第5章声学设计要点及案例分析

为满足音乐演出要求，必须配置舞台声反射罩。
声学作用：反射罩可增加大量早期反射声和投射至观众 区的声能，并有利于乐队之间相互听闻。声反射罩顶板应重 点考虑给演员提供反射声。
构造做法：反射罩应有良好的反射性能，可用20mm厚铝 蜂窝板、厚木板、玻璃钢实心厚板制作。
形式：多种，有封闭式（也称端室式）、分离式、简易 折叠式等。分离式反射罩顶板可分块固定在舞台吊杆上，不 用时收藏在舞台上空，侧板、后板可用移动式结构。
地面和天花间易产生颤动（多重）回声。
特点：容积大，座椅一般为吸声较少的夹板椅或塑料椅， 可布置吸声材料的墙面又很少。
从声学角度考虑，体育馆上部宜满做吊顶——可压缩容 积，还可在吊顶上布置吸声材料。同时由于吊顶上部的空腔 作用，往往可在全频域获得较大吸声效果，以便达到理想的 混响时间。
——目前采用网架结构，出于造型和经济等方面考虑， 常采用暴露结构形式。——仅靠墙面来吸声远不能满足要 求。——解决办法是在网架空间内悬吊空间吸声体以增加大 厅吸声量。
第5章 室内音质设计
5.1 室内音质评价标准 5.2 大厅容积的确定 5.3 体型设计 5.4 混响时间设计 5.5 典型建筑声学设计要点及案例分析
一、音乐厅声学设计要点 ——音质要求最高的厅堂类型之一。
特点：演奏席与观众厅位于同一空间，声能得到充分 利用。由于交响乐队声功率较大，故大厅可有较大容积。
上海大剧院观众厅
三、多功能剧场声学设计要点 ——我国目前大量建造 多功能剧场常用于音乐、歌舞和戏剧演出及作报告、放映
电影等多种用途。多功能剧场一般都有较大的舞台，有的还 配有乐池。
混响时间确定：两种方法 1）主要用途 多功能剧场在确定混响时间时，可采用折衷办法，考虑 满足其主要用途，同时兼顾其他。 2）可调混响时间 墙或顶设置可调吸声结构，使混响时间在某一范围内变化。
二、剧院声学设计要点
种类多，归纳可分三类：西洋歌剧院、地方戏院和话剧院。
剧院一般有很大舞台空间。舞台上帘幕、布景、道具等吸 声不够，使舞台空间混响时间过长。——对音质不利，可在舞 台后墙或顶部布置吸声材料，使舞台空间混响时间与观众厅基 本相同。ຫໍສະໝຸດ 典型的音乐厅平剖面 示意图
典型的剧场平剖面 示意图
西方古典歌剧院大多为马蹄形平面，大厅周边设有多层包厢 及柱廊。——使观众与演员间距离缩短。大量柱廊、凸弧形包 厢和各种浮雕装饰使大厅具有良好的声扩散，并且避免弧形墙 面的声聚焦。——使大厅获得良好音质。
规模较小的歌剧院，可采用简单矩形或钟形平面，通过设 置跌落包厢和扩散体来增加扩散。
歌剧院乐池上方吊顶可做成带有弧度的反射面，将乐队声 音反射到观众席。
大厅可设楼座、包厢，以缩短直达声距离。台口附近吊顶 和侧墙应作成反射面，争取尽量多早期反射声。大厅后墙可作 一些吸声或扩散处理。其他墙面及中后部吊顶可由建筑装饰要 求确定，并宜有适当扩散。大厅尽量少用吸声材料，宜通过降 低大厅每座容积来控制混响时间，以提高大厅内声压级。
体育馆空间吸声体
五、会议厅、报告厅声学设计要点
语言清晰度——强吸声、短混响的声学处理 会议厅、报告厅、审判厅的声学设计，在声学要求、 设计指标和声学处理上有共同之处，也有各自的特点。
共同之处：
确保语言清晰度，采用强吸声、短混响，并用扩声系 统使听众获得足够声级和均匀的声场分布。
（一）会议厅声学设计要点：
基本平直
厅内噪声级（dB）： NR-30（35dBA）48 39 34 30 26 25
大会议厅平面
大会议厅剖面
内装修：
波浪形石膏板吊顶作为反射面，台口两侧为塑料贴面板； 侧墙和后墙作为吸声面，控制不利声反射；后墙局部设三角 形扩散体；挑台栏板宽频带吸声结构；地面满铺地毯。
噪声控制：为隔离外界噪声对会议室的干扰，屋架上弦杆 下加设水泥压力板（FC板）夹层，以提高屋面板的隔声性 能；通向会议大厅的门均为隔声门；大厅空调、制冷系统 均配置消声和减振措施。
——建筑师经常可采用易引起声缺陷的体形，如圆形、椭 圆形、卵形平面、穹形屋顶。
会议厅吸声结构配置和选择要根据容积和标准（即装 修要求）而定：
1） 100m3特小型会议室（一般园桌会议）： 室内陈设有地毯、窗帘和沙发座，通常不需另作吸声处
理，即可达到预计混响时间。
2）200m3以上会议厅，一般都应配置吸声材料或吸声结构。 ——控制混响时间的难点是低频混响时间。 由于厅内观众、座椅、地毯、门窗帘幕和多数建筑材料，
镜框舞台形式：顶部可变吸声结构开启处于吸声状态， 观众厅中频空场混响时间为1.2s。
音乐厅舞台形式：顶部可变吸声结构关闭。观众厅中频 空场混响时间为1.55s。
四、体育馆——多功能体育馆声学设计要点
——除举办各种体育比赛外，常被用于举办文艺演出及 召开大会，有时还被用来放映电影——多功能大厅。
声学要求：体育馆都装有电声系统，对音质要求相对较 低。要求具有良好的清晰度和一定的丰满度，且没有回声、 声聚焦等声缺陷及噪声干扰。
