室內(nèi)主題樂園聲學(xué)設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐

孟妍，陳京金，王崢

（北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100045）

1 前言

近年來，隨著我國旅游業(yè)的發(fā)展，很多地區(qū)進(jìn)行了大型主題樂園項(xiàng)目的開發(fā)。室內(nèi)主題公園的特殊性使得樂園的聲環(huán)境設(shè)計(jì)面臨挑戰(zhàn)，游樂設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音、廣播音響的聲音、游客興奮的笑聲和叫聲以及室內(nèi)各種設(shè)備產(chǎn)生的噪聲在空間內(nèi)交織混雜，構(gòu)成了復(fù)雜的聲環(huán)境，帶來了多方面的聲學(xué)問題，且關(guān)系到游客、工作人員的安全和健康。室內(nèi)游樂場的噪聲污染包括對(duì)聽覺的影響，對(duì)公共廣播的影響，對(duì)語言交流的影響以及對(duì)其他感官的影響。

1.1 噪聲對(duì)聽覺的影響

在強(qiáng)噪聲下暴露一定的時(shí)間后，過度的聲音刺激會(huì)使聽覺疲勞，聽力變遲鈍，引起暫時(shí)性聽力衰退。如果聽力下降是不可恢復(fù)的，即為聽力損失。根據(jù)WHO（世界衛(wèi)生組織）以及《聲學(xué)噪聲性聽力損傷評(píng)估》（GB/T 14366—2017）[7]規(guī)定，為了對(duì)聽力進(jìn)行保護(hù)，一個(gè)人在空間里的A計(jì)權(quán)8h等價(jià)暴露噪聲級(jí)，即Sound Exposure Level（LEX，8h）不應(yīng)超過85dB（A）。如暴露噪聲級(jí)增高，空間內(nèi)駐留時(shí)間應(yīng)縮短。尤其是噪聲對(duì)兒童的耳鼓、頭骨和聽力產(chǎn)生的傷害要比成年人大得多，所以兒童暴露在高噪聲環(huán)境下的時(shí)間應(yīng)該更短。暴露噪聲級(jí)包括設(shè)備噪聲以及人員活動(dòng)噪聲在內(nèi)的所有噪聲。

1.2 噪聲對(duì)公共廣播的影響

對(duì)于使用者數(shù)量較大的建筑公共空間，應(yīng)急廣播系統(tǒng)用于在突發(fā)事件中引導(dǎo)人員進(jìn)行安全疏散。強(qiáng)噪聲環(huán)境的不利條件將會(huì)影響公共廣播系統(tǒng)的語言清晰度，分散人員的注意力，進(jìn)而影響人員對(duì)公共廣播系統(tǒng)公布信息及危險(xiǎn)警報(bào)信號(hào)的理解和接受。

1.3 噪聲對(duì)語言交流的影響

人聽到的正常談話聲約為70dB（A），在高背景噪聲的干擾下，人們?yōu)榱嘶ハ嗦犌?，不得不提高音量或縮短談話距離，進(jìn)而使空間內(nèi)背景噪聲級(jí)進(jìn)一步提高。高背景噪聲將遮蔽人的談話聲，干擾正常交談。因?yàn)檎Z言清晰度及可懂度與背景噪聲級(jí)及混響時(shí)間有關(guān)，背景噪聲的聲壓級(jí)過高時(shí)，語言的清晰度嚴(yán)重降低。不但空間使用者的主觀聲舒適度嚴(yán)重降低，樂園中的兒童對(duì)父母的語言理解更加困難，語言交流困難會(huì)直接影響父母與孩子在公園中的游園體驗(yàn)。

1.4 噪聲對(duì)其他感覺器官的影響

噪聲會(huì)降低游客的視覺、觸覺及動(dòng)覺等其他器官的感受性，使人變得遲鈍，阻礙游戲帶來的歡愉感受。對(duì)于工作人員來說，長時(shí)間暴露在高噪聲環(huán)境中會(huì)影響其工作效率，產(chǎn)生心情煩躁、精神不集中等情況。在噪聲對(duì)心血管系統(tǒng)影響的研究中發(fā)現(xiàn)，噪聲可以使人心跳加速，心律不齊，導(dǎo)致血壓升高。

