面(声闸)
阶梯会议厅剖面
(二)报告厅的声学设计
通常在150~500人左右,多数150~350人,容积在400~ 2500m3范围,由于报告厅容量和容积变化范围不大,因此,声学 设计通常采用统一指标。根据经验,工程设计中采用通用指标:
厅平面呈钟形,横向宽21m,台口至后墙纵向长度 为26.5m,平均高度6.5m ,后侧分别设同声翻译室和控 制室。
为满足会议和电影的要求,故大厅混响时间较短,声 学指标以语言清晰度为主,兼顾电影,确定如下声学指标: 最佳混响时间(0.6s)
频率(Hz) 125 250 500 1000 2000 4000混响时间
1、特点: 会议厅规模(容量和容积)的差异比较大。小至十几人
(容积100m3),大可容纳万名观众(容积100000 m3)—— 根据容积确定混响时间(0.4s~1.8s)。
由于会议厅采用强吸声、短混响的声学处理方式,因 此,体形在声学上作用不大,选择比较自由。
2、最佳混响时间的选择
会议厅最佳混响时间可根据容积,参考会议厅混响时 间的推荐值确定。
音质方面:要求有很长混响时间及丰富侧向反射声。 ——音质设计时要求设计人员在保证没有回声、声聚焦 等音质缺陷同时,尽量少用吸声材料。
典型音乐厅平剖面示 意图
典型剧场平剖面示 意图
古典音乐厅:窄厅、矩形平面、高天花板。 ——鞋盒式音乐厅,两侧及后部有浅挑台,一般能使观 众席获得丰富侧向反射声。 ——音质一直受到很高评价,其中最著名:波士顿音乐厅 (2631座,中频混响时间1.8s)。 现代音乐厅:为在较宽、较大的音乐厅中争取尽可能多 侧向反射声,可在侧墙安装倾斜反射板,或将吊顶做成扩散面, 使一部分声能被反射到侧墙,再由侧墙反射到观众席。
当容积小于30m3时,不必低于0.4s,当容积大于40000m3 时、不应大于1.8s。
据调查,大容积会议厅,当混响时间大于1.8s时,语言 清晰度都较差。
会议厅混响时间的推荐值 摘自《实用建筑声学》
3、吸声材料的选择和音质缺陷的控制 ——布置吸声材料和结构具有控制混响时间和音质缺陷
的双重功能。
构造处理:观众厅墙面结合造型采用扩散反射 面。
为防止回声及控制混响时间,观众厅后墙部分 采用阻燃炽物面吸声结构。
浙江音乐厅音质设计
可调混响时间:为更好地满足多种用途,采用可调混响, 在观众厅顶部设置天窗式可变吸声结构。——在顶部设置可 向吊顶内开启的窗扇,窗扇关闭时不吸声,开启时观众厅声 能通过开口传入吊顶内部而被吸收——调节吸声量。