建筑聲學(xué)設計的工作內容及具體步驟

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

　　根據建筑物的使用功能、等級與投資規模，參照國際或國家規范來(lái)確定建筑物室內噪聲標準，是噪聲控制設計的首要內容。

　　通常音樂(lè )廳、劇場(chǎng)等廳堂都要求很低的室內背景噪聲，因此，這些廳堂的選址很重要，應盡可能遠離戶(hù)外的噪聲與振動(dòng)源。另外，還要進(jìn)行場(chǎng)地環(huán)境噪聲與振動(dòng)調查、測量與仿真預測，目的是為進(jìn)行廳堂建筑圍護結構的隔聲設計提供依據，保證廳堂建成后能達到預定的室內噪聲標準。

　　圍護結構的隔聲設計分為空氣聲隔聲設計及固體聲隔聲設計兩部分，均包括隔聲量的計算、隔聲材料的選擇以及隔聲構造設計等內容。除理論計算外，經(jīng)常需要進(jìn)行隔聲構件的實(shí)驗室或現場(chǎng)測量，來(lái)確定其各頻帶的隔聲量。

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

　　此外，建筑聲學(xué)設計的另一個(gè)重要任務(wù)就是進(jìn)行室內音質(zhì)設計。

　　音質(zhì)設計通常包括下述工作內容：

　　一、確定廳堂體型及體量。為看得清楚、聽(tīng)得清晰，各類(lèi)廳堂都有個(gè)長(cháng)度的限制。廳堂的寬度會(huì )涉及到早期側向反射聲的組織，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(shí)間等音質(zhì)參數。廳堂的體型更是關(guān)系到是否存在回聲、顫動(dòng)回聲、聲聚焦、聲影區等音質(zhì)缺陷。所有這些，都必須在初步方案設計階段就提供建筑聲學(xué)的專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)。

　　二、確定音質(zhì)設計指標及其優(yōu)選值。根據廳堂的使用功能選擇混響時(shí)間、明晰度、強度指數、側向能量因子、雙耳互相關(guān)系數等音質(zhì)評價(jià)指標，并確定各指標的優(yōu)選值，是音質(zhì)設計的重要任務(wù)。這些指標及其優(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(lái)竣工后的音質(zhì)測試提供目標和依據。

　　三、對樂(lè )池、樂(lè )臺、包廂、樓座及廳堂各界面進(jìn)行聲學(xué)設計。廳堂的平面及各界面的形狀、面積、傾角等以及樂(lè )池、樂(lè )臺、包廂、樓座、音樂(lè )罩、反射板等都影響聲脈沖響應的結構，從而對廳堂音質(zhì)產(chǎn)生重要影響。因此，是否設樓座、包廂，設幾層樓座、包廂，樓座和包廂的深度及開(kāi)敞度多少為合適，欄板的面積與傾角多大較恰當等等，都屬于建筑聲學(xué)設計的范疇，都需由建筑師與聲學(xué)顧問(wèn)共同磋商，加以確定。樂(lè )池的形狀和開(kāi)口大小也直接影響樂(lè )隊聲能的輸送以及樂(lè )隊與演員的相互聽(tīng)聞。此外，是否設音樂(lè )罩或反射板，設何種形式的音樂(lè )罩和反射板等等，也都需要從建筑聲學(xué)專(zhuān)業(yè)的角度提供咨詢(xún)意見(jiàn)，并給出設計方案。

　　四、計算廳堂音質(zhì)參量。當廳堂的平、剖面及樓座、包廂、樂(lè )池、樂(lè )臺等設計方案擬定以后，就可開(kāi)始計算廳堂音質(zhì)參量。通過(guò)音質(zhì)參量的計算，提供設計反饋信息，以便對設計方案作出必要的修改與調整。這個(gè)過(guò)程有時(shí)需要反復進(jìn)行多次，以便臻于至善。在此過(guò)程中，需要輔以平剖面聲線(xiàn)分析、三維聲場(chǎng)計算機仿真乃至縮尺模型試驗等技術(shù)手段，才能做出較準確的預計。

　　五、進(jìn)行聲學(xué)構造設計。廳堂音質(zhì)除了受前述建筑因素影響之外，還與室內裝修材料與構造密切相關(guān)。因此，聲學(xué)顧問(wèn)還需與裝修設計師密切配合，共同完成室內裝修設計。聲學(xué)裝修構造設計通常包括各界面材料的選擇和繪制構造設計圖，需詳細規定材料的面密度、表觀(guān)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。

　　六、聲場(chǎng)計算機仿真。對廳堂建筑進(jìn)行仔細的聲場(chǎng)分析和音質(zhì)參量計算，有賴(lài)于聲場(chǎng)三維計算機仿真。從這一點(diǎn)意義上講，要進(jìn)行成功的現代廳堂音質(zhì)設計已離不開(kāi)計算機仿真的輔助。