同仁堂天津制藥廠多功能廳的聲學(xué)改造設(shè)計

韓國珍　馬蕙　楊立博

【摘 要】 介紹同仁堂天津制藥廠多功能廳聲學(xué)改造設(shè)計的主要內(nèi)容，通過噪聲控制、混響時間調(diào)整和隔聲處理，使報告 廳具有合理的混響時間和理想的音質(zhì)效果。

【關(guān)鍵詞】 多功能廳；聲學(xué)改造；聲學(xué)設(shè)計；音質(zhì)效果

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2016.05.012

【Abstract】How to do the acoustic redesign of Tongrentang Pharmaceutical Factory multifunctional hall in Tianjin was introduced in this paper. Through noise control， reverberation time adjustment and sound insulation， more desirable sound quality including more reasonable reverberation time in different frequency band was obtained.

【Key Words】multifunctional hall； acoustic reconstruction； acoustic design； sound quality

多功能廳是集會議報告、學(xué)術(shù)討論、文藝演出、新聞發(fā)布、同聲翻譯等形式于一體的具有多種用途的廳堂。建設(shè)多功能廳是一項系統(tǒng)工程，需要多學(xué)科之間技術(shù)與藝術(shù)的融合，特別是對于聲音的處理是決定其成功與否非常關(guān)鍵的因素。如何對其進(jìn)行合理的聲學(xué)設(shè)計，從而達(dá)到多種功能的使用目的和高效的經(jīng)濟(jì)效益，是值得深入思考的。

本文主要針對同仁堂天津制藥廠多功能廳的現(xiàn)狀和聲學(xué)功能要求，對多功能廳進(jìn)行了聲學(xué)改造，從背景噪聲控制、體型調(diào)整和混響設(shè)計等方面進(jìn)行修正，使最終改造建成的多功能廳能夠較好地滿足使用的功能。

1 項目概況

同仁堂天津制藥廠位于天津市紅橋區(qū)西于莊城防里大街126號，其多功能報告廳的主要使用空間由兩個部分構(gòu)成，即觀眾廳和單側(cè)公共走廊。其中觀眾廳內(nèi)部平面形狀接近矩形，占地面積856 m2，頂棚最高處為10 m，觀眾廳容積為6 590 m3。廳內(nèi)座位數(shù)共464個，其中固定座椅410個，可變座椅54個，每座容積約為14.18 m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于報告廳每座容積的理想值。除此以外，右側(cè)的公共走廊占地面積70.24 m2，容積為474 m3。

該報告廳內(nèi)設(shè)有輔助的電聲系統(tǒng)，主要功能以會議為主，觀影、娛樂為輔。因此，需要經(jīng)過適當(dāng)?shù)穆晫W(xué)設(shè)計，既要保證語言的清晰度，又要注重音質(zhì)的豐滿度。

2 現(xiàn)存音質(zhì)問題

通過對同仁堂天津制藥廠多功能廳現(xiàn)狀的測量和聲學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，該廳堂存在以下幾點問題：

（1）多功能廳的門廳入口處設(shè)置了兩道門，其中連接公共走廊有一道門，容易產(chǎn)生外部噪聲的侵?jǐn)_；而觀眾廳內(nèi)空調(diào)出送風(fēng)也會造成廳內(nèi)背景噪聲級過高。

（2）觀眾廳側(cè)墻沒有形成連續(xù)的隔斷墻，側(cè)向反射聲分布不連續(xù)（見圖1和圖2 ）。但是由于左右側(cè)墻形成交叉的反射聲，且天花板的反射區(qū)域能夠覆蓋到整個觀眾席，因此，對側(cè)向反射聲分布不連續(xù)的問題有一定的彌補，不會造成明顯的音質(zhì)問題。

（3）觀眾廳內(nèi)部一次反射聲無回聲問題產(chǎn)生，但后墻的二次反射聲（見圖3中紅色區(qū)域）可能會在觀眾區(qū)的中前部產(chǎn)生回聲。

（4）觀眾廳現(xiàn)狀混響時間超過設(shè)計值，特別是低頻混響時間過長，會嚴(yán)重影響語言的清晰度（見表1）。

（5）觀眾廳和走廊的混響時間不一致，鑒于二者連通的建筑形式，易產(chǎn)生耦合效應(yīng)（見表2）。

（6）原布置方案材料選用單一，且大面積使用GRG外層包實木皮，材料表面過硬，吸聲不足，則會嚴(yán)重導(dǎo)致低頻（125 Hz和250 Hz）混響時間過長，影響語言的清晰度，降低報告廳的聽聞質(zhì)量。因此，應(yīng)該主要針對低頻聲相應(yīng)調(diào)整觀眾廳的材料布置。后墻的金屬隔柵包實木皮只是裝飾，無法起到吸聲作用，極易引起回聲。

