第七章 各类建筑声学设计实例分析

观众厅侧墙——15mm厚石膏板外贴榉木板，2m以下 为花岗岩护墙上设浅浮雕，以减少低频吸收，并有利 于声扩散。 w 演奏台侧墙——5cm厚木板。 w 观众厅地面——实贴木地面。 w演奏台地面——双层木地面下设空腔，演奏台地面 常常使用厚木板下设空腔，这样可以扩大固定于地板 上的低音提琴和大提琴的声音辐射，并可适当减弱打 击乐过响的声音。 w座椅——半硬质木边椅，椅背为成型木板，实木扶 手，半硬椅垫及靠背。减少声吸收，尤其是低频音。 为了保证达到声学要求，所选座椅必须经过严格检测。 w演奏台后墙——3.5m以下是QRD木制扩散体，3.5m以 上是5cm厚木板。 w 观 众 厅 后 墙 —— 池 座 为 QRD 木 制 扩 散 体 ， 楼 座 为 1.5cm厚石膏板外贴榉木。
充分利用了这些短时差的近次反射声对保证观众厅声 场的均匀和提高前中部观众席的音质有重要的作用
中央音乐学院音乐厅池座中部的脉冲声响应图谱
体型设计（平面）
中央音乐学院附中音乐厅容量较小，属中 小型音乐厅 ，采用矩形比较合适，一来大厅 宽为20米，环绕大厅后部布置一层挑台，两侧 设置一层逐次跌落的浅挑台，其栏板为前倾式 反射板，最窄处为15.4米，以上处理，均可为 观众提供大量侧向短延时反射，增加音色的丰 满度、有利于提高听音的亲切感和环绕感，使 音乐音质优美；二来矩形平面结构简单，各工 种配合容易，经济效果好；三是内装修限制少， 便于做内装修，将声学和美学很好的结合。
观众厅噪声的防止
噪声对语言和音乐的听闻有很大的掩蔽作用，特 别是低频噪声。对于听音要求较高的大厅，必须做好 噪声控制，一般对音乐厅形成干扰的噪声源主要有内 部（观众及空调机械噪声）和外部环境噪声（交通噪 声、社会噪声）此外还有雨噪声，因此设计中需采取 有效的降噪措施。 观众厅内的本底噪声也是音质指标的一个重要部分。本 设计噪声指标为：在开空调时大厅的背景噪声小于 NC-25或35dBA。
建筑声学设计实例
——中央音乐学院附中音乐厅
建筑概况
该音乐厅应属中小型音乐厅，共769座，以演奏交响乐 为主，兼顾室内乐、民族乐。 观众厅吊顶最高处为13.26米，大厅平均高度为10.5米， 宽为20米，后部布置有一层眺台，两侧设置逐次跌落 的浅眺台。 演奏台面积170m2，平面开口17米，深12米。 观众厅总容积7100立方米，每座容积为9.2m3。 音乐厅位于北京方庄小区内，周围为居民楼，无交通 干道在附近通过。
体型设计(剖面）
体型设计（天花）
一般认为，提供早期反射最有效的表面是顶棚，顶棚 的形状和不规则面层，起到反射声与扩散双重作用，令声 音柔美动听。如果演奏台突出，顶棚很高，常需要在演奏 台上悬吊一些反射板，其反射面积与地面面积之比一般较 小，反射板的平均高度，如果距演奏台不超过6~8m，将是 有效果的。根据调查表明，小尺寸的构件比大尺寸的构件 更可取，它可以扩散更大频率范围的声波。
北京师范大学音乐厅
由于总体布局的限制，冷冻机房、水泵房、空调机房等设备机 房大多设置在地下层，为了减小空调噪声对大厅的影响，除了对 空调管道系统进行消声处理，如空调风管系统设置足够长度的消 声器；应特别注意控制固体声的传递，设计中除了选用低噪声设 备外，对空调冷冻、给排水机组应采取隔振设计，设置减振器、 减振垫；进出风管、水管配接帆布及橡胶软接管，此外机房内平 顶、墙面均做吸声降噪处理。 观众厅正下方是车库和形体训练房，为了避免噪声对观众厅的影 响，采用增加楼板厚度下面加轻质复合隔声吸声吊顶；为了减弱 城市环境噪声对观众厅的影响，设置周围廊，观众厅无直接暴露 的外墙，并采用双层围护墙，厚度为190mm+90mm的空心砼砌块 墙，为加强屋面隔声，也均适当加大屋面板厚度，结合屋面隔热 层设计，附加一层石膏板吸声吊顶以防止雨淋噪声传入厅内。 w 观众厅外墙采用陶粒砼砖砌块墙，厚度为190mm+90mm。 w 防雨噪声吊顶：屋面为防雨噪声，吊一层12厚纸面石膏板 （轻钢龙骨），上铺50离心玻璃棉（容24Kg/m3）。 地板下为运动用房，为防噪声干扰，吊一层12厚纸面石膏板（轻 钢龙骨），上铺50离心玻璃棉（容24Kg/m3）。
混响时间的确定
同一大厅适应不同混响时间要求，一般采用3种方法： ①以一种功能为主，使这种功能在使用时达到良好的效 果，而其他功能处于从属地位； ②取一个折衷值，兼顾各种功能的使用要求，各种功能 都不是理想的效果； ③采用可变混响措施，通过改变混响时间的长短来保证 各种功能达到使用要求。 第三种方法较为理想的，但设置可变吸声结构会增加 工程的造价，施工管理及操作也比较复杂，而且许多 实例表明，混响可调范围有限，混响频率特性很难达 到理想效果。 经商讨，采用了第一种方法确定混响时间设计指标， 着重保证在交响乐演出时具有良好的使用效果。
