各類建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例分析實(shí)用教案

1、建筑(jinzh)概況 該音樂廳應(yīng)屬中小型音樂廳，共769座，以演奏交響樂為主，兼顧室內(nèi)樂、民族樂。 觀眾廳吊頂最高處為13.26米，大廳平均高度為10.5米，寬為20米，后部布置有一層眺臺(tái)，兩側(cè)設(shè)置逐次跌落的淺眺臺(tái)。 演奏臺(tái)面積170m2，平面開口(ki ku)17米，深12米。 觀眾廳總?cè)莘e7100立方米，每座容積為9.2m3。 音樂廳位于北京方莊小區(qū)內(nèi)，周圍為居民樓，無交通干道在附近通過。第1頁/共26頁第一頁，共27頁。音樂廳平面(pngmin)第2頁/共26頁第二頁，共27頁。音樂廳剖面(pumin)第3頁/共26頁第三頁，共27頁。 音質(zhì)設(shè)計(jì)(shj)要求該廳是中央音樂學(xué)院附中專業(yè)

2、排練音樂廳。演奏端的音質(zhì)要求（1）演員能盡情地發(fā)揮演技，保證彼此聽聞，使演奏具有整體感。（2）演員能感覺到演奏中大廳效果，以便調(diào)整自己的音樂演奏。 觀眾廳的音質(zhì)要求（1）合適的混響時(shí)間和頻率特性曲線，適于音樂欣賞。（2）廳堂內(nèi)各個(gè)部位，包括后部座位，都應(yīng)有足夠的響度。（3）廳堂內(nèi)的聲能應(yīng)均勻地分布，聲音擴(kuò)散充分。（4）短的延遲反射時(shí)間，使音樂廳具有親切感。（ 5 ） 廳 堂 內(nèi) 無 回 聲 ( h u s h n g ) 、 長 延 遲 反 射 聲 、 顫 動(dòng) 回 聲(hushng)、聲聚焦、聲失真、聲影等缺陷；（6）允許噪聲指標(biāo)為NR2530。第4頁/共26頁第四頁，共27頁?；祉憰r(shí)間的確定

3、(qudng)同一大廳適應(yīng)不同混響時(shí)間要求，一般采用3種方法：以一種功能為主，使這種功能在使用時(shí)達(dá)到良好的效果，而其他功能處于從屬地位；取一個(gè)折衷值，兼顧各種功能的使用要求，各種功能都不是理想的效果；采用可變混響措施，通過改變混響時(shí)間的長短來保證各種功能達(dá)到使用要求。 第三種方法較為理想的，但設(shè)置可變吸聲結(jié)構(gòu)會(huì)增加工程的造價(jià)，施工管理及操作也比較復(fù)雜，而且許多(xdu)實(shí)例表明，混響可調(diào)范圍有限，混響頻率特性很難達(dá)到理想效果。 經(jīng)商討，采用了第一種方法確定混響時(shí)間設(shè)計(jì)指標(biāo)，著重保證在交響樂演出時(shí)具有良好的使用效果。第5頁/共26頁第五頁，共27頁。 從演奏樂器方面講，交響樂中弦樂是主角，混響時(shí)

4、間較長。因本音樂廳還考慮管風(fēng)琴演出，混響時(shí)間可更長一些。 從演奏樂曲方面講，對于古典主義音樂，混響時(shí)間建議為1.71.8秒，對于一般的交響樂團(tuán)保留劇目，合適的中頻混響時(shí)間為1.82.0秒。對于激情或者傷感的現(xiàn)代音樂，中頻混響時(shí)間一般設(shè)計(jì)為1.71.8秒，僅僅對于巴洛克時(shí)期的音樂，期望有一個(gè)低的混響時(shí)間約1.61.8秒，對室內(nèi)樂、民族樂一般可以取低一些。借鑒世界上成功的音樂廳的經(jīng)驗(yàn)，音樂廳混響時(shí)間范圍是1.82.05秒。 綜合以上各個(gè)要素，考慮到中央音樂學(xué)院附中音樂廳屬中小型音樂廳，容積不大，選擇混響時(shí)間不宜過長，將設(shè)計(jì)最佳混響時(shí)間定為1.8秒（滿場中頻500Hz）。頻率特性曲線(qxin)低頻

