福建省福州大學(xué)陽光學(xué)院音樂廳聲學(xué)設(shè)計(jì)要求和吸音材料的選擇

　福州大學(xué)，簡稱福大，創(chuàng)建于1958年，是國家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)高校，國家“雙一流”世界一流學(xué)科建設(shè)高校，國家國防科技工業(yè)局、教育部與福建省人民政府共建高校，入選國家“高校國際化示范學(xué)院推進(jìn)計(jì)劃”和“高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃”（111計(jì)劃），是國家理科基礎(chǔ)科學(xué)研究和教學(xué)人才培養(yǎng)全國14個(gè)化學(xué)“理科基地”之一，是一所以工為主、理工結(jié)合，理、工、經(jīng)、管、文、法、藝等多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合性重點(diǎn)大學(xué)。　

　　福州大學(xué)音樂廳的舞臺(tái)聲學(xué)設(shè)計(jì)要求和吸音材料的選擇非常重要。特別是舞臺(tái)聲學(xué)條件會(huì)對(duì)演出產(chǎn)生很大影響。如果舞臺(tái)的聲學(xué)條件不佳，演員和樂師將難以控制演唱的力度和演奏的平衡。因此良好的舞臺(tái)聲環(huán)境對(duì)劇院的正常使用至關(guān)重要。舞臺(tái)的聲學(xué)設(shè)計(jì)包括控制混響時(shí)間和消除音質(zhì)缺陷等兩方面內(nèi)容。

     福建大劇院主舞臺(tái)容積較大，大約是觀眾廳的2.0倍左右，混響時(shí)間過長，會(huì)對(duì)觀眾廳產(chǎn)生耦合效應(yīng)，影響到觀眾廳的音質(zhì)，側(cè)臺(tái)之間距離過長，會(huì)產(chǎn)生回聲，影響舞臺(tái)的聲環(huán)境。主舞臺(tái)、側(cè)臺(tái)和后臺(tái)均需進(jìn)行吸聲處理，使舞臺(tái)混響時(shí)間接近觀眾廳混響時(shí)間。同時(shí)還有舞美設(shè)計(jì)等，此類物品的吸聲量均應(yīng)予以綜合考慮都會(huì)影響到舞臺(tái)的混響時(shí)間。

     音樂演出時(shí)，在舞臺(tái)上面設(shè)置活動(dòng)音樂反射罩，它的功能是隔離舞臺(tái)、節(jié)約聲能，為樂師創(chuàng)造良好的相互聽聞環(huán)境，同時(shí)為觀眾廳提供更多的早期反射聲，從而增加親切感。

1、空調(diào)系統(tǒng)消聲減振設(shè)計(jì)

     現(xiàn)階段國內(nèi)的新建大劇院項(xiàng)目均采用座椅下送風(fēng)系統(tǒng)屬于“下送上回”的置換送風(fēng)方式。與常規(guī)的“上送下回”的頂棚送風(fēng)方式相比，置換送風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)在于，一方面每個(gè)風(fēng)口有針對(duì)性地向人體周圍送風(fēng)，使得送風(fēng)均勻、風(fēng)量平衡，另一方面。重點(diǎn)保障人體周圍的舒適溫度，避免了能量在巨大空間中的耗散，對(duì)節(jié)能非常有利。

     但是，由于風(fēng)口距離人體很近，必須消除風(fēng)口噪聲對(duì)觀眾聽聞的影響，而且，人腳踝處是全身對(duì)風(fēng)最敏感之處，還要防止“冷風(fēng)吹腿”之感。嚴(yán)格控制送風(fēng)器的最大送風(fēng)速度在0.2m/s以下，控制送風(fēng)器噪聲不對(duì)室內(nèi)背景噪聲產(chǎn)生影響。

     在觀眾席下方設(shè)置巨大的送風(fēng)靜壓箱用于調(diào)整風(fēng)速和均勻送風(fēng)的作用。但是由于靜壓箱的存在，大大縮短了空調(diào)機(jī)房和靜壓箱之間的距離，為消聲設(shè)計(jì)增加難度。經(jīng)過與中國建筑設(shè)計(jì)院空調(diào)專業(yè)協(xié)調(diào)，在空調(diào)機(jī)組端增加靜壓箱和消聲器，在座椅下送風(fēng)靜壓箱內(nèi)壁慢粘100mm厚密胺海綿。觀眾席空調(diào)系統(tǒng)采用的消聲器均采用密胺海綿消聲器，與傳統(tǒng)的玻璃棉消聲器相比，密胺海綿消聲器能夠減少粉塵析出量，保證室內(nèi)空氣清潔。

