长江有声记忆博物馆声学设计工程案列分享

长江有声记忆博物馆声学设计工程案例分享【项目概况】
长江有声记忆博物馆位于重庆市南岸区，是一家以长江文化为中心，通过声音记录城市发展变迁的专题性博物馆。

以声音为载体，以文化为根基，以艺术为形式，以科技为手段，全方位展示中国文化的厚重与历史的沉淀。

此馆主要为数字化多媒体展陈的表现形式，对空间的音质较高。

【项目分析】
1、博物馆内的声源
数字化多媒体展陈博物馆中，多媒体技术的大量应用带来了图文、声音、动画、视频、互动、虚拟现实等多种表现形式，因此也在建筑和展厅内带来很多不同的声源，且彼此交织。

除了以上主要声源外，馆内还有噪声声源存在。

博物馆内的噪声声源除了设备产生的噪音外，主要就是游客的脚步声、喧闹声和导游的解说声等。

我国环境部门规定，博物馆属于一类参观环境，噪声必须控制在55分贝以内。

但考虑到我国现实国情，在观众参观的旺季，馆内噪声往往远高于国家标准。

为了保证良好的声场信噪比，发声设备的声压级应作相应调整。

2、博物馆数字化多媒体展陈中的主要声学问题
（1）声波对文物的伤害
博物馆的声学设计不同于一般厅堂的扩声设计，不仅需要考虑语言清晰度、声干涉等问题，而是避免声波对文物造成损伤。

理论上，声波对文物会造成损害，并且这种损害是不可逆的。

噪声对文物的伤害应根据文物的材质和新旧程度而定。

纸质、木质、石质、金属质等文物都能够吸收声波，当声波穿透玻璃展柜到达文物的时候，使文物本身发生简正振动，长此以往必然对文物产生损伤。

普通玻璃，包括钢化玻璃，其低频吸声系数高于高频吸声系数，而字画类文物的本征振动频率恰在低频范围内。

因此，对字画展厅的玻璃需进行特殊声学处理，以提高声反射能力。

（2）声场重叠
在博物馆的多媒体体验区内，往往多个展位具有声源设备。

在人流量高峰时，存在多个声源设备同时启动的可能性。

此时，若建筑声学设计不当或音频系统不加针对性处理，将使参观者在一个展区内听见多个展区的声场重叠，就会严重影响参观品质；更重要的是，重叠的声场将增加嘈杂感，就会降低博物馆的高雅性。

（3）声聚焦
博物馆展厅的造型富有设计感，流线型设计大行其道。

然而这种设计产生的凹面必然形成集中反射，使反射声聚焦在场馆内的某个区域，造成声音在该区域特别响的现象。

声聚造成声能过分集中，使声能汇聚点的声音嘈杂，而其他区域听音条件变差，扩大了声场的不均匀度，严重影响参观者的听音条件。

（4）颤动回声
博物馆的部分展厅，采用回廊式布局，两边的展示橱窗距离较近，且均为对声波有强反射作用的钢化玻璃，再加上对天花板和地板的处理方式随意，装修时没有布设吸音材料。

如此，当展品需要与观众进行声频互动时，无论是吸顶式音箱还是壁挂式音箱，都不可避免地产生声波的持续平行反射，即颤动回声。

这将严重影响语言清晰度，是灾难性的声学缺陷。

（5）混响时间过长
混响时间过长是厅堂扩声中常见的声学缺陷。

相比于剧场、会议室，博物馆内的人员较少，人体吸声作用有限，更没有座椅吸声的条件。

故只能在建声材料上对混响时间加以调节。

根据赛宾公式，混响时间RT60=0.161V/Sa，其中a表示房间表面的平均吸声系数，V表示房间体积，S表示房间内部表面积。

显然，V是一个相对常量，而S可以通过材料进行更改，a在大量使用玻璃材料的展馆内往往较小。

以这些客观条件为基础，我们可以通过建声设计定量调节混响时间。

（6）噪声控制
外部环境噪声控制，包括外部交通的噪声，博物馆的选址应远离高速路、机场、铁路线、车站、港口、码头等存在显著噪声影响的区域与振动噪声源；合理的设计外墙结构，外窗及幕墙结构，控制外部环境噪声对博物馆建筑内部的影响。

内部环境噪声控制，包括博物馆建筑内部水泵、空调机组等机械设备的噪声控制，导游讲解声，游客交谈声等。

（7）音质控制
博物馆内部剧场、学术交流室、听音室等音质要求较高房间的音质设计，保证有足够的响度、良好的语言清晰度。

声场分布均匀，并无对听音形成干扰的音质缺陷。

【博物馆声场优化】
1、声学设计参考依据
（1）《展览建筑设计规范》JGJ218-2010
（2）《剧院、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》 GB/T50356-2005
（3）《民用建筑隔声设计规范》 GB50118-2010
（4）《博物馆建筑设计规范》JGJ66-2015
2、主要技术指标
（1）混响时间
博物馆应有较低的混响时间，保证导游的讲解、游客交流和广播的语言清晰度。