5、有20%的提升，高頻曲線(qxin)部分希望比較平直，或下降10%15%。第6頁/共26頁第六頁，共27頁。 近次反射(fnsh)聲的利用 建筑設(shè)計(jì)上采用窄的側(cè)墻，淺的挑臺(tái)及舞臺(tái)反射板提供早期側(cè)向反射聲，可以保證聲能較均勻(jnyn)地進(jìn)行反射，演奏臺(tái)天花逐步升起，保證直達(dá)聲與一次反射聲的時(shí)差較短。 充分利用了這些短時(shí)差的近次反射聲對保證觀眾廳聲場的均勻(jnyn)和提高前中部觀眾席的音質(zhì)有重要的作用 第7頁/共26頁第七頁，共27頁。第8頁/共26頁第八頁，共27頁。第9頁/共26頁第九頁，共27頁。 中央音樂學(xué)院音樂廳池座(chzu)中部的脈沖聲響應(yīng)圖譜 第10頁/共26頁第十頁，共27頁

6、。體型設(shè)計(jì)(shj)（平面） 中央音樂學(xué)院附中音樂廳容量較小，屬中小型音樂廳 ，采用(ciyng)矩形比較合適，一來大廳寬為20米，環(huán)繞大廳后部布置一層挑臺(tái)，兩側(cè)設(shè)置一層逐次跌落的淺挑臺(tái)，其欄板為前傾式反射板，最窄處為15.4米，以上處理，均可為觀眾提供大量側(cè)向短延時(shí)反射，增加音色的豐滿度、有利于提高聽音的親切感和環(huán)繞感，使音樂音質(zhì)優(yōu)美；二來矩形平面結(jié)構(gòu)簡單，各工種配合容易，經(jīng)濟(jì)效果好；三是內(nèi)裝修限制少，便于做內(nèi)裝修，將聲學(xué)和美學(xué)很好的結(jié)合。 第11頁/共26頁第十一頁，共27頁。第12頁/共26頁第十二頁，共27頁。第13頁/共26頁第十三頁，共27頁。 體型(txng)設(shè)計(jì)(剖面） 音樂廳

7、建筑的橫、縱剖面設(shè)計(jì)首先要考慮聲學(xué)因素，讓聲音得到充分?jǐn)U散，使觀眾廳聲場均勻，提高音樂之音質(zhì)效果。 設(shè)計(jì)中重點(diǎn)照顧樓下前中部缺少前次反射聲或接受長時(shí)差反射聲的區(qū)域，避免產(chǎn)生盲點(diǎn)、回聲、聚焦、顫動(dòng)回聲等聲學(xué)缺陷，以提高該區(qū)域音質(zhì)。 在古典“鞋盒式”音樂廳中，如阿姆斯特丹音樂廳、波士頓交響音樂廳、維也納金色大廳、柏林Konzerthaus音樂廳、萊比錫音樂廳和蘇黎士音樂廳，橫、縱剖面均為矩形(jxng)，其聲擴(kuò)散是利用側(cè)墻上的雕塑、柱子、壁龕、天花上的淺隔柵、不規(guī)則包廂等不規(guī)則突出物，混響充滿整個(gè)空間，使音樂柔美，動(dòng)聽。 現(xiàn)代音樂廳一般追求簡潔的風(fēng)格，座椅追求舒適，一般用軟椅，吸聲較大，為了獲得良

