建筑聲學(xué)設(shè)計的工作內(nèi)容及具體步驟

一般而言，建筑聲學(xué)設(shè)計的工作內(nèi)容主要包括噪聲控制和音質(zhì)設(shè)計兩大部分。

　　根據(jù)建筑物的使用功能、等級與投資規(guī)模，參照國際或國家規(guī)范來確定建筑物室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)，是噪聲控制設(shè)計的首要內(nèi)容。

　　通常音樂廳、劇場等廳堂都要求很低的室內(nèi)背景噪聲，因此，這些廳堂的選址很重要，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離戶外的噪聲與振動源。另外，還要進(jìn)行場地環(huán)境噪聲與振動調(diào)查、測量與仿真預(yù)測，目的是為進(jìn)行廳堂建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲設(shè)計提供依據(jù)，保證廳堂建成后能達(dá)到預(yù)定的室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)。

　　圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲設(shè)計分為空氣聲隔聲設(shè)計及固體聲隔聲設(shè)計兩部分，均包括隔聲量的計算、隔聲材料的選擇以及隔聲構(gòu)造設(shè)計等內(nèi)容。除理論計算外，經(jīng)常需要進(jìn)行隔聲構(gòu)件的實驗室或現(xiàn)場測量，來確定其各頻帶的隔聲量。

　　噪聲控制的另一重要內(nèi)容，就是針對廳堂建筑內(nèi)部的噪聲振動源進(jìn)行控制。這些噪聲振動源包括空調(diào)設(shè)備、給排水設(shè)備、變壓器、某些燈光設(shè)備、舞臺機械設(shè)備以及來自相鄰房間通過空氣及固體傳聲傳入的噪聲和振動等，都將對觀眾廳的安靜造成干擾。因此，在建筑方案設(shè)計階段，聲學(xué)顧問就必須介入，以便審視建筑內(nèi)部各種房間的平、剖面布置是否合理，盡可能在建筑設(shè)計階段就將可能的噪聲振動干擾減至最低。

　　此外，建筑聲學(xué)設(shè)計的另一個重要任務(wù)就是進(jìn)行室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計。

　　音質(zhì)設(shè)計通常包括下述工作內(nèi)容：

　　一、確定廳堂體型及體量。為看得清楚、聽得清晰，各類廳堂都有個長度的限制。廳堂的寬度會涉及到早期側(cè)向反射聲的組織，與音質(zhì)的空間感有重要關(guān)聯(lián)。廳堂的高度不僅影響豎向早期反射聲的組織，而且影響早后期聲能比和混響聲能的大小及方向。廳堂的體積和每座容積都直接影響混響時間等音質(zhì)參數(shù)。廳堂的體型更是關(guān)系到是否存在回聲、顫動回聲、聲聚焦、聲影區(qū)等音質(zhì)缺陷。所有這些，都必須在初步方案設(shè)計階段就提供建筑聲學(xué)的專業(yè)意見。

　　二、確定音質(zhì)設(shè)計指標(biāo)及其優(yōu)選值。根據(jù)廳堂的使用功能選擇混響時間、明晰度、強度指數(shù)、側(cè)向能量因子、雙耳互相關(guān)系數(shù)等音質(zhì)評價指標(biāo)，并確定各指標(biāo)的優(yōu)選值，是音質(zhì)設(shè)計的重要任務(wù)。這些指標(biāo)及其優(yōu)選值的選定，將為進(jìn)一步進(jìn)行音質(zhì)參量計算和將來竣工后的音質(zhì)測試提供目標(biāo)和依據(jù)。

　　三、對樂池、樂臺、包廂、樓座及廳堂各界面進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計。廳堂的平面及各界面的形狀、面積、傾角等以及樂池、樂臺、包廂、樓座、音樂罩、反射板等都影響聲脈沖響應(yīng)的結(jié)構(gòu)，從而對廳堂音質(zhì)產(chǎn)生重要影響。因此，是否設(shè)樓座、包廂，設(shè)幾層樓座、包廂，樓座和包廂的深度及開敞度多少為合適，欄板的面積與傾角多大較恰當(dāng)?shù)鹊?，都屬于建筑聲學(xué)設(shè)計的范疇，都需由建筑師與聲學(xué)顧問共同磋商，加以確定。樂池的形狀和開口大小也直接影響樂隊聲能的輸送以及樂隊與演員的相互聽聞。此外，是否設(shè)音樂罩或反射板，設(shè)何種形式的音樂罩和反射板等等，也都需要從建筑聲學(xué)專業(yè)的角度提供咨詢意見，并給出設(shè)計方案。

　　四、計算廳堂音質(zhì)參量。當(dāng)廳堂的平、剖面及樓座、包廂、樂池、樂臺等設(shè)計方案擬定以后，就可開始計算廳堂音質(zhì)參量。通過音質(zhì)參量的計算，提供設(shè)計反饋信息，以便對設(shè)計方案作出必要的修改與調(diào)整。這個過程有時需要反復(fù)進(jìn)行多次，以便臻于至善。在此過程中，需要輔以平剖面聲線分析、三維聲場計算機仿真乃至縮尺模型試驗等技術(shù)手段，才能做出較準(zhǔn)確的預(yù)計。

　　五、進(jìn)行聲學(xué)構(gòu)造設(shè)計。廳堂音質(zhì)除了受前述建筑因素影響之外，還與室內(nèi)裝修材料與構(gòu)造密切相關(guān)。因此，聲學(xué)顧問還需與裝修設(shè)計師密切配合，共同完成室內(nèi)裝修設(shè)計。聲學(xué)裝修構(gòu)造設(shè)計通常包括各界面材料的選擇和繪制構(gòu)造設(shè)計圖，需詳細(xì)規(guī)定材料的面密度、表觀密度、厚度、穿孔率、孔徑、孔距、背后空氣層厚度以及龍骨的間距等技術(shù)參數(shù)。

　　六、聲場計算機仿真。對廳堂建筑進(jìn)行仔細(xì)的聲場分析和音質(zhì)參量計算，有賴于聲場三維計算機仿真。從這一點意義上講，要進(jìn)行成功的現(xiàn)代廳堂音質(zhì)設(shè)計已離不開計算機仿真的輔助。