根据《博物馆建筑设计规范》JGJ66-2015中规定，公众区域，包括展厅、门厅、教育用房等公共区域混响时间宜符合下表中的规定。

注：特殊音效的3D、4D影院应根据工艺设计要求确定混响时间。

（2）噪声控制
博物馆内各房间应有较低的背景噪声，室内允许噪声级应符合下表的规定。

注：①特殊安静要求的房间指报告厅、会议室等；有一般安静要求的房间指一般展厅、研究室、行政办公及休息室等；无特殊安静要求的房间指以互动性展品为主的展厅、实验室等。

②对邻近有特别容易分散观众听讲解注意力的干扰声时，表中的允许噪声级应降低5dB。

③室内允许噪声级应为关窗状态下昼间和夜间时段的标准值。

（3）隔声标准
博物馆建筑不同房间围护结构的空气声隔声标准和撞击声隔声标准应符合表7的规定
注：产生噪声的房间系指产生噪声的以操作为主的展示室、学生活动室等以及产生噪声与振动的机械设备用房。

3、声场优化方案
（1）吸声材料的选择及布置
博物馆所涉及的大部分声学问题，可以通过布置吸声材料来解决。

通过对天花板、墙面布置吸
声材料、漫反射材料，可以有效地减缓颤动回声，控制混响时间，在一定范围内遏制声场叠加的现象。

此外，博物馆建筑的防火标准远高于其他建筑，吸声材料宜采用新式的耐火吸声涂料。

结合博物馆各个空间的声环境特点，在吸声材料的布置上做了如下的选择：
①诗画长江区：使用透声投影幕墙代替投影漆，不仅投影效果优异，同时兼顾吸声降噪的效果。

降噪系数NRC＞0.70，有效控制混响时间。

②时代强音区：两侧使用的圆弧型投影墙容易造成声聚焦，颤动回声等声缺陷。

将投影漆更换使用聚砂吸声基板+5mm透声投影聚砂涂层，降噪系数NRC＞0.7，有效改善声缺陷。

③学术交流室：为确保学术交流室有较高的语言清晰度，墙面使用聚砂吸声基板+5mm聚砂吸声涂层，降噪系数NRC＞0.7，有效改善室内混响时间，提高语言清晰度。

并结合装饰效果，表面吊装木挂条，保证装饰美观的同时还能增加声音的扩散，有效避免平行墙面之间产生的颤动回声声缺陷。

（2）音质设计
博物馆内重点空间进行音质设计，提高室内听闻感受。

①意动万千：该功能区为打造一个下沉式影院，声学要求相比其他空间更高。

根据该下沉式影院的容积约为320m³，根据《剧场、电影院多用途厅堂建筑声学设计规范》GB/T50356-2005中规定，多用途厅堂内剧场室内混响最佳混响时间范围如下图所示，依据本剧场规模可确定室内中频（500Hz—1000Hz）满场的最佳混响范围为0.6-0.8s。

在自然声源的条件下，厅内声场不均匀度应≤±4dB，最大与最小声级差值≤8dB。

并且声学方面要求厅内无明显声聚焦、颤动回声、声场不均匀等声学缺陷。

A.天花：为了控制观众厅过长的混响时间，同时考虑建筑装饰效果，天花使用了30mm吸声砂浆喷涂，声学要求：NRC＞0.70，防火等级A级。

B.墙面：为避免平行墙面产生的颤动回声等声缺陷，墙面设计不规则的折线造型，表面装饰材料选用20mm聚砂吸声基板+5mm透声投影聚砂涂层, 声学要求：NRC＞0.70，防火等级A级，同时满足投影幕墙的装饰效果。

（3）布局结构调整
①为保护文物不受声波损害，互动体验、虚拟现实、视频影片、多维影像等涉及恢弘乐章的展览手段，尽可能与重要的文物分离展示，或者专门设立互动体验展厅。

②为减小声场重叠度，各个有声展区周围的结构，设计为凹入式或曲面式，成为一个相对独立的空间，形成有益的声聚焦效应，防止声波向别的展区扩散，也遏止其他展区的声波对本展区的干扰。

③在设计中，避免出现正圆或正圆弧状的墙面设计。

正圆（弧）具有独特的几何性质，正圆（弧）声聚焦现象难以通过音频系统的设计加以改善。

④在展厅的转角处，避免出现斜面，使声波发生直角反射，向其他展区扩散声波，造成声场重叠。

利用声学技术把博物馆多媒体设计和装饰设计的灵感和思想完美的呈现在不同的场景中，不仅仅是一种艺术，更是文化底蕴的表现。

每一帧画面搭配干净清冽的声音都是非常精美的，这声音传承的是文化，不变的是艺术和内心的爱国情怀。