8、好的視覺條件，池座和樓座都起坡，起坡有利于聽眾聽音，可以減少聲音掠過聽眾席的聲吸收，獲得足夠強(qiáng)的直達(dá)聲，這對自然聲音樂演奏的廳堂來說非常重要，因?yàn)闆]有足夠的響度，就談不上音質(zhì)，現(xiàn)代音樂廳運(yùn)用新材料、新工藝，但材料的反射與吸收系數(shù)與傳統(tǒng)的材料不一樣，制作手法上，從極盡工巧到強(qiáng)調(diào)空間效果，使現(xiàn)代矩形(jxng)音樂廳已不是傳統(tǒng)“鞋盒式”音樂廳，在橫縱剖面設(shè)計(jì)中，不能完全模仿古典傳統(tǒng)的音樂廳，而要對各表面均進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，使現(xiàn)代音樂廳依然能獲得最佳的音質(zhì)。第14頁/共26頁第十四頁，共27頁。 體型(txng)設(shè)計(jì)（天花） 一般認(rèn)為，提供早期反射最有效的表面是頂棚，頂棚的形狀和不規(guī)則面層，起到反射聲與

9、擴(kuò)散雙重作用，令聲音柔美動(dòng)聽。如果演奏臺(tái)突出(t ch)，頂棚很高，常需要在演奏臺(tái)上懸吊一些反射板，其反射面積與地面面積之比一般較小，反射板的平均高度，如果距演奏臺(tái)不超過68m，將是有效果的。根據(jù)調(diào)查表明，小尺寸的構(gòu)件比大尺寸的構(gòu)件更可取，它可以擴(kuò)散更大頻率范圍的聲波。 第15頁/共26頁第十五頁，共27頁。第16頁/共26頁第十六頁，共27頁。 地面升起 為保證直達(dá)聲不受掠射吸收的影響，達(dá)到整個(gè)(zhngg)觀眾席，觀眾廳地面應(yīng)升起，池座前區(qū)升起較低，池座前三排每排升起10公分，中間8排每排升起20公分，后部6排每排升起30公分，樓座6排每排升起45公分，達(dá)到聽聞要求。 第17頁/共26頁第

10、十七頁，共27頁。樓座(lu zu)的設(shè)計(jì) 音樂廳內(nèi)設(shè)置了樓座及包廂，可利用樓座側(cè)面和下表面向池座(chzu)觀眾席提供早期側(cè)向反射聲。為了使挑臺(tái)下面觀眾得到良好的聽覺條件，對挑臺(tái)開口與樓座深度的比例控制在D/H=1，符合=2的要求，張開角度大于450。第18頁/共26頁第十八頁，共27頁。 音樂廳樓座(lu zu)懸挑D與開口高度H 音樂廳橫剖面聲線分析(半場)第19頁/共26頁第十九頁，共27頁。 室內(nèi)(sh ni)裝修材料的選擇 該音樂廳以自然聲為主，需要混響聲彌補(bǔ)直達(dá)聲能的不足，并提高聲音的豐滿度?；祉憰r(shí)間定為滿場1.8秒(500Hz) 需要通過適當(dāng)?shù)谋砻嫜b修處理并進(jìn)行精心的計(jì)算。 音

11、質(zhì)良好的音樂廳選擇材料應(yīng)選擇質(zhì)地密實(shí)(m shi)厚重、剛度大的材料，以使聲音得到充分的反射。設(shè)計(jì)選材要平衡多方面因素，如材料頻率特性、耐火性、裝飾性、材料的供應(yīng)情況，建筑造價(jià)以及施工條件等等。為達(dá)到混響時(shí)間設(shè)計(jì)指標(biāo)，根據(jù)各種材料混響頻率特性，調(diào)配了所需要的反射及擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的種類、材料及面積，根據(jù)初步混響計(jì)算，觀眾廳的裝修材料擬選為：w 天花鋁合金板條板吊頂，后粘貼20厚木板。在一般觀眾廳內(nèi)，天花對聲音的吸收是較多，尤其對低頻的共振吸收更為強(qiáng)烈，致使觀眾廳的低頻混響時(shí)間變短。為避免這種情況，選擇此天花，其吸聲系數(shù)低，反射性好，且裝飾效果也較好。 第20頁/共26頁第二十頁，共27頁。 觀眾廳側(cè)墻

