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        禮堂平板與曲面吊頂對廳堂音質(zhì)影響分析

        2017-04-09 07:16:18韓文東張世武上海中建東孚投資發(fā)展有限公司上海200122
        綠色建筑 2017年5期
        關(guān)鍵詞:語言

        韓文東,張世武(上海中建東孚投資發(fā)展有限公司,上?!?00122)

        進行廳堂室內(nèi)設(shè)計時,需要根據(jù)禮堂的主觀音質(zhì)要求和相應(yīng)的聲學(xué)指標(biāo),結(jié)合廳堂的體型、材料、構(gòu)造和藝術(shù)處理展開設(shè)計,因此聲學(xué)設(shè)計與廳堂的建筑設(shè)計同時并進,并且貫穿于建筑設(shè)計和施工的全過程。經(jīng)過必要的測試、模擬分析和主觀聽音評價,是達到預(yù)期聲學(xué)效果的必要方法。

        某禮堂主要功能為 820 座的小型丙級多功能劇場,可以作為小型歌舞劇演出、音樂劇會議、電影放映、學(xué)術(shù)報告等功能使用。禮堂音質(zhì)設(shè)計主要指標(biāo)有混響時間 T30、回聲評價指標(biāo) EC、清晰度 D、側(cè)向反射聲系數(shù) LE、清晰度D、語言傳輸指數(shù) STI 等,并預(yù)防音質(zhì)缺陷的產(chǎn)生以及控制構(gòu)件的隔聲減振,降低背景噪聲。

        室內(nèi)設(shè)計時,平板吊頂與曲面吊頂較難抉擇。從材料加工、運輸、安裝施工便捷性的角度考慮,平板吊頂為首選,且與外立面裝飾風(fēng)格相近;但多數(shù)廳堂多采用曲面吊頂。因此采用專業(yè)的廳堂音質(zhì)模擬分析軟件 Odeon,建立廳堂模型,在舞臺、四周墻面、坐席區(qū)的材質(zhì)和構(gòu)造形式均相同的前提下,模擬計算平板吊頂和曲面吊頂對音質(zhì)指標(biāo)的影響,為吊頂選型提供科學(xué)依據(jù)。

        1 音質(zhì)指標(biāo)簡介

        1.1 混響時間

        聲源停止發(fā)聲后,聲能衰減 60 dB 所需要的時間。軟件中的混響時間從施羅德積分曲線得出。

        本廳堂混響時間取值 1.3~1.5 s,設(shè)計最佳值 1.3 s,低頻允許有提升。

        1.2 回聲指數(shù)EC

        評價廳堂受回聲干擾的程度見式(1)、式(2):

        對于音樂來說,取 n=1,Δτ=14 ms,為了保證不多于 50% 的人感到有回聲,EC 應(yīng)≤ 1.8。

        對于語言來說,取 n=2/3,Δτ=9 ms,為了保證不多于 50% 的人感到有回聲,EC 應(yīng)≤ 1.0。

        1.3 清晰度D

        用于評價語言的清晰程度,它的定義是接收點在 50 ms 之前接收到的聲能與總聲能之比,如式(3)所示:

        D 越大,表明語言越清晰;D 越小,表明混響越長。一般認為,D>50% 時,語言的清晰度比較好。

        1.4 快速語言傳輸指數(shù)RASTI

        用于評價語言的可懂度。語言可懂度的降低主要和混響、聲波干涉和背景噪聲有關(guān)。RASTI 是調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)MTF 的平均歸一化值,與主觀感受的對應(yīng)關(guān)系見表1。

        1.5 音質(zhì)缺陷及其他指標(biāo)

        廳堂音質(zhì)設(shè)計常出現(xiàn)的音質(zhì)缺陷有回聲、顫動回聲、聲聚焦、聲影區(qū)、聲共振等 5 種;評價廳堂音質(zhì)優(yōu)劣的指標(biāo)還有聲場均勻度(聲壓級 SPL 分布圖),如通常規(guī)定聲場最大聲壓級與最小聲壓級差值應(yīng)< 6 dB。

