背景介紹

本方案以廣東省廣州市某學院的多功能廳聲學建設為例。該多功能廳主舞臺高度高達15m，一般設有數量很多的吊桿；舞臺面積較大，含主臺、側臺和后臺，整體呈品字型。

場館概述

多功能廳功能定位：以文藝演出為主，兼顧舉辦大型會議、環繞聲電影放映功能。

多功能廳觀眾廳平面呈鐘形，觀眾廳長37m，寬32m，最高點8.1m，最低點3.6m。舞臺面比第一排高0.8m。觀眾廳為大跨度的輕質屋面，舞臺屋面為混凝土樓板。

舞臺口尺寸：15.8m*5.6m。舞臺呈品字型，主舞臺長寬為15.8m*6.2m，側舞臺長寬為8.6m*7.3m，后舞臺長寬16.6m*6.9m。

觀眾廳側墻設一道耳光，吊頂設一道面光，均為暗藏式。觀眾廳為全臺階形式，共22排，第一排與最好一排高度差（總起坡）為3.3m，平均每階高差約15cm。觀眾廳布置一層座位，共986座，屬中型劇場。觀眾廳平面面積約1372㎡，容積約6578m3，每座容積6.67m3/座。

聲學設計原則以電聲演出為主，良好的聲環境是電聲系統高效發揮的基礎，要求廳堂建成后具備較高的清晰度，均勻度。

聲學設計依據

本項目的聲學設計依據以相關國家標準和相關經典聲學文獻為準，列舉如下：

GB50118－2010《民用建筑隔聲設計規范》

GB50121-2005《建筑隔聲評價標準》

JGJ57-2000《劇場建筑設計規范》

GBT/T 50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》

GB/T 16731-1997 《建筑吸聲產品的吸聲性能分級》

《ISO3382:2008 Acoustics Measurement of the reverberation time of rooms with reference to other acoustical parameters.》

《音樂廳和歌劇院》白瑞納克著

多功能廳 相關圖紙與提供的相關信息

聲學設計指標

多功能廳需要較高的語言清晰度，全廳聲壓級分布均勻，無明顯回聲和顫動回聲等聲學缺陷根據相關規范要求以及本項目的功能特點，茲確定以下的音質設計指標:

多功能廳內本底噪聲：本底噪聲是指房間內無人占場，空調、通風系統和音視頻燈光系統正常運行時的噪聲水平。多功能廳內本底噪聲應不超過NR30噪聲評價曲線，用A 聲級評價時要求噪聲級不能超過35dBA。本底噪聲測量時分兩種工況：廳堂內音視頻舞臺機械和暖通設備關閉、開啟。前者是檢驗廳堂建筑圍護構造的噪聲隔絕能力，后者是測試設備排放噪聲的情況。

多功能廳內任何位置無音質缺陷，如聲聚焦、回聲、顫動回聲等聲學缺陷。多功能廳內總體評價應達到混響合適、頻率特性優良、聲場均勻，聲音清晰真實、無明顯噪聲等。

控制室音質設計指標：中頻500~1000Hz滿場混響時間為：RT60=0.4秒，各頻率混響時間平直。

體型和聲線分析

體型設計是音質設計的重要內容。廳堂體型直接決定了反射聲的時間和空間分布，甚至影響直達聲的傳播，大量的早期反射聲是優良音質的有力保證。早期反射聲是指在直達聲后50ms之內到達的反射聲，對于音樂可放寬到80ms內。

早期反射聲不僅在時間分布上、同時在方向分布上都與音質效果有關。來自前方的早期反射聲有提高直達聲強度和增加親切感的作用，而來自側向的早期反射聲，有形成圍繞感的作用。這對音樂廳和歌劇院來說都是至關重要的。

