
上海季花(声学)环保科技有限公司邱才远王东
摘要:针对澳门馆特殊空间构型进行声学设计,并应用AURA 模块进行计算机模拟
关键词:澳门馆声学设计计算机模拟 AURA 混响时间
一 引言
“玉兔宫灯”澳门馆将在一段蜿蜒的时空隧道
的360°影院中,通过一段小短片,展示澳门风
土人情与百年变迁。良好的室内声音效果会使观
众更加能够融入影片当中,体味澳门的沧桑变
化。
世博会澳门馆按功能可归结为影院或展馆,但
其结构与普通影院又有很大区别。澳门馆的造型
为兔子灯笼,内部主要展示区为环形走廊区域。
由于澳门馆的特殊造型,传统的混响时间的计
算方法并不适用,本文采用计算机模拟方法计算
听声点的混响时间以及语言传输特性的分析,并
与实际测量情况进行对比。
二 声学设计
1声学设计参考标准
GB/T50356-2005《剧场、电影院和多用途厅
堂建筑声学设计规范》
GB/T 14476-93《客观评价厅堂语言可懂度的
“RASTI”法》
GB J 76-84 《厅堂混响时间测量规范》
JGJ58—2008 《电影院建筑设计规范》
2声学设计指标
a.中频混响时间 1~4层0.55s~0.65s 5~6层
1.0s~1.1s
b.噪声级NR-30曲线
c.声场不均匀度≤±4dB
d.语言特性达到良好以上
3澳门馆概况
场馆容积为10633m³主要听声区域为盘旋的走廊,澳门馆的声
学功能主要是影片声音重放,包括语音及背景
音乐,要充分保证语言的清晰度。做声学设计
时可适当参考影院的声学设计标准及经验。
4声学设计原则
(1) 保证适当的混响时间,避免声聚焦等声
学缺陷
(2) 确保良好的语言传输特性,具有较高的
语言清晰度
(3) 考虑施工时的难易程度以及成本
5声学材料
澳门馆声学设计面临的首要的问题就是声学材
料的选用。第一,澳门馆内可做声学材料的界面
仅限于走廊的顶部,并且顶部多有灯饰、管道等
结构,使材料的选用受到一定的限制。而且材料
要有良好的全频吸声性能。第二,澳门馆的声学
设计施工的工期较紧,要求材料应具备施工方法
简单的特点。第三,澳门馆属于临时性场馆,在
选材时要考虑到价格因素。经过综合分析,最终
确定使用纤维喷涂吸声材料。
6建声设计
根据澳门馆声学功能及价格、承重等多方面考
虑,纤维喷涂材料的厚度选择为25mm(面密度
2.5kg/㎡),其吸声系数如下:
0.39/125hz
0.63/250hz 0.96/500hz 0.99/1000hz
1.04/2000hz 1.09/4000hz
纤维材料喷涂的界面为走廊内顶面及澳门馆的
顶面,其它界面暂不进行处理。
计算室内混响时间,通过混响时间艾润公式计
算的结果中频500hz混响时间为1.30s。
三计算机模拟
由于澳门馆的主要听声区域在环形走廊,中间
非听声区域空间较大,因此通过计算所得混响
时间与听声区域的混响时间会有较大的差别。
所以采用计算机模拟方式得出方案的混响时
间。
选用AURA模块进行听声面内的混响时间的计
算分析。
现对建模进行几点说明。
(1)建模时首先对澳门馆对声学效果影响较
小的因素进行近似简化处理。
(2)侧墙界面材料设置时由于材料为吸声效
果较差的浮雕,墙体等,吸声系数相差不多,
将其统一设置为同一材料,建立材料库备用。
(3)由于在做建声设计时电声方案没有确
定,因此对电声的初步方案进行扬声器型号和
位置进行设置。扬声器采用悬挂式,扬声器的
朝向为竖直向下。
(4)坐标零点位于入口处
计算机模拟的具体步骤为
1建立模型
2设置吸声材料
3设置扬声器
4模拟数据
(1)混响时间
a 听声面#1 坐标为(0.90,3.00,4.3)混响时间T10如图
中频混响时间为0.6s
b 听声面#2 坐标为(2.50,13.00,7.90)混响时间T10
如图
中频混响时间为1.1s左右
(2)语言传输指数RASTI
由图知听声面内RASTI范围在0.68~0.77之间
之间,评价为良好。
(3)语言可懂度C50
语言可懂度C50的范围在模拟结果显示,范围
在0.21dB~11.2dB之间。大于要求的-5dB
(4)AURA预听
导入听声面AURA分析结果,加载音频,便可预
听该听声点的模拟听声效果。
加载一段诗歌朗诵以及一段电影中的对白片
段,对其进行主观的预听分析。通过预听,判断
现有声学处理获得了较好的语言的清晰度效果。
(5)声线跟踪分析
由声线分析得知,分散扩声使得听声面内的直
达声加强,有效的对建声的设计进行了弥补。并
且在听声面内没有比较严重的声聚焦等声学缺陷
现象。
(6)总结
通过现有建声设计及电声设备补偿,澳门馆的
声学特性指标达到了要求标准,由于澳门馆的声
学设计非高要求的场所,并且考虑成本,现有的
声学设计已经完全满足澳门馆的声学要求。
四模拟实测结果对比
工程结束后,进行声学工程验收,测量与模拟
混响时间结果对比如下表。
|
#1
|
#2
|
模拟数据
|
0.6s
|
1.1s
|
实测数据
|
0.53s
|
1.13s
|
第一听声面#1的平均混响时间为0.53s,第二听
声面#2的平均混响时间为1.13s。与计算机模拟
的中频500hz混响时间#1 0.6s #2 1.1s吻合的很
好。
五结语
澳门馆的空间构造不同于普通厅堂,听声面
也与厅堂有较大的不同,应用传统的混响时间
的计算与实际的差别较大,而应用计算机模拟
技术,基于波动声学的AURA模块,针对室内
某点的混响时间的模拟计算,很好的解决了这
个问题。
澳门馆声学设计从吸声材料的选择,建声设
计到计算机模拟,都异于通常厅堂音质设计。
为以后特殊空间构型的声学设计提供参考。
澳门馆的建声设计受到各种因素的限制,进行
了简单的处理,但是通过电声器材的弥补也达
到了很好的要求。
参考资料
【1】高玉龙 厅堂建筑音质计算机辅助设计
【2】项端祈 实用建筑声学
【3】秦佑国 王炳麟 建筑声环境
----- 澳门馆声学设计及计算机模拟