报告厅建筑声学分析报告

中南建设集团报告厅建筑声学分析报告目录1、概述..................................................32、参考依据..............................................33、功能要求..............................................44、音质指标..............................................45、建声理论..............................................56、吸声材料..............................................77、针对扩声场所的一般性建声环境处理办法..................88、本次报告厅改造的针对性建议............................99、其他说明.............................................1810、附件内容............................................181、概述建筑内部装修对场所声音质量的好坏有着非常巨大的影响，建筑声学是电声学的基础，恶劣的建声环境给场所内部扩声造成的影响是十分严重的。没有良好的建声环境，单纯的依靠电声系统是难以拥有良好的表现的。声学中一个重要参数标准就是声压级，声压级指的是实际声压与基准声压之比20倍的对数值，单位为分贝（dB）。对于扩声效果的评价，人们首先关心的就是扩声情况，而其中可以定量分析的重要指标就是厅堂的声压级，厅堂的声压级又决定了音箱功放等设备的选型，声压级是一项非常重要的概念。建声评判标准中，非常重要指标就是RT60（混响时间），混响时间指的是一个稳定的声音信号突然中断后，厅堂内的声压级衰减60dB所需要的时间，它跟建筑结构和装饰材料有着十分密切的关系。若混响时间短，有利于语言扩声的清晰度，但过短的时间则会感到声音干涩和响度变弱；混响时间长，有利于声音的丰满度，但过长则会感到声音分辨不清，降低了听音的清晰度。2、参考依据本次报告主要参考依据如下：《厅堂扩声系统设计规范》GB50371-2006；《厅堂扩声系统的声学特性指标》GYJ-25《剧场、电影院和多用途厅堂键鼠升学设计规范》GB/T50356-2005《建筑内部装修设计防火规范》GB50222-95及现场的建筑设计平面图及使用功能定位。3、功能要求3.1场所各个听音位置应具有良好的听闻条件，达到较高的语言清晰度；3.2场所内部声场均匀，避免明显的回声、颤动回声、及声聚焦等音质缺陷；3.3厅堂内声场不受设备噪声、机房及外加环境噪声的干扰。（需其他系统专业建设方进行配合）4、音质指标报告厅的混响时间须参考GB/T50356-2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》设计要求。在中频500Hz-1000Hz的范围内语言类扩声场所满场混响时间应符合下图标准。会堂、报告厅和多用途礼堂观众厅各频率混响时间相对于500~1000Hz的比值。场所的建设方案设计及材料选择应当确立在明确的场所定位基础上。5、建声理论在稳态声场中，声能量的衰减是符合如下图所示曲线的：而我们通常所定义的混响声既是曲线中150ms之后的部分。位于150ms之内的声音是基于几何学理论得出的直接反射声，它们是听众接受声信号的主要依靠对象；而位于150ms之后的声音是基于统计物理学而得出的混响声能量衰减曲线，这部分的声音已经经过了多次的反射，方向性极差，声压级降低严重，是影响语言传输清晰、准确的主要因素。如下图所示：经过对于卡式平行六面体的研究（如下图），我们发现：在一个封闭的空间内，参与早期声反射平面的主要以声源对墙、侧墙为主，而声源后墙对声音反射过程的参与是非常有限的。综上所述，有效地缩短混响时间的方法应着重考虑如下内容：使声音在早期反射之后（一般指前3次的墙面反射）能量尽量的衰减，以减少后期的多次反射，进而降低混响声压级；以此有效地提高语言传输的准确、清晰。6、吸声材料吸声材料，是指具有较强的吸收声能、降低噪声能力的材料。借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而对入射声能具有吸收效果的材料。常见的吸声材料按其吸声机理的不同大体分为以下两种：6.1多孔吸声材料：靠从表面至内部许多细小的敞开孔道使声波衰减的多孔材料，以吸收中高频声波为主，有纤维状聚集组织的各种有机或无机纤维及其制品以及多孔结构的开孔型泡沫塑料和膨胀珍珠岩制品。6.2共振吸声材料：靠共振作用吸声的柔性材料（如闭孔型泡沫塑料，吸收中频）、膜状材料（如塑料膜或布、帆布、漆布和人造革，吸收低中频）、板状材料（如胶合板、硬质纤维板、石棉水泥板和石膏板，吸收低频）和穿孔板（各种板状材料或金属板上打孔而制得，吸收中频）。以上材料复合使用，可扩大吸声范围，提高吸声系数。用装饰吸声板贴壁或吊顶，多孔材料和穿孔板或膜状材料组合装于墙面，甚至采用浮云式悬挂，都可改善室内音质，控制噪声。多孔材料除吸收空气声外，还能减弱固体声和空室气声所引起的振动。将多孔材料填入各种板状材料组成的复合结构内，可提高隔声能力并减轻结构重量。7、针对扩声场所的一般性建声环境处理办法一般情况下，建声环境控制主要针对的是室内混响时间；尤其对于土建已经成型的场所，混响时间的控制是最具有操作空间与改造意义的。