合適的體型設計是良好音質的必備條件之一，而科學的裝飾完成面造型設計能為獲得良好音質提供先天性的有利條件。墻面形狀、尺寸、布置的合理設計以及擴散體的設計與布置來滿足。設計合理的吊頂可以為觀眾廳提供豐富而均勻的早期反射聲，舞臺臺口至面光橋之間的大天花，能夠為前中區提供早期反射聲，面光橋后部的天花吊頂能夠為中后部觀眾席提供早期反射聲。而合理設計側墻的造型，能夠使觀眾廳的側向反射聲更豐富，聲場更為擴散，這也有利于加強觀眾席的空間感。而側墻上擴散反射體的設計能夠為觀眾廳提供大量的側向反射聲，這都能改善觀眾廳的空間感并使觀眾廳具有良好的聲場分布均勻度。

觀眾廳聲線分析

從圖 3可以清楚看出，對觀眾廳兩側墻體造型優化后，反折線造型能為中部觀眾區帶來更多的早期反射聲，界面有效反聲利用率較高，不存在顫動回聲、聲聚焦、聲影等聲學缺陷。（紅圈為聲源，藍色線為入射聲線，紅線為反射聲線）

折線轉折點直角的設計更利于板材之間的拼接、燈槽的設計安裝，并不會產生尖銳的轉角。

吊頂作為最重要的一個反聲面，需要科學合理的設計，將聲音有效地反射到觀眾區域，提供大量的早期反射聲，有利于加強直達聲，提高聲場均勻度、響度和語言清晰度。本方案的吊頂造型基于裝飾效果美觀的前提下，最大量利用頂部為觀眾席提供反射聲，并使來自頂部的反射聲能均勻覆蓋觀眾席。

從圖 4可以清楚看到，聲音從舞臺發出后，經第一段、第二段和第三段吊頂反射，早期反射聲能覆蓋范全部觀眾席區域，且反射界面體量大。

隔聲設計

為了防止外界噪聲傳入室內影響多功能廳正常使用，故多功能廳的門窗墻體樓板等建筑構件需滿足隔聲要求。科學的隔聲設計能提高語言私密性，提高會議內容的保密性；防止外界噪聲傳入多功能廳，降低廳堂使用體驗。

根據等傳聲量設計原則，多功能廳墻的隔聲量比門窗高出10dB即可；即門的修正計權隔聲量Rw+C需要大于35dB，建議使用成品隔聲門，注意對門縫的密封處理。外窗的修正計權隔聲量Rw+Ctr需要大于35dB，建議使用雙層中空玻璃如5+12A+5的構造，同時注意對窗四周縫隙的密封處理。多功能廳內常會配備暖通空調送回風系統等噪聲源，若送回風口噪聲較大，需根據機組噪聲情況以及多功能廳內允許噪聲水平進行消聲處理。

聲學材料布局

吊頂作為重要的反射面，其形狀經過嚴格設計，以便為觀眾提供更多的早期反射聲，增加語言的清晰度和音樂的明晰度。

觀眾廳內各界面聲學材料的選擇與安裝位置和數量關系到觀眾廳的總體裝修效果和投資，關系到廳內聲場的分布和擴散，更關系到廳內混響時間及其頻率特性的控制，這里將對觀眾廳內各個主要表面的材料選擇及其配置部位提出建筑聲學專業設計的建議和意見，供業主及室內裝修設計和施工單位參考。多功能廳內各界面材料及構造如下：

吊頂天花

吊頂天花聲學上要求具有較強的反射，可采用雙層石膏板吊頂，具施工工藝成熟、價格低廉等優點，同時有較好的低頻吸聲能力，能使對各頻段的吸聲變得更加均衡，有利于提高音質，提高語言清晰度。

本案多功能廳墻體材料平面布局圖如下：

后墻

對觀眾廳后墻作強吸聲處理，既能使廳堂獲得一個低混響的聲環境，同時能降低后墻產生回聲的風險。具體做法為：GA-ART槽孔吸聲板+50mm48K玻璃棉板+100mm以上的空腔。注意點為不可使用一整塊木工板打底，只能使用板條，槽孔吸聲板與玻璃棉板之間不可有一整塊底部。玻璃棉板需盡量緊貼槽孔吸聲板，不可貼墻體。

