傅晨麗

【摘 要】 介紹上海世博會博物館報(bào)告廳的建聲設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)要求、音質(zhì)設(shè)計(jì)、隔聲設(shè)計(jì)以及噪聲控制等。

【關(guān)鍵詞】 上海世博會博物館；建聲設(shè)計(jì)；音質(zhì)；隔聲；噪聲控制

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.08.016

Acoustic Design of the Lecture Hall in Shanghai World Expo Museum

FU Chen-li

（Acoustic & Theater Special Design & Research Division， East China Architectural De-sign & Research Institute Co.， Ltd， Shanghai 200070， China）

【Abstract】The author introduces the architectural acoustics design of the lecture hall of Shanghai Expo Museum， including the design requirements， sound quality design， sound insula-tion design and noise control.

【Key Words】Shanghai World Expo Museum； acoustics design； sound quality； sound insulation； noise control

1 項(xiàng)目概況

經(jīng)過五年多的設(shè)計(jì)建設(shè)，上海世博會博物館（以下簡稱“世博博物館”，見圖1）于2017年5月1日正式對外開放。世博博物館是迄今為止中國國內(nèi)第一個真正意義上的國際性博物館，也是目前國際展覽局全球唯一授權(quán)的永久性世博會官方博物館和文獻(xiàn)中心。項(xiàng)目位于上海世博會文化博覽區(qū)域內(nèi)，建筑的主入口和后勤服務(wù)分區(qū)位于場地東西側(cè)，避免了兩者在空間上的相互干擾；結(jié)合場地周圍交通及景觀優(yōu)勢的特征，公共服務(wù)區(qū)和行政辦公區(qū)位于場地的南側(cè)和北側(cè)。館內(nèi)的報(bào)告廳作為聲學(xué)要求較高的功能性用房，由華東建筑設(shè)計(jì)研究院委托筆者所在的聲學(xué)及劇院專項(xiàng)設(shè)計(jì)研究所進(jìn)行專項(xiàng)聲學(xué)設(shè)計(jì)。

2 報(bào)告廳概況及聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)

報(bào)告廳設(shè)計(jì)總?cè)葑?82人，以會議為主，兼顧電影、小型文藝演出等多功能應(yīng)用。報(bào)告廳建筑尺寸：長約21 m，寬約25 m，凈高約8.6 m。主舞臺尺寸：凈深8.4 m（含后臺），寬約22.5 m，主舞臺高約7.3 m；舞臺面標(biāo)高為0.6 m。觀眾廳平面形狀呈鐘形，臺口兩側(cè)墻各設(shè)一道耳光，觀眾廳池座中部設(shè)同聲傳譯室，后部各設(shè)一個音控室和燈光控制室（見圖2）。

世博博物館報(bào)告廳的使用功能定位是以會議、報(bào)告為主，同時兼顧立體聲電影放映。以擴(kuò)聲系統(tǒng)為主，音質(zhì)要求主要是保證語言清晰，主要聲學(xué)設(shè)計(jì)要求如下：

（1）合適的混響時間及頻率特性。

報(bào)告廳體積約4 000 m3，依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范》確定混響時間及頻率特性（見表1）。

（2）足夠低的背景噪聲。

報(bào)告廳以擴(kuò)聲系統(tǒng)為主，綜合多功能使用要求，確定廳內(nèi)噪聲限值為NR-30評價(jià)曲線。

（3）廳內(nèi)任何位置不得出現(xiàn)回聲、顫動回聲、聲聚焦等聲缺陷，且不受設(shè)備噪聲、放映機(jī)房噪聲及外界環(huán)境噪聲的干擾。

3 音質(zhì)設(shè)計(jì)和改善措施

由于報(bào)告廳以電聲為主，聲學(xué)設(shè)計(jì)上并沒有對建筑體型進(jìn)行過多的干涉，放棄了“八字形”前墻、擴(kuò)散形吊頂?shù)瘸Ｒ?guī)的聲學(xué)體型調(diào)整措施，以期與以往的報(bào)告廳形式有所不同。在室內(nèi)設(shè)計(jì)階段，聲學(xué)設(shè)計(jì)人員與室內(nèi)設(shè)計(jì)師進(jìn)行多輪溝通，充分理解彼此的想法。室內(nèi)設(shè)計(jì)師把“歡慶之云”（博物館的特展廳）懸浮鋼結(jié)構(gòu)體系中形成的三角元素延續(xù)到室內(nèi)，形成空間呼應(yīng)，令人印象深刻（見圖3）。