     觀眾廳、舞臺(tái)、琴房的室內(nèi)噪聲指標(biāo)分別為NR25,NR20,NR20,錄音室更是高達(dá)NR15,故此類房間空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)在于噪聲控制。噪聲分為機(jī)外噪聲和管道噪聲。機(jī)外噪聲的主要控制手段為：采用噪聲及振動(dòng)較小的空調(diào)設(shè)備，本工程將空調(diào)系統(tǒng)盡量劃小，減小單臺(tái)空調(diào)箱送風(fēng)量，選用優(yōu)質(zhì)設(shè)備；加強(qiáng)空調(diào)機(jī)房的隔聲及設(shè)備的減振，空調(diào)箱設(shè)置柔性基礎(chǔ)，空調(diào)機(jī)房單獨(dú)作消聲設(shè)計(jì)；合理布置空調(diào)機(jī)房的位置，空調(diào)機(jī)房與被控房間留有一定距離，以便控制振動(dòng)及設(shè)置消聲設(shè)備，本工程將機(jī)房分別設(shè)置于距離被控房間不小于20 m的區(qū)域內(nèi)，這樣既可以有效地控制噪聲及振動(dòng)的傳播，又不至于由于輸送距離過大而引起輸送能耗增加過大。

2、通過聲學(xué)實(shí)驗(yàn)手段保障音質(zhì)效果

     為保證最終音質(zhì)效果，驗(yàn)證聲學(xué)計(jì)算和計(jì)算機(jī)模擬以及施工中出現(xiàn)的偏差，可在施工過程中進(jìn)行聲學(xué)測試，內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分：

     一是對(duì)已選定的裝修材料進(jìn)行吸聲特性檢測，驗(yàn)證選用的材料能否滿足設(shè)計(jì)要求及相關(guān)的改進(jìn)措施。

     二是對(duì)劇院選定的座椅進(jìn)行聲學(xué)測試，驗(yàn)證其是否滿足聲學(xué)計(jì)算中提出的座椅吸聲量要求。同時(shí)根據(jù)測試結(jié)果復(fù)核計(jì)算竣工后的聲學(xué)指標(biāo)。

     三是座椅下送風(fēng)器噪聲聲功率測試。清華大學(xué)建筑物理實(shí)驗(yàn)室建有“極低背景噪聲通風(fēng)實(shí)驗(yàn)室”，通過實(shí)驗(yàn)研制了一種靜音均流風(fēng)口。風(fēng)口內(nèi)有均流和靜音結(jié)構(gòu)，不但氣流場均勻，而且噪聲極低。風(fēng)口在常規(guī)50m3/h的風(fēng)量下，垂直流場風(fēng)速低于0.2m/s，噪聲聲功率小于5dB(A)。

3、觀眾廳聲學(xué)設(shè)計(jì)和室內(nèi)各界面材料控制

     根據(jù)大劇院觀眾廳的混響時(shí)間要求，在聲學(xué)設(shè)計(jì)初期，根據(jù)清華大學(xué)建筑物理實(shí)驗(yàn)室的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)室內(nèi)裝修中使用材料和構(gòu)造的聲學(xué)特性進(jìn)行分析，選擇合適的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行混響時(shí)間計(jì)算。

     觀眾廳兩側(cè)墻面采用輕鋼龍骨20mm厚紙面石膏板墻，表面粘貼18mm厚木條裝飾板。為減小材料的低頻吸聲特性，要求安裝過程中，增加龍骨密度，以增強(qiáng)板材的剛度。在臺(tái)口兩側(cè)的八字墻部分采用裝飾石材密縫拼貼。該做法有兩個(gè)用途，起到裝飾美觀的效果，同時(shí)能夠減小低頻吸收。

     觀眾廳后墻使用吸聲構(gòu)造，一是控制廳內(nèi)混響時(shí)間，二是防止舞臺(tái)發(fā)出的聲音從觀眾廳后墻反射回前排觀眾席和舞臺(tái)，形成回聲或擴(kuò)聲系統(tǒng)的反饋嘯叫。

     觀眾廳內(nèi)座椅吸聲占有最大的比例，因此座椅的選擇尤其重要。在混響時(shí)間計(jì)算中，根據(jù)以往座椅吸聲量測試數(shù)據(jù)，進(jìn)行預(yù)估設(shè)計(jì)。當(dāng)劇院觀眾廳裝修基本完成后，對(duì)觀眾廳進(jìn)行混響時(shí)間測試，根據(jù)測試結(jié)果調(diào)整座椅吸聲量，達(dá)到控制觀眾廳混響時(shí)間目的。