總之，同仁堂天津制藥廠多功能廳在混響時間和材料布置上均需進(jìn)行改造。在后期的使用中要實現(xiàn)以下的目標(biāo)：

（1）既要保證足夠的響度，又要滿足聲場的均勻；

（2）要保證合適的混響時間和混響時間頻率特性，滿足廳堂多功能的使用目的；

（3）保證較多的早期反射聲，提高聲音的響度、明晰度和空間感；

（4）避免任何位置出現(xiàn)回聲、多重回聲、聲聚焦和共振等可識別的聲學(xué)缺陷。

3 音質(zhì)改造

3.1 噪聲控制

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于觀眾廳噪聲控制的規(guī)定：觀眾廳和舞臺內(nèi)無人占用時，在通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備和放映設(shè)備等正常運轉(zhuǎn)條件下，噪聲級的限值不宜超過噪聲評價曲線NR值的規(guī)定（見表3）：

考慮到該多功能報告廳主要用作會議，并要滿足觀影娛樂的需求，所以將觀眾廳內(nèi)的噪聲限值定為NR-35。噪聲評價曲線NR-35對應(yīng)的各倍頻帶聲壓級（dB）見表4所示，報告廳觀眾廳內(nèi)和舞臺的背景噪聲在各個頻帶上的聲壓級都不應(yīng)超過此表的規(guī)定。

為保證觀眾廳內(nèi)有較低的背景噪聲，門廳入口設(shè)置的兩道門連同公共走廊的一道門，應(yīng)選用隔聲門（見圖4）。公共走廊也屬于廳內(nèi)一部分，在正常使用時，走廊內(nèi)不會有行人喧嘩，因此，在此次改造中不作處理。

為防止空調(diào)機(jī)房內(nèi)的噪聲對觀眾廳造成大的影響，需要對空調(diào)機(jī)房進(jìn)行特殊的降噪處理。觀眾廳內(nèi)空調(diào)出送風(fēng)會造成廳內(nèi)背景噪聲級過高，同樣需要配合設(shè)備設(shè)計師進(jìn)行降噪處理。

3.2 體型調(diào)整

依據(jù)以上聲線分析，多功能廳堂的體型基本符合要求，從聲學(xué)和造價角度考慮，廳堂體型保持原有方案，不做大的調(diào)整。

3.3 混響時間設(shè)計

根據(jù)廳堂的使用功能和每座容積參數(shù)，確定了該廳滿場和空場各頻帶的最佳混響時間（見表5），并結(jié)合聲線分析和材料選型進(jìn)行了混響設(shè)計。

為了保證混響時間，需要對多功能廳內(nèi)部材料進(jìn)行處理調(diào)整。

（1）天花中部吸聲部分采用成品吸聲板，其中1/3吊頂面積在板后填50 mm厚密度為32 kg/m3的玻璃棉，另外2/3吊頂面積在板后加100 mm厚空腔，兩種構(gòu)造做法同時使用，隨機(jī)排列，如紅線位置（見圖5）。

（2）天花四周選用30 mm厚石膏板，如藍(lán)線位置（見圖5）。

（3）側(cè)墻前部反射部分采用七夾板，如圖6中紅線位置，板后空腔160 mm；側(cè)墻后部吸聲部分采用18 mm穿孔中密度木纖維條板，其上細(xì)條寬13 mm，板條間距3 mm，鉆圓孔的孔徑10 mm，孔距16 mm，穿孔率12%，與原有墻體之間保持200 mm的空腔，如藍(lán)線位置。

（4）后墻采用穿孔三夾板（見圖6），孔徑5 mm，孔距40 mm，板后附無紡布，加100 mm厚礦棉，如紫線位置，觀眾廳內(nèi)側(cè)仍為金屬隔柵包實木皮裝飾面層，如黃線位置。

（5）其余材料布置仍采用原裝修方案GRG外層包實木皮，如圖6中綠線位置。

（6）舞臺材料布置如圖7，紅線所示的是側(cè)臺的材料，主要采用12 mm厚礦棉吸聲板，離墻50 mm，材料高度為2 m，上部墻體為硬質(zhì)墻面。舞臺后部墻體為硬質(zhì)墻面，仍保持原有材料，即金屬制隔柵包實木皮，如藍(lán)線位置。

本材料的調(diào)整方案是以增加空腔結(jié)構(gòu)來降低低頻混響聲，從而有效地改善由于低頻掩蔽效應(yīng)造成的廳內(nèi)清晰度較差的問題。

4 改造后的聲學(xué)模擬

為了驗證聲學(xué)設(shè)計的最終成果，利用聲學(xué)模擬軟件Odeon對混響時間、明晰度、語言傳輸指數(shù)和EDT等聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行模擬計算，如圖8所示。從圖中可以看出，改造設(shè)計后觀眾廳內(nèi)混響時間適當(dāng)，混響時間的頻率響應(yīng)合理，明晰度和語言清晰度較高，聲場均勻，達(dá)到了聲學(xué)改造的目的。

5 結(jié)語

經(jīng)過改造后，同仁堂天津制藥廠多功能廳的混響時間適當(dāng)、語言清晰度和明晰度較高，能夠滿足多功能廳的聲學(xué)要求，實現(xiàn)了改造目的。

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（編輯 薛云霞）