12、15mm厚石膏板外貼櫸木板，2m以下為花崗巖護(hù)墻上設(shè)淺浮雕，以減少低頻吸收，并有利于聲擴(kuò)散。w 演奏臺(tái)側(cè)墻5cm厚木板。w 觀眾廳地面實(shí)貼木地面。w演奏臺(tái)地面雙層木地面下設(shè)空腔，演奏臺(tái)地面常常使用厚木板下設(shè)空腔，這樣可以擴(kuò)大固定于地板上的低音提琴和大提琴的聲音輻射，并可適當(dāng)減弱打擊樂過響的聲音。w座椅半硬質(zhì)木邊椅，椅背為成型木板，實(shí)木扶手，半硬椅墊及靠背。減少聲吸收，尤其是低頻音。為了保證達(dá)到聲學(xué)要求，所選座椅必須經(jīng)過嚴(yán)格檢測。w演奏臺(tái)后墻3.5m以下是QRD木制擴(kuò)散體，3.5m以上是5cm厚木板。w觀眾廳后墻池座(chzu)為QRD木制擴(kuò)散體，樓座為1.5cm厚石膏板外貼櫸木。第21頁/共2

13、6頁第二十一頁，共27頁。觀眾廳噪聲(zoshng)的防止 噪聲對語言和音樂的聽聞?dòng)泻艽蟮难诒巫饔?，特別是低頻噪聲。對于聽音要求較高的大廳，必須做好噪聲控制，一般對音樂廳形成干擾(gnro)的噪聲源主要有內(nèi)部（觀眾及空調(diào)機(jī)械噪聲）和外部環(huán)境噪聲（交通噪聲、社會(huì)噪聲）此外還有雨噪聲，因此設(shè)計(jì)中需采取有效的降噪措施。觀眾廳內(nèi)的本底噪聲也是音質(zhì)指標(biāo)的一個(gè)重要部分。本設(shè)計(jì)噪聲指標(biāo)為：在開空調(diào)時(shí)大廳的背景噪聲小于NC-25或35dBA。第22頁/共26頁第二十二頁，共27頁。 由于總體布局的限制，冷凍機(jī)房、水泵房、空調(diào)機(jī)房等設(shè)備機(jī)房大多設(shè)置在地下層，為了減小空調(diào)噪聲(zoshng)對大廳的影響，除了對空

14、調(diào)管道系統(tǒng)進(jìn)行消聲處理，如空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)置足夠長度的消聲器；應(yīng)特別注意控制固體聲的傳遞，設(shè)計(jì)中除了選用低噪聲(zoshng)設(shè)備外，對空調(diào)冷凍、給排水機(jī)組應(yīng)采取隔振設(shè)計(jì)，設(shè)置減振器、減振墊；進(jìn)出風(fēng)管、水管配接帆布及橡膠軟接管，此外機(jī)房內(nèi)平頂、墻面均做吸聲降噪處理。 觀眾廳正下方是車庫和形體訓(xùn)練房，為了避免噪聲(zoshng)對觀眾廳的影響，采用增加樓板厚度下面加輕質(zhì)復(fù)合隔聲吸聲吊頂；為了減弱城市環(huán)境噪聲(zoshng)對觀眾廳的影響，設(shè)置周圍廊，觀眾廳無直接暴露的外墻，并采用雙層圍護(hù)墻，厚度為190mm+90mm的空心砼砌塊墻，為加強(qiáng)屋面隔聲，也均適當(dāng)加大屋面板厚度，結(jié)合屋面隔熱層設(shè)計(jì)，附加一層石膏板吸聲吊頂以防止雨淋噪聲(zoshng)傳入廳內(nèi)。w 觀眾廳外墻采用陶粒砼磚砌塊墻，厚度為190mm+90mm。w 防雨噪聲(zoshng)吊頂：屋面為防雨噪聲(zoshng)，吊一層12厚紙面石膏板（輕鋼龍骨），上鋪50離心玻璃棉（容24Kg/m3）。地板下為運(yùn)動(dòng)用房，為防噪聲(zoshng)干擾，吊一層12厚紙面石膏板（輕鋼龍骨），上鋪50離心玻璃棉（容24Kg/m3）。 第23頁/共26頁第二十三頁，共27頁。第24頁/共26頁第二十四頁，共27頁。北京師范大學(xué)音樂廳第25頁/共26頁第二十五頁，共27頁。感謝您的觀看(gunkn)！第26頁/共26頁第二十