2 室內(nèi)主題樂園內(nèi)聲環(huán)境

室內(nèi)游樂空間的聲場由多種聲源組成，總體可歸類為：游樂設(shè)備聲、人群活動(dòng)聲、背景音樂聲等。

2.1 主題公園游樂設(shè)備噪聲

2.1.1 過山車

過山車的構(gòu)造包括過山車駛過的軌道以及下方支撐軌道的大型管狀龍骨和連接支柱系統(tǒng)。由于軌道不平整，過山車輪子通過軌道時(shí)產(chǎn)生摩擦噪聲。過山車是室內(nèi)主題樂園中噪聲污染較大的設(shè)備。因?yàn)檐囕啞壍涝肼暫艽螅慰偷暮敖新暥喟l(fā)且很響，過山車升至高處時(shí)，噪聲影響的面積大。過山車噪聲測試值表明，由于過山車的運(yùn)行速度及加速度不同以及測量的位置不同，過山車的噪聲值變化很大。一般來說，過山車通過時(shí)聲功率級(jí)可達(dá)到LwAeq102～107dB（A）。如果有游客的尖叫聲，聲壓級(jí)可提高5～10dB（A）。過山車產(chǎn)生的噪聲為非連續(xù)間歇性移動(dòng)噪聲。

2.1.2 激流勇進(jìn)

“激流勇進(jìn)”是主題樂園中常見的游樂項(xiàng)目，即速度較慢的過山車，其在運(yùn)行過程中有持續(xù)不斷的流水，并在最終降落時(shí)由于降落到水體而產(chǎn)生巨大的濺水聲和游客的尖叫聲，聲源有車輪與軌道撞擊聲、濺水及流水聲、尖叫聲。重點(diǎn)噪聲源產(chǎn)生在落水時(shí)刻以及車運(yùn)行時(shí)（由于車速較慢，噪聲特性較恒定，包括水聲及軌道聲），總體聲壓級(jí)與船內(nèi)承載人數(shù)及尖叫聲壓級(jí)有關(guān)。在15m外測得的連續(xù)等效聲壓級(jí)可達(dá)到80～90dB（A）。聲功率級(jí)可達(dá)到LwAeq89dB（A）。

2.1.3 自由落體

自由落體游樂項(xiàng)目，與海盜船等其他本體噪聲較小設(shè)備相仿，產(chǎn)生的主要噪聲為游客落下時(shí)的喊叫聲，叫喊聲是從高處發(fā)聲，在15m處測得的叫喊聲平均最大聲壓級(jí)可達(dá)85dB（A）。

樂園內(nèi)包括的娛樂活動(dòng)和表演類型多樣，表1為室內(nèi)主題樂園其他游樂設(shè)備以及表演的平均聲功率級(jí)。

表1 室內(nèi)樂園游樂設(shè)施（包括游客和揚(yáng)聲器）聲功率級(jí)[10]

2.2 人群噪聲

在主題樂園里，人發(fā)出的聲音主要是為了交流的需要（說話，喊叫），或者是表示情感（笑、哭）。表2為我國上海迪斯尼樂園各游樂活動(dòng)排隊(duì)等待區(qū)的人群噪聲測量值。

表2 上海迪斯尼樂園內(nèi)排隊(duì)等候區(qū)人群噪聲聲壓級(jí)（現(xiàn)場測試值）

人群在空間內(nèi)產(chǎn)生的嘈雜聲的變化可分為四個(gè)階段[8]：安靜階段、舒適階段、膨脹階段和持續(xù)階段。在人數(shù)多的持續(xù)階段，嘈雜聲不再隨人數(shù)涌入而無限增加，而是持續(xù)在一個(gè)穩(wěn)定水平。人們?cè)诟咴肼晽l件下為了交談，必須拉近相互的距離，或者放棄某些談話，待到噪聲降低時(shí)下意識(shí)地插話。持續(xù)階段的聲環(huán)境一般會(huì)在75～80dB（A），如果噪聲再大，講話者只能放棄正常的講話。根據(jù)對(duì)一些商業(yè)活動(dòng)空間的聲環(huán)境實(shí)測和調(diào)查，人群噪聲極限基本在80dB（A）左右，這可能是正常交換的噪聲干擾心理承受平均上限。人們自行調(diào)節(jié)講話音量、時(shí)機(jī)和距離，使群體聲出現(xiàn)穩(wěn)定值。在吵鬧的環(huán)境中，人們依靠自發(fā)的調(diào)節(jié)和群體承受力控制著室內(nèi)噪聲的上限。在上海迪斯尼測量時(shí)，由于是節(jié)假日期間，排隊(duì)區(qū)內(nèi)充滿了游客，但是噪聲沒有超過80dB（A），說明這個(gè)測量結(jié)果與以上的規(guī)律是一致的。

3 室內(nèi)主題樂園聲環(huán)境設(shè)計(jì)