        2 音質(zhì)指標(biāo)模擬對比分析

        2.1 混響時間模擬對比

        首先廳堂平板與曲面吊頂?shù)幕祉憰r間分布進行模擬計算。分析后得知,對于平均混響時間,平板吊頂工況的混響時間范圍是 1.1~1.4 s,曲面吊頂工況混響時間是1.1~1.3 s;且平板吊頂在接近上限與下限的區(qū)域較多,因此可以判定曲面吊頂更利于聲場均勻擴散。對于 500 Hz 的混響時間,平板吊頂為 1.28 s,曲面吊頂為 1.26 s,曲面吊頂分布更均勻。

        另外,平板吊頂?shù)幕祉憰r間最大值與最小值差值為 0.6 s,曲面吊頂?shù)幕祉憰r間最大值與最小值差值為 0.5 s,說明混響時間在低、中、高頻波動更小。

        2.2 回聲指數(shù) EC 模擬對比

        對廳堂平板與曲面吊頂?shù)幕芈曋笖?shù)分布圖進行模擬計算,分析后得知平板吊頂?shù)膹d堂回聲指數(shù)分布在0.38~0.87 之間,滿足語言聲<1.0 的要求;曲面吊頂?shù)膹d堂回聲指數(shù)分布圖在 0.29~0.79 之間。從平板吊頂廳堂回聲指數(shù)分布圖看出,前排坐席有大片紅色區(qū)域,說明產(chǎn)生回聲的概率相對較高,因此曲面吊頂?shù)膹d堂更利于消除回聲缺陷。

        2.3 清晰度 D 模擬對比

        通過廳堂平板與曲面吊頂?shù)那逦确植紙D模擬計算,分析計算結(jié)果得知,根據(jù) D50 的定義,>0.5 說明語言清晰度更好。平面吊頂?shù)那逦?D50 模擬值在 0.38~0.87 之間,曲面吊頂?shù)那逦?D50 模擬值在 0.42~0.91 之間,說明曲面吊頂更利于提高語言清晰度。

        2.4 快速語言傳輸指數(shù)RASTI模擬對比

        通過廳堂平板與曲面吊頂?shù)目焖僬Z言傳輸指數(shù) RASTI分布圖模擬計算,分析計算結(jié)果得知平板吊頂廳堂的RASTI 模擬范圍是 0.48~0.67,中間藍色區(qū)域為 0.57。曲面吊頂廳堂的 RASTI 模擬范圍在 0.51~0.70 之間。兩者的語言可懂度均在一般、良好之間。曲面吊頂取值略高,可懂度略有提升。

        2.5 聲壓級SPL模擬對比

        廳堂平板與曲面吊頂?shù)穆晧杭?SPL 分布圖模擬計算模擬計算,分析計算結(jié)果得知平板吊頂廳堂第一排聲壓級75.5 dB,樓座后排最左邊 70.5 dB,差值 5.0 dB。曲面吊頂廳堂第一排聲壓級 75.5 dB,樓座后排 71.2 dB,差值為4.3 dB,聲場均勻度更好。

        3 結(jié) 語

        通常在室內(nèi)裝飾設(shè)計時,需要綜合考慮整體裝飾風(fēng)格和安裝施工、材料加工的便捷性、廳堂音質(zhì)設(shè)計等因素,對于有較高聲學(xué)要求的廳堂需要以音質(zhì)設(shè)計為重點。

        平板吊頂與曲面吊頂是業(yè)主單位、建筑師難以抉擇的選項。本文通過專業(yè)軟件模擬,分析平板吊頂與曲面吊頂對廳堂各音質(zhì)指標(biāo)的影響,綜合對比分析得出,曲面吊頂更利于形成良好的聲學(xué)環(huán)境。

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