在以往的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，室內(nèi)設(shè)計(jì)師對報(bào)告廳的設(shè)計(jì)往往會踏入一種“誤區(qū)”，認(rèn)為吸聲面積越多越好，盡可能地滿鋪，有時候在劇院、音樂廳等項(xiàng)目中也有這種情況發(fā)生。筆者所在的團(tuán)隊(duì)收到第一版世博博物館的室內(nèi)施工圖時發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)師并沒有參考在擴(kuò)初階段提交的聲學(xué)報(bào)告，導(dǎo)致全部墻面（前墻、側(cè)墻、后墻）滿鋪了軟包吸聲板，地面走道滿鋪地毯，這樣會導(dǎo)致廳內(nèi)混響過短，聽感干澀、不適。經(jīng)過混響復(fù)核計(jì)算，在不影響室內(nèi)方案整體效果的基礎(chǔ)上，最終確定側(cè)墻墻裙以上約一半面積進(jìn)行吸聲處理，材料為25 mm厚軟包吸聲板（見圖4黑色部分），板后留有空腔；其余一半面積為硬包板（見圖4白色部分），板后留有空腔；飾面與軟包板接近一致，三角形的邊框均為燈帶，如此可省去外置燈源，整個墻面非常簡潔、大氣。墻裙部分為木裝修飾面。由于后墻有最后一排座位遮擋，聲控室觀察窗下部設(shè)計(jì)為木裝修墻面，與側(cè)墻墻裙一致。一層觀察窗以上部分要求一半面積吸聲，與側(cè)墻墻裙上部一致（見圖5）。

觀眾廳前墻不要求吸聲，以木裝修飾面為主。吊頂延續(xù)墻面上部的三角元素，材料以石膏板為主。取消地面走道的地毯，以木地板為主。需嚴(yán)格把控觀眾廳座椅的吸聲系數(shù)，因?yàn)檫@部分的吸聲量對廳內(nèi)的混響起到關(guān)鍵作用。舞臺區(qū)域標(biāo)高5 m以下采取黑色軟包吸聲板實(shí)貼于原墻，5 m以上為黑色乳膠漆飾面（見圖6、圖7）。

4 隔聲與噪控措施

為了確保報(bào)告廳墻體、門窗、樓板以及設(shè)備機(jī)房隔墻有足夠的隔聲性能，即廳內(nèi)不能受到外部環(huán)境噪聲及設(shè)備機(jī)房噪聲的影響，觀眾廳與其相鄰房間相互之間也不能有串聲干擾和影響，隔聲措施應(yīng)以相鄰房間的最大允許噪聲級為依據(jù)（見表2），如果鄰近區(qū)域產(chǎn)生的噪聲級超過了設(shè)計(jì)要求中允許的最大背景噪聲級，就會產(chǎn)生干擾。為使各技術(shù)用房墻體及樓板的隔聲量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并不是墻體、樓板越厚越好，越重越好，需要考慮到結(jié)構(gòu)的荷載。聲學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮盡可能不增加結(jié)構(gòu)荷載量的基礎(chǔ)上，根據(jù)隔聲性能通過比選后確定合適的隔聲體系。在保證技術(shù)質(zhì)量要求的條件下，控制投資造價(jià)方面也要予以相應(yīng)考慮。

本項(xiàng)目中觀眾廳隔墻采用200 mm厚加氣混凝土砌塊砌筑到頂，兩側(cè)用20厚水泥砂漿粉刷，隔聲量要求RW≥50 dB。觀眾入口設(shè)置聲閘，均采用高隔聲性能的定型雙開輕質(zhì)防火裝飾隔聲門，每道隔聲門隔聲量RW≥35 dB，以減少場外噪聲的影響。由于報(bào)告廳處于整個建筑的鋼框架支撐結(jié)構(gòu)體系中，砌筑墻體時需特別注意與鋼柱連接處的節(jié)點(diǎn)，用80 kg/m?礦棉和防火密封膠嚴(yán)格處理好縫隙。為防止空調(diào)噪聲以及樓板上部其他振動及噪聲對觀眾廳的影響，吊頂構(gòu)件與樓板間應(yīng)避免剛性連接，采用彈性吊鉤等連接方式，減弱噪聲傳遞，增強(qiáng)隔聲效果。