槽孔吸音板性能要求：

1. 聲學產品必須具有好的聲學穩定性；

2. 面層材料要求：槽孔吸聲板正面開槽，背面開孔，槽孔中心相對；

3. 按GB 8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》標準達到A級防火；

4. 甲醛釋放量滿足《室內裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放量》（GB18580-2001）E1類標準要求；甲醛釋放量低于0.1mg/L（提供權威機構檢測報告）；

5. 聲學性能：100-5000Hz平均吸聲系數≧0.70,NRC≥0.80

6. 內填白色憎水性48K5mm吸聲棉（憎水性≥98%）(憎水性能報告)

側墻

中后部側墻布置微孔吸聲板進行吸聲處理，折線造型能提高聲擴散效果，提高聲場均勻度、語言清晰度，避免產生顫動回聲聲學缺陷；

具體做法為：微孔吸音板PAV4/0.7+50mm48K玻璃棉板+空腔（按現場情況）。要求降噪系數NRC=0.8，平均吸聲系數α在0.65-0.7范圍內。

舞臺口展斜墻

聲學上要求此界面為反射面，不可做吸聲處理。使用木飾面板+木工板打底即可。

根據JGJ57-2000《劇場建筑設計規范》，劇場墻面材料，頂部設有排煙裝置（排煙窗、排煙風機）的可以用B1級防火材料，若沒有則需要用A級防火。

觀眾廳地面

地面建議使用PVC膠地板或水磨石，相對于地毯具有易清潔、壽命長的效果。

舞臺墻面

A級孔木吸音板+50 輕鋼龍骨（填 50mm 厚 48k 玻璃棉，外包玻纖布）+建筑墻體，為減少對舞臺燈光的反光，應選用黑色，安裝位置為舞臺墻面一層天橋以下墻面，其他非吸聲墻面刷黑色乳膠漆，其構造及安裝方式如下：

聲控室

與觀察窗相對墻體：滿鋪FAE32無醛布藝軟包+50mm空腔；兩側墻直通型GA-ART槽孔吸音板+50mm厚48K玻璃棉+50mm空腔。其余一面墻(觀察窗所在墻體)按裝飾設計要求，可為抹灰刷白墻；

天花：25mm玻纖板吊頂；

地面：鋪設架空防靜電地板。

聲學效果

混響時間計算:最佳混響時間確定后，就須進行混響時間的計算，以此確定房間各界面所需的吸聲量，混響時間的計算目前均采用伊林(Eyring)公式。

混響時間計算，通常要計算125、250、500、1000、2000和4000 Hz六個頻段的值。

室內音質計算機模擬

本次模擬采用的軟件是由丹麥技術大學聲學技術系研究開發的正版聲學軟件ODEON 15.12 。ODEON軟件因為其可靠的計算模擬結果和人性化的操作，在全世界范圍內已經得到了聲學行業的廣泛認可，是全球最優秀的聲學模擬軟件之一。

采用計算機聲學模擬試驗，進行聲場分布和早期反射聲測定，主要目的是檢查體形設計中是否存在缺陷和反射聲的分布并以此為依據進行修正。

本次模擬的主要目的是為了利用計算機輔助設計的方式多功能廳的室內聲場環境進行預測，目的是在設計階段找出廳堂內可能出現的問題，并加以解決，對廳堂體型、使用的建筑材料進行優化，以確保廳堂建造完成后能擁有出色的音質。

觀眾廳三維聲學模型

本三維模型對觀眾廳體型作了適當簡化：根據ODEON官方建議，對門窗與墻作同一平面處理，曲面用平面擬合，在保證模擬準確度的基礎上提高音質計算效率。上圖為從舞臺望向觀眾廳后墻方向聲學模型渲染圖，下圖為后部觀眾席區域望向舞臺口方向聲學模型渲染圖。