室內(nèi)主題樂園聲環(huán)境設(shè)計(jì)的主要目的是控制空間內(nèi)的混響時(shí)間，適當(dāng)控制空間中游樂噪聲級(jí)，避免過大噪聲污染影響游樂感受。通過準(zhǔn)確的聲學(xué)模擬，對(duì)室內(nèi)樂園的聲環(huán)境有一個(gè)總體預(yù)測。根據(jù)模擬分析結(jié)果，給予合理的噪聲控制方案、室內(nèi)音質(zhì)優(yōu)化方案。與擴(kuò)聲系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，提高擴(kuò)聲系統(tǒng)的語言清晰度，滿足空間的使用功能需求。

3.1 聲環(huán)境設(shè)計(jì)指標(biāo)

表3為ASHRAE規(guī)定的室內(nèi)主題樂園內(nèi)不同使用類型表演空間的噪聲評(píng)價(jià)曲線和混響時(shí)間限值。

表3 不同區(qū)域的噪聲和混響時(shí)間限值[5]

3.2 屋面雨噪聲隔聲與吸聲

由于室內(nèi)樂園的屋面是整個(gè)空間中最大的界面，其吸聲性能對(duì)整個(gè)空間的混響時(shí)間控制有至關(guān)重要的作用，整個(gè)屋面應(yīng)設(shè)計(jì)成一體式強(qiáng)吸聲構(gòu)造。作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，屋面除吸聲要求外，還具有隔聲的功能，包括空氣聲隔聲和撞擊聲隔聲，如雨噪聲等，由于隔聲構(gòu)造要求材料嚴(yán)密，有一定的重量和厚度，與吸聲構(gòu)造的要求完全不同，所以不能用吸聲構(gòu)造來代替隔聲構(gòu)造，因此屋面的構(gòu)造應(yīng)由吸聲層和隔聲層組合而成，二者不能合二為一。整個(gè)屋面的構(gòu)造應(yīng)由屋面設(shè)計(jì)單位、建筑專業(yè)設(shè)計(jì)人員和聲學(xué)設(shè)計(jì)人員共同協(xié)商完成。

3.3 大廳墻面吸聲

主題公園的墻面面積較大，墻面需進(jìn)行吸聲處理，墻面吸聲板是一種裝飾性吸聲材料，其構(gòu)造是將吸聲材料緊貼在穿孔板后方，做成整體式吸聲構(gòu)造。安裝時(shí)先在墻面上固定龍骨，將吸聲板固定在龍骨上。主題樂園的墻面大多有裝飾圖案，為了滿足墻面的裝飾效果，需要由包裝單位出具彩繪設(shè)計(jì)，交予吸聲廠家將穿孔板在廠家進(jìn)行裝飾噴涂。被假山以及其他建筑遮擋的墻面不需要安裝吸聲構(gòu)造。

3.4 “黑暗騎乘”的聲學(xué)處理

黑暗騎乘為與室內(nèi)主題樂園大廳隔絕的單獨(dú)空間，內(nèi)部要保證混響時(shí)間滿足設(shè)計(jì)要求。配合內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)，墻面和天花都要做吸聲處理，并且對(duì)局部區(qū)域進(jìn)行反射聲控制。在不同場景的轉(zhuǎn)換之間，要有隔墻和隔聲門，以防聲音串?dāng)_，保證建聲設(shè)計(jì)要根據(jù)音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和布置來進(jìn)行。目標(biāo)是確保一個(gè)場景的最大噪聲級(jí)（L10）對(duì)相鄰場景的背景噪聲級(jí)（L90）不帶來干擾。

4 結(jié)語

主題樂園是投資大、風(fēng)險(xiǎn)高的新型旅游業(yè)態(tài)。有效提高游客的消費(fèi)是主題樂園經(jīng)營的關(guān)鍵，游客的回頭率、逗留時(shí)間、消費(fèi)意愿等都與樂園內(nèi)的環(huán)境有關(guān)，而聲環(huán)境是很大的一個(gè)影響因素。室內(nèi)主題樂園由于將多項(xiàng)娛樂項(xiàng)目以及大量的人群安排在一個(gè)空間內(nèi)，使得噪聲污染非常嚴(yán)重，對(duì)游客的游玩體驗(yàn)帶來了多方面的消極影響，甚至影響到主題樂園的正常運(yùn)營。因此，主題樂園在建設(shè)中要進(jìn)行正確科學(xué)的聲學(xué)設(shè)計(jì)，用合理的投資創(chuàng)造舒適的聲環(huán)境。