設(shè)備噪聲與振動控制設(shè)計(jì)也是聲學(xué)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，聲學(xué)設(shè)計(jì)提出各個技術(shù)用房的本底噪聲設(shè)計(jì)指標(biāo)，并協(xié)同土建及設(shè)備工種采取多種必要的技術(shù)措施，以達(dá)到噪聲與振動控制的目標(biāo)。如圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲設(shè)計(jì)、機(jī)房的隔聲和吸聲設(shè)計(jì)、設(shè)備機(jī)組的隔振設(shè)計(jì)與固體傳聲隔絕處理、空調(diào)管路系統(tǒng)的消聲設(shè)計(jì)及氣流噪聲的控制設(shè)計(jì)等。

聲學(xué)設(shè)計(jì)在項(xiàng)目方案階段就對暖通提出要求，觀眾廳內(nèi)與候場休息廳不宜共用一個空調(diào)系統(tǒng)管路，空調(diào)機(jī)組和其他房間的空調(diào)系統(tǒng)都要有獨(dú)立的送回風(fēng)管路，這為日后的噪聲控制提供了有利條件。在消聲復(fù)核階段，聲學(xué)設(shè)計(jì)根據(jù)技術(shù)用房的最大允許噪聲值及具體情況，在送風(fēng)管路、回風(fēng)管路及排風(fēng)管路采取消聲措施，使風(fēng)機(jī)噪聲在進(jìn)入觀眾廳前的管路上就得到有效的控制，防止剩余噪聲透過管壁進(jìn)入觀眾廳。為控制風(fēng)管內(nèi)的氣流噪聲，應(yīng)嚴(yán)格控制暖通各部件風(fēng)速，風(fēng)速控制范圍在：風(fēng)口風(fēng)速≤3 m/s，支管風(fēng)速≤4 m/s，主管風(fēng)速≤6 m/s。此外，空調(diào)管路設(shè)計(jì)還應(yīng)避免急劇轉(zhuǎn)彎和速度回升引起的渦流產(chǎn)生再生噪聲。

值得一提的是，觀眾廳回風(fēng)口在一邊的側(cè)墻上，離觀眾席較近，為盡可能降低回風(fēng)口風(fēng)速，在廳外設(shè)置了一個3 m×4 m的巨大風(fēng)井，并加大側(cè)墻風(fēng)口面積。原本擔(dān)心破壞裝飾的整體性，但最終效果是，有風(fēng)口的一面?zhèn)葔θ箟Σ糠秩坑媚緱l紋板做飾面，風(fēng)口部分為透空木柵欄，觀眾并不會覺得突兀。

聲學(xué)設(shè)計(jì)還要求本項(xiàng)目內(nèi)的所有空調(diào)機(jī)房、水泵房、冷凍機(jī)房等均應(yīng)采取相應(yīng)的隔聲、隔振及吸聲處理，使機(jī)房內(nèi)噪聲達(dá)到相應(yīng)國標(biāo)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。凡向室外開口、產(chǎn)生噪聲的特定部位，如新風(fēng)進(jìn)口、排風(fēng)口等均應(yīng)采取相應(yīng)的消聲措施。

5 聲學(xué)現(xiàn)場驗(yàn)收測試

筆者所在的研究所于2017年9月進(jìn)行了現(xiàn)場驗(yàn)收實(shí)測，在舞臺上布置聲源點(diǎn)，聲源距地面1.5 m；觀眾區(qū)內(nèi)均勻布置10個接收點(diǎn)，舞臺區(qū)域均勻布置3個接收點(diǎn)，距地面1.2 m，測試結(jié)果如表3所示。

測試結(jié)果表明，觀眾廳空場條件下混響時間T30為0.83 s，預(yù)測滿場時混響時間T30約0.7 s，完全符合設(shè)計(jì)預(yù)期。

6 結(jié)語

作為聲學(xué)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的一員，能參與如此“煥然一新”的報(bào)告廳的聲學(xué)建設(shè)，筆者感到很榮幸。室內(nèi)設(shè)計(jì)風(fēng)格簡潔又不失內(nèi)涵，聲學(xué)設(shè)計(jì)“隱匿”其中，但又發(fā)揮了應(yīng)有的功能。世博博物館報(bào)告廳使用近一年來，聲學(xué)效果普遍反映較好。在電聲系統(tǒng)的配合下，完全可以勝任會議、報(bào)告及多通道立體聲電影放映的多功能使用，呈現(xiàn)出一個具有良好語言清晰度與音樂明晰度的聲場環(huán)境。