通常，混响时间控制主要针对以下几点内容：7.1对场所后墙做强吸声处理：这一点主要是针对场所主扩声设备对侧的墙面进行强吸声处理。一般可以采用的方法包括：成型装饰柱形面以散射直达声波能量、构建建筑梯形区域改变声音折射方向、墙面敷设强吸声材料等。其中，强吸声材料处理常见的方式以布艺软包、皮衣软包等形式为主。根据目前图纸所反映的信息，场所后侧墙面主要采用浅色涂料或浅色乳胶漆；两种材料的吸声性能非常低，大幅降低场所后墙的吸声性能，与上述的平行六边体模型相悖，不能有效地减少早期反射声能量。需要进行重点处理。7.2总体混响时间控制：场所内的墙面装饰应综合考虑各个频段的声音吸收，尤其在语言类扩声场所中，要注重低频频段的吸声处理。表面装饰应包括典型的软包材料（用以吸收高频段声音）、吸声板结构（用以吸收中低频声音）。各材料占用表面积的比例应采用实际计算及模拟的方式予以确定。7.3场所表面造型的考虑：场所内的表面造型应避免大面积刚性平面的存在，例如大面积的玻璃窗，又如水泥、水磨石、大理石的地面、天花的透光玻璃等。当场所无可避免的出现上述区域时，应当避免声音直接传播到其表面。比如：当场所有大面积的玻璃时，应当考虑采用厚质吸声窗帘悬挂于其表面，以减少到达玻璃表面的声能量。7.4地面及座椅的选用：地面的铺设优先考虑采用厚质绒毛地毯；在综合考虑性价比的情况下，也可以选用橡胶地板等材料；座椅的选择应优先考虑布艺或皮艺座椅。7.5天花的处理：天花的铺设除满足基本的装饰、结构要求外，应当考虑对其进行减震处理。典型的手段包括加装减震胶垫层、沿表面铺设穿孔石膏板等。混响时间的控制是一项复杂的内容，选用不同材料，利用表面材质和纹理不同的材料，同时达到装饰的美观，建声的控制是至关重要的。详细具体的结果需充分结合理论计算和软件模拟而定。8、本次报告厅改造的针对性建议改建报告厅整体外观呈扇形，采用落阶排布方式。整体格局上，场所容易出现声聚焦的现象。由于平行立面较少，故不容易因此而产生驻波。根据现有资料及图纸，推荐调整建议如下：1.考虑到模拟结果的误差范围，实际施工工艺的质量把控措施，建议在一定程度上提高材料吸声性能或调整施工工艺。2.场所后墙缺少强吸声结构，无法有效地降低早期反射声后的声音能量，故建议调整后墙的施工工艺方式，以确保可以有效地降低早期反射声后的能量，同时实现建议一所述的理论混响时间控制。3.由于待建场所工期紧张，装饰方案已经成型，材料选择已经确定；故针对上述第一二条之调整方式，我们建议采用增加观众区后墙面空腔空间的方式实现，即，在现有施工工艺基础上，增加后空腔空间，加厚填充棉厚度，增加整体的吸声性能，以实现吸声量的增加和建设质量的控制。现有装饰方案及调整后的混响时间计算表如下：（原始混响时间计算依据为由业主方提供的空腔100mm施工工艺情况下的吸声系数；由于不具备其他空腔厚度的性能参数，建议方式的计算以同类型材料200mm空腔的吸声系数为计算依据）现有方案（空场）现有方案（满场）调整方案（空场）调整方案（满场）EASE模型分析结果如下：（场所模型）（各材料分布示意-视角一）（各材料分布示意-视角二）（各材料分布示意-视角三）（现有方案主要频点混响时间计算）（调整方案主要频点混响时间计算）4.目前，顶面天花板采用的是石膏板材料，没有采取减震措施，实际使用时可能造成顶面共振，尤其是在演艺、活动等低频部分表现较强的场合。针对上述情况，建议对顶面采取减震措施。可选用方式包括如下两种，业主方可根据现场实际条件选取。方式一：采用吸声在（减震胶垫）夹层结构，并在建筑吊顶上喷涂吸声层，以吸收声音，降低造型空腔内的声音能量。典型的材料样式和组成结构如下图所示：实际实施时，应根据不同品牌产品声学特性在厂家的指导下确定铺设厚度；通常情况下，一般性的隔声毡铺设厚度不小于25mm。同时，对建筑顶面进行吸声喷涂处理。吸音喷涂是将有机或无机纤维与配套的胶粘剂经过专用纤维喷涂设备喷涂于建筑内表面，经自然干燥后形成具有一定强度和厚度25～50mm的无接缝、整体稳定密闭的多孔性棉状喷涂层。一般性的吸声喷涂材料成型后的效果如下图所示：需要进行吸声喷涂的区域包括各建筑承重梁、墙面、地面底面部分。喷涂处理的目标可按如下标准选择：喷涂后的成型厚度可以保证125Hz-4000Hz平均吸声系数不小于0.8，其中，125Hz、250Hz等低频频点可以允许略小一些。装饰施工方在进行材料选择时，应当结合各厂家的不同产品特性依据其指导意见确定喷涂的厚度。方式二：采用天花减震器对装饰吊顶进行处理。典型的减震器设备外观如下：9、其他说明1.本次计算依据为由业主方所提供的声学材料性能表及11月16日提供的装饰方案（平面图、立面图、节点图）；计算结果仅适用于提供内容所对应的装饰方案、材料选择及施工工艺。2.本建议的计算及模拟过程仅从理论技术、统计计算及标准要求的角度出发，计算结果与与实际建设成果可能存在一定程度的误差。另一方面，装饰设计方可结合本建议所提内容进行装饰造型、颜色选择、材料确定的部分调整与设计。3.采用本建议所提供的调整措施时，应当选用可以提供第三方权威机构出具的声学性能检测报告之装饰材料，并在施工过程中严格遵守相关的施工工艺要求。例如，填充吸声棉厚度、容重、空腔厚度等。4.所选材料在保证声学性能合格、可靠的基础上，需要具备对应使用位置的消防安全要求，达到相应的阻燃等级。5.其他未尽事宜，请参照国家及地方相关标准及甲方意见执行。10、附件内容1.业主方发送各材料吸声性能参数表2.报告厅实物建模模型2.报告厅声学建模模型3.场所平面组成统计清单（见附件清单）