主席台及裁判席附近的墙面宜做吸声处理，以便减少进 入话筒的反射声，有利于提高扩声系统的传声增益。
体育馆屋面板普遍采用钢质复合板，即双层钢板之间加 一层保温层。复合板中间的保温层如用超细玻璃棉、岩棉等 既保温又能吸声的材料，则在复合板内侧钢板上钻孔即可用 来吸声。——可大大降低工程造价
体育馆
体育馆空间吸声体
可变舞台形式：建筑师把舞台口两片墙面设计 成活动框架，当台口墙面向舞台内移，原本镜框式 舞台形式成为舞台与观众厅一体的音乐厅形式。观 众厅有560座，容积3600m³。
浙江音乐厅音质设计
舞台反射罩：为满足音乐演出需要，舞台上设置 活动声反射板。歌舞演出时活动声反射板升至舞台 塔内。反射板采用刚度很大的8mm厚防火板材。
美国加州桔县表演艺术中心多用途剧场（2903座， 中频混响时间在1.4～2.2s可调），很宽平面内错落配置四 层平面，利用上一层侧板为下一层提供侧向反射声。
加州桔县表演艺术中心
早期侧向反射声由4个分区侧墙、 大厅前部二次剩余扩散体倾斜后墙
顶部和反射体后帘幕——可 调混响时间
顶部和帘幕——拉出长度以 调整混响时间
混响时间：
中频（500Hz）混响时间为0.8～1.0s，混响频率特性曲线接近 平直。
噪声级： 自然声报告时，厅内噪声不大于30 dBA；而采用扩声 系统时，则应低于40dBA。
没有音质缺陷。 报告厅的平面形式通常有矩形切角、扇形和 正方形对角线配置等三种，如图所示。
扇形
正方形对角线配置
矩形切角
报告厅应控制好低频混响；其它部位可设多孔吸声材料或 结构，如矿棉吸声板、穿孔石膏板或铝板等。
开向厅内的同声传译室：采用双层6mm厚玻璃隔声窗，具 有35分贝的隔声量；而同声传译室之间采用双面各两层石 膏板（24mm），中间填50mm厚岩棉的墙体结构，达到40 分贝的隔声量。混响时间0.4s。
（2）中会议厅的声学设计
以会议为主，兼小型演出和放映电影，厅内容纳652 人，有效容积3230m3，每座容积5.0m3。
声学指标以语言清晰度为主，确定如下声学指标：
最佳混响时间（0.5s）
频率（Hz） 125 250 500 1000 2000 4000
混响时间 0.63 0.54 0.50 0.47 0.48 0.49
室内噪声级（dBA）：
33
阶梯会议厅平面(声闸)
阶梯会议厅剖面
（二）报告厅的声学设计
通常在150～500人左右，多数150～350人，容积在400～ 2500m3范围，由于报告厅容量和容积变化范围不大，因此，声学 设计通常采用统一指标。根据经验，工程设计中采用通用指标：
厅平面呈钟形，横向宽21m，台口至后墙纵向长度 为26.5m，平均高度6.5m ，后侧分别设同声翻译室和控 制室。
为满足会议和电影的要求，故大厅混响时间较短，声 学指标以语言清晰度为主，兼顾电影，确定如下声学指标： 最佳混响时间（0.6s）
频率（Hz） 125 250 500 1000 2000 4000混响时间
1、特点： 会议厅规模（容量和容积）的差异比较大。小至十几人
（容积100m3），大可容纳万名观众（容积100000 m3）—— 根据容积确定混响时间（0.4s～1.8s）。
由于会议厅采用强吸声、短混响的声学处理方式，因 此，体形在声学上作用不大，选择比较自由。
2、最佳混响时间的选择
会议厅最佳混响时间可根据容积，参考会议厅混响时 间的推荐值确定。
音质方面：要求有很长混响时间及丰富侧向反射声。 ——音质设计时要求设计人员在保证没有回声、声聚焦 等音质缺陷同时，尽量少用吸声材料。
典型音乐厅平剖面示 意图
典型剧场平剖面示 意图
古典音乐厅：窄厅、矩形平面、高天花板。 ——鞋盒式音乐厅，两侧及后部有浅挑台，一般能使观 众席获得丰富侧向反射声。 ——音质一直受到很高评价，其中最著名：波士顿音乐厅 （2631座，中频混响时间1.8s）。 现代音乐厅：为在较宽、较大的音乐厅中争取尽可能多 侧向反射声，可在侧墙安装倾斜反射板，或将吊顶做成扩散面， 使一部分声能被反射到侧墙，再由侧墙反射到观众席。
当容积小于30m3时，不必低于0.4s，当容积大于40000m3 时、不应大于1.8s。
据调查，大容积会议厅，当混响时间大于1.8s时，语言 清晰度都较差。
会议厅混响时间的推荐值 摘自《实用建筑声学》
3、吸声材料的选择和音质缺陷的控制 ——布置吸声材料和结构具有控制混响时间和音质缺陷
的双重功能。
构造处理：观众厅墙面结合造型采用扩散反射 面。
为防止回声及控制混响时间，观众厅后墙部分 采用阻燃炽物面吸声结构。
浙江音乐厅音质设计
可调混响时间：为更好地满足多种用途，采用可调混响， 在观众厅顶部设置天窗式可变吸声结构。——在顶部设置可 向吊顶内开启的窗扇，窗扇关闭时不吸声，开启时观众厅声 能通过开口传入吊顶内部而被吸收——调节吸声量。