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穹顶建筑声聚焦现象及其解决方案

  • 作者:创始人 
  • 日期:2021-06-15 
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  为2.0 s(500 -1000 Hz),远远超出会议室、多功能厅和电影院等多用途房间的混响时间,不满足其功能定位。

  穹顶又称圆顶,是一种屋顶建筑形式。其外形一般为球形或多边形,室内顶部则呈半圆形。伊斯兰教清真寺中的天房,罗马大角斗场,北京天坛祈年殿,蒙古族民居蒙古包,哈尔滨市的圣索菲亚大教堂等都是典型的穹顶类建筑[1]。穹顶建筑的美学价值在于其象征着凝聚、团圆和饱满,古往今来,一直深受建筑师的青睐。在现代,球形围合结构或球形围合空间普遍存在于许多大型的公共空间,如北京野生动物园金丝猴馆,以及礼堂、多功能厅、会议厅、展厅和体育馆等一般性厅堂建筑设计中,为人们提供了丰富多彩的室内外视觉效果。然而,由于其固有的球面体型特征可能会伴随声聚焦现象,聆询室阻燃软包方案!从而影响人们的室内听闻条件[2,3]。声聚焦现象是指声波在传播过程中遇到凹曲面时,凹面会对声波形成集中反射,造成反射声波的声能密度比入射声波的声能密度要大,这样会使反射声聚集于某个区域,声音在该区域内将被放大,而另一区域声音则较小,造成声场极不均匀的现象。开展声聚焦现象的研究在一定程度上可克服甚至避免建筑设计中可能存在的音质缺陷,从而完善建筑的功能,提供给人们以视听结合的美感。当建筑还在土建阶段,建筑体型尚未确定时,通常情况下,可以通过改变体型及其围合方式来改变球形结构形成的声聚焦点的位置。而对于土建已经完成,体型确定的建筑来说,改善声聚焦缺陷的措施,更多的则是通过科学合理选择和使用建筑声学材料或局部改变凹面结构来改善室内声能密度的均匀性。比如采取吸声处理、扩散处理以及断开聚集表面等措施。

  模型构建依据施工图纸,CATT-Acoustics构建的穹顶建筑展厅三维声场计算模型图,如图2所示。

  针对长春一穹顶建筑声聚焦缺陷,本文利用声学软件CATT-Acoustics首先进行室内音质模拟研究,分别采用不同降噪系数的吸声材料和不同扩散面积的扩散面对其声聚焦现象进行对比分析,然后给出具体的工程改造措施及施工方案。项目竣工后现场测得参数:混响时间为1.2 s(500 -1000 Hz),语言清晰度50(1000 Hz)为0.75,语言传输指数是0.79,背景噪声为41.8 dB。改造后的穹顶建筑室内空间语言清晰度良好,无明显的声聚焦、回声等声学缺陷,声环境得到了有效改善。论文工作可为各类穹顶式建筑可能存在的声聚焦现象的解决,提供一定的实际工程参考。

  1) 声聚焦声学缺陷 整体造型是一个穹顶式建筑,活泼、饱满、富有曲线感,但是由于穹顶的整个凹面会对声波形成集中反射,使反射声聚焦于某个区域,环保墙面软包和防撞家具哪种材料更实用 - 百度知道,造成声音在该区域特别强,纳米棉软包的规格和安装方法,声能过分集中,而其它区域声音则特别弱,甚至存在死点,室内声场极度不均匀。

  3.2.1顶部采用不同降噪系数材料对室内声聚焦的影响定量选取的地面和门的吸声系数列于表1中。

  《声环境质量标准》(GB3096-2008)、《室内混响时间测量规范》(GB/T50076-2013)、《建筑隔声与吸声构造》(08J931)、《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》(GB/T50356-2005)和《民用建筑隔声设计规范》(GB50118-2010)。

  本文利用声学软件CATT-Acoustics,针对长春一穹顶建筑展厅室内音质声聚焦缺陷,进行计算机辅助设计计算,给出一种具体的改造措施及施工方案。项目竣工后,现场音质测试结果表明该方案较好地解决了建筑内部声聚焦现象,有效提升了其内部声环境质量。

  主要功能是用作新品展示。为了凸显品牌形象,力求给人们留下深刻印象,建筑初始设计时,设计师在设计上着重追求新、奇和特的建筑形象,大量运用了凹凸的曲面造型和流线所示。建筑外表看上去似一个抛物面形的“大锅”反扣在地面上,直径为29.2 m,高度为12 m,平面看上去则为一圆形。此展厅四周墙面采用球形网架结构,轻钢龙骨扣件连接,表面采用普通吸声板整体处理。在设计之初没有综合考虑声学因素,施工完成后,存在声聚焦、听音不清等严重声学缺陷,导致无法正常投入使用,需要进行工程改造。

  2) 语言清晰度较差 早期声能比D50(1000 Hz)为0.38,语言传输指数(STI)是0.48,背景噪声为45.1 dB (SPL,dB(A))。听音要求不达标,在展厅内部举办活动时,近距离语言交流就需要提高音量才能听清楚,增大了空间内部整体环境的嘈杂性,进而进一步导致展厅内部的背景噪声偏大。

  1)改善声聚焦缺陷; 2)展厅内部具有良好的语言清晰度,满足听闻要求;3)降低室内背景噪声;4)通过声学设计改造措施满足室内装饰要求。

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