同仁堂天津制药厂多功能厅的声学改造设计

1/6同仁堂天津制药厂多功能厅的声学改造设计同仁堂天津制药厂多功能厅的声学改造设计多功能厅是集会议报告、学术讨论、文艺演出、新闻发布、同声翻译等形式于一体的具有多种用途的厅堂。建设多功能厅是一项系统工程，需要多学科之间技术与艺术的融合，特别是对于声音的处理是决定其成功与否非常关键的因素。如何对其进行合理的声学设计，从而达到多种功能的使用目的和高效的经济效益，是值得深入思考的。本文主要针对同仁堂天津制药厂多功能厅的现状和声学功能要求，对多功能厅进行了声学改造，从背景噪声控制、体型调整和混响设计等方面进行修正，使最终改造建成的多功能厅能够较好地满足使用的功能。1项目概况同仁堂天津制药厂位于天津市红桥区西于庄城防里大街126号，其多功能报告厅的主要使用空间由两个部分构成，即观众厅和单侧公共走廊。其中观众厅内部平面形状接近矩形，占地面积85M2，顶棚最高处为10M，观众厅容积为690M3。厅内座位数共464个，其中固定座椅410个，可变座椅54个，每座容积约为，远远大于报告厅每座2/6容积的理想值。除此以外，右侧的公共走廊占地面积，容积为47M3。该报告厅内设有辅助的电声系统，主要功能以会议为主，观影、娱乐为辅。因此，需要经过适当的声学设计，既要保证语言的清晰度，又要注重音质的丰满度。现存音质问题通过对同仁堂天津制药厂多功能厅现状的测量和声学分析发现，该厅堂存在以下几点问题多功能厅的门厅入口处设置了两道门，其中连接公共走廊有一道门，容易产生外部噪声的侵扰；而观众厅内空调出送风也会造成厅内背景噪声级过高。观众厅侧墙没有形成连续的隔断墙，侧向反射声分布不连续。但是由于左右侧墙形成交叉的反射声，且天花板的反射区域能够覆盖到整个观众席，因此，对侧向反射声分布不连续的问题有一定的弥补，不会造成明显的音质问题。观众厅内部一次反射声无回声问题产生，但后墙的二次反射声可能会在观众区的中前部产生回声。观众厅现状混响时间超过设计值，特别是低频混响时间过长，会严重影响语言的清晰度。观众厅和走廊的混响时间不一致，鉴于二者连通的建筑形式，易产生耦合效应。3/6原布置方案材料选用单一，且大面积使用GRG外层包实木皮，材料表面过硬，吸声不足，则会严重导致低频混响时间过长，影响语言的清晰度，降低报告厅的听闻质量。因此，应该主要针对低频声相应调整观众厅的材料布置。后墙的金属隔栅包实木皮只是装饰，无法起到吸声作用，极易引起回声。总之，同仁堂天津制药厂多功能厅在混响时间和材料布置上均需进行改造。在后期的使用中要实现以下的目标既要保证足够的响度，又要满足声场的均匀；要保证合适的混响时间和混响时间频率特性，满足厅堂多功能的使用目的；保证较多的早期反射声，提高声音的响度、明晰度和空间感；避免任何位置出现回声、多重回声、声聚焦和共振等可识别的声学缺陷。音质改造噪声控制根据国家标准GB/T0356XX剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范中关于观众厅噪声控制的规定观众厅和舞台内无人占用时，在通风、空调设备和放映设备等正常运转条件下，噪声级的限值不宜超过噪声评价曲4/6线NR值的规定考虑到该多功能报告厅主要用作会议，并要满足观影娱乐的需求，所以将观众厅内的噪声限值定为NR35。噪声评价曲线NR35对应的各倍频带声压级见表4所示，报告厅观众厅内和舞台的背景噪声在各个频带上的声压级都不应超过此表的规定。为保证观众厅内有较低的背景噪声，门厅入口设置的两道门连同公共走廊的一道门，应选用隔声门。公共走廊也属本文由论文联盟HTTP/收集整理于厅内一部分，在正常使用时，走廊内不会有行人喧哗，因此，在此次改造中不作处理。为防止空调机房内的噪声对观众厅造成大的影响，需要对空调机房进行特殊的降噪处理。观众厅内空调出送风会造成厅内背景噪声级过高，同样需要配合设备设计师进行降噪处理。3体型调整依据以上声线分析，多功能厅堂的体型基本符合要求，从声学和造价角度考虑，厅堂体型保持原有方案，不做大的调整。3混响时间设计根据厅堂的使用功能和每座容积参数，确定了该厅满场和空场各频带的最佳混响时间，并结合声线分析和材5/6料选型进行了混响设计。为了保证混响时间，需要对多功能厅内部材料进行处理调整。天花中部吸声部分采用成品吸声板，其中1/3吊顶面积在板后填50MM厚密度为3KG/M3的玻璃棉，另外2/3吊顶面积在板后加100MM厚空腔，两种构造做法同时使用，随机排列，如红线位置。天花四周选用30MM厚石膏板，如蓝线位置。侧墙前部反射部分采用七夹板，如图6中红线位置，板后空腔160MM；侧墙后部吸声部分采用1MM穿孔中密度木纤维条板，其上细条宽1MM，板条间距MM，钻圆孔的孔径10MM，孔距1MM，穿孔率12，与原有墙体之间保持200MM的空腔，如蓝线位置。后墙采用穿孔三夹板，孔径MM，孔距40MM，板后附无纺布，加100MM厚矿棉，如紫线位置，观众厅内侧仍为金属隔栅包实木皮装饰面层，如黄线位置。其余材料布置仍采用原装修方案GRG外层包实木皮，如图6中绿线位置。舞台材料布置如图7，红线所示的是侧台的材料，主要采用1MM厚矿棉吸声板，离墙50MM，材料高度为M，上部墙体为硬质墙面。舞台后部墙体为硬质墙面，仍保持原有材料，即金属制隔栅包实木皮，如蓝线位置。6/6本材料的调整方案是以增加空腔结构来降低低频混响声，从而有效地改善由于低频掩蔽效应造成的厅内清晰度较差的问题。改造后的声学模拟为了验证声学设计的最终成果，利用声学模拟软件ODEON对混响时间、明晰度、语言传输指数和EDT等声学参数进行模拟计算，如图8所示。从图中可以