音乐厅平面
音乐厅剖面
音质设计要求
该厅是中央音乐学院附中专业排练音乐厅。 演奏端的音质要求 （1）演员能尽情地发挥演技，保证彼此听闻，使演奏具有整体感。 （2）演员能感觉到演奏中大厅效果，以便调整自己的音乐演奏。 观众厅的音质要求 （1）合适的混响时间和频率特性曲线，适于音乐欣赏。 （2）厅堂内各个部位，包括后部座位，都应有足够的响度。 （3）厅堂内的声能应均匀地分布，声音扩散充分。 （4）短的延迟反射时间，使音乐厅具有亲切感。 （5）厅堂内无回声、长延迟反射声、颤动回声、声聚焦、声失真、 声影等缺陷； （6）允许噪声指标为NR25~30。
地面升起
为保证直达声不受掠射吸收的影响，达到整个观众 席，观众厅地面应升起，池座前区升起较低，池座前三 排每排升起10公分，中间8排每排升起20公分，后部6排 每排升起30公分，楼座6排每排升起45公分，达到听闻要 求。
楼座的设计
音乐厅内设置了楼座及包厢，可利用楼座侧面和下 表面向池座观众席提供早期侧向反射声。为了使挑台 下面观众得到良好的听觉条件，对挑台开口与楼座深 度的比例控制在D/H=1，符合<=2的要求，张开角度大 于450。
综合以上各个要素，考虑到中央音乐学院附中音乐厅属中小 型音乐厅，容积不大，选择混响时间不宜过长，将设计最佳 混响时间定为1.8秒（满场中频500Hz）。 频率特性曲线低频有20%的提升，高频曲线部分希望比较平直， 或下降10%~15%。
近次反射声的利用
建筑设计上采用窄的侧墙，浅的挑台及舞台反射板提 供早期侧向反射声，可以保证声能较均匀地进行反射，演 奏台天花逐步升起，保证直达声与一次反射声的时差较短。
音乐厅建筑的横、纵剖面设计首先要考虑声学因素，让声 音得到充分扩散，使观众厅声场均匀，提高音乐之音质效果。 设计中重点照顾楼下前中部缺少前次反射声或接受长时差 反射声的区域，避免产生盲点、回声、聚焦、颤动回声等声 学缺陷，以提高该区域音质。
在古典“鞋盒式”音乐厅中，如阿姆斯特丹音乐厅、波士顿交响音乐厅、 维也纳金色大厅、柏林Konzerthaus音乐厅、莱比锡音乐厅和苏黎士音乐厅，横、 纵剖面均为矩形，其声扩散是利用侧墙上的雕塑、柱子、壁龛、天花上的浅隔栅、 不规则包厢等不规则突出物，混响充满整个空间，使音乐柔美，动听。 现代音乐厅一般追求简洁的风格，座椅追求舒适，一般用软椅，吸声较大， 为了获得良好的视觉条件，池座和楼座都起坡，起坡有利于听众听音，可以减少 声音掠过听众席的声吸收，获得足够强的直达声，这对自然声音乐演奏的厅堂来 说非常重要，因为没有足够的响度，就谈不上音质，现代音乐厅运用新材料、新 工艺，但材料的反射与吸收系数与传统的材料不一样，制作手法上，从极尽工巧 到强调空间效果，使现代矩形音乐厅已不是传统“鞋盒式”音乐厅，在横纵剖面 设计中，不能完全模仿古典传统的音乐厅，而要对各表面均进行精心设计，使现 代音乐厅依然能获得最佳的音质。
从演奏乐器方面讲，交响乐中弦乐是主角，混响时间较长。 因本音乐厅还考虑管风琴演出，混响时间可更长一些。 从演奏乐曲方面讲，对于古典主义音乐，混响时间建议为 1.7~1.8秒，对于一般的交响乐团保留剧目，合适的中频混响 时间为1.8~2.0秒。对于激情或者伤感的现代音乐，中频混响 时间一般设计为1.7~1.8秒，仅仅对于巴洛克时期的音乐，期 望有一个低的混响时间约1.6~1.8秒，对室内乐、民族乐一般 可以取低一些。借鉴世界上成功的音乐厅的经验，音乐厅混 响时间范围是1.8~2.05秒。
音乐厅楼座悬挑D与开口高度H
音乐厅横剖面声线分析(半场)
室内装修材料的选择
该音乐厅以自然声为主，需要混响声弥补直达声能的 不 足 ， 并 提 高 声 音 的 丰 满 度 。 混 响 时 间 定 为 满 场 1.8 秒 (500Hz) 需要通过适当的表面装修处理并进行精心的计算。 音质良好的音乐厅选择材料应选择质地密实厚重、刚度 大的材料，以使声音得到充分的反射。设计选材要平衡多 方面因素，如材料频率特性、耐火性、装饰性、材料的供 应情况，建筑造价以及施工条件等等。为达到混响时间设 计指标，根据各种材料混响频率特性，调配了所需要的反 射及扩散结构的种类、材料及面积，根据初步混响计算， 观众厅的装修材料拟选为： w 天花——铝合金板条板吊顶，后粘贴20厚木板。在一 般观众厅内，天花对声音的吸收是较多，尤其对低频的共 振吸收更为强烈，致使观众厅的低频混响时间变短。为避 免这种情况，选择此天花，其吸声系数低，反射性好，且 装饰效果也较好。