聲源和測點布置說明

紅點為聲源點位于舞臺中央，高1.5m，以模擬人站立時嘴巴的高度；藍點為測點共12個測點，高1.2m，均勻布置于觀眾席區域。因觀眾廳縱向對稱，故僅在一側布置測點。

觀眾廳音質模擬結果及分析

音質模擬結果以兩種方式展示：

彩色網格法：將觀眾區聽音面劃分成0.75m x 0.75m的小方格，對每一格進行音質模擬計算，音質數值以顏色表示。

多點平均統計法：在觀眾區內均勻布置若干個測點，對每個測點進行音質模擬計算，所有計算結果做統計分析。

(1) 滿場混響時間 T30

混響時間T30與客觀混響感關系度最高。

從彩色分布圖中可直觀看出，中頻滿場混響時間分布均勻，不存在音質突變區域。

表3 12個測點混響時間平均值和標準差

表3，觀眾廳內12個測點滿場中頻混響時間平均值為0.93s，在設計指標范圍（0.9-1.1s）內；較低的中頻混響時間是廳堂具備良好語言清晰度的基礎。標準差數值小，說明混響時間分布均勻，每個測點的混響時間接近。

低頻混響時間相對中頻有一定的抬升，低音比BR=1.15>1，保證語音具良好的飽和度、渾厚感；高頻與中頻接近，保證語音具良好的嘹亮感；混響時間的頻率特性平直符合設計要求。據T30 彩色網格分布圖可以看出，混響時間分布比較均勻，最大值和最小值在合理的范圍內。

(2) 早期衰變混響時間EDT

早期衰變時間EDT與主觀混響感關系度最高。

從EDT彩色網格分布圖可以清楚看出，觀眾廳中部EDT值較高。

從統計值中可以清楚看出，中頻早期衰變時間EDT 平均值約為0.9 秒。低的EDT值也是較高語言清晰度的有力保證。

(3) 聲場不均勻度

音質模擬所使用的ODEON聲源為無指向形點聲源，增益設置為31dB；按此設置，聲源放在消聲室內，距其10m處的聲壓級為0dB，滿足響度系數G的定義要求。

從聲壓級數值彩色網格分布圖可以清楚看出，觀眾廳聲壓變化均勻，不存在突變區域。

從表 5可以得出，觀眾廳內除125Hz頻段外，各個頻段的最大和最小聲壓級差均稍稍大于6dB。原因是本案廳堂長度過大，最后一排到舞臺大幕線的距離超過34m，高于劇場一般要求的30m以內；最后排離舞臺距離較遠，故舞臺上的聲音傳遞到最后排后能量過小，導致其與前排的聲壓差稍稍大于6dB。若除去30m以外的那最后幾排，整個聲場聲壓變化均勻，均勻度較好，能滿足設計指標要求。

同時需指出的時，本廳堂無自然聲演出，使用設計得當的電聲系統后，因其具有較強的指向性，故聲場均勻度會大大提高。

(4) 清晰度D50

清晰度D50表征語言清晰度的好壞，取值范圍0-1，數值越大清晰度越高。通常D50大于0.5，可認為具備較好的語言清晰度。

從清晰度D50值彩色網格分布圖可以清楚看出，僅有小部分觀眾區域（主要集中在觀眾區中部，面積約10%）D50值略低于0.5。通過合適的電聲系統，可進一步提高全場的語言清晰度。

從12個測點的統計值中可以得出，中頻D50平均值為0.61，說明觀眾坐席區整體具備良好的語言清晰度。

使用材料

                 微孔吸音板                                 無醛布藝吸音板

                飾面板

其他項目

案例一：貴州電信金陽樞紐樓

案例二：孟加拉外交部外交學院大禮堂

案例三：山東省第二十三屆運動會指揮中心

案例四：成都七中導播中心

我司擁有業內領先的聲學分析技術：三維聲線分析、聲粒子動畫分析、 音質模擬預測分析、現場聲學測試等；配備丹麥進口正版聲學模擬軟件ODEON15.14，可對建筑空間進行聲學模擬，音質試聽；配備瑞士/列支敦士登進口一級聲學儀器；擅長于劇場、音樂廳、報告廳、影院、體育場館、開放式辦公室、主題樂園聲學設計。
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