展厅声学设计实践与反思

展厅声学设计实践与反思

饶紫云

中信建筑设计研究总院有限公司  湖北省武汉市  430014

摘 要：展厅是用于展出临时陈列品的空间，是推动商业经济发展的重要活动场所，一些专业展厅还增加了多媒体技术的应用，设置LED大屏、扩声系统和特效灯光等，这样设置对展厅的声学要求更高。然而这类建筑因为大量采用石材、玻璃幕墙等硬质反射材料，可设置的吸声面较少，导致展厅内混响时间偏长，扩声系统使用时语言清晰度较差，而影响使用。笔者以几个售楼展厅为例，利用装饰构造、软装、家具和宽频吸声构造，改善室内音质，并且结合实测结果，可以给这类展厅室内音质设计提供一些参考。

关键词：混响时间；频率特性；扩声语言清晰度；现场声学测量

1  引言

随着城市经济不断发展，展厅建筑越来越多被应用，甚至一些房地产企业也将售楼中心打造成展厅形式，并且在展厅中设置超大Led屏幕、扩声系统，效果灯和大型沙盘，用于展示地块规划、住宅和地块配套等相关的信息，力求为客户提供震撼的沉浸式体验，提升品牌形象。这类展厅的规模不及城市的展览建筑，对扩声系统使用的语言清晰度和语言可懂度有较高要求，但是国家相关规范对室内音质设计没有明确的要求。这类展厅在音质设计时缺乏依据，声学设计受到质疑，声学措施无法落实。笔者通过这类展厅的声学设计项目，对展厅的室内音质设计重难点进行归纳和总结，给这类展厅的声学设计提供参考和借鉴。

2  展厅声学设计实践

2.1 项目概况

几个展厅的建筑基本信息详见下表1。展厅1、2的核心展示区域都设置超大沙盘、Led显示屏和沙盘效果灯，并且展厅核心区域和周围设置的洽谈区、公共走廊都连通，形成耦合空间。

表1  展厅基本信息

2.2 声学设计及测试结果

2.2.1 声学设计

2个展厅内均设有扩声系统，展厅对扩声系统使用的语言清晰度和可懂度都有较高的要求。根据展厅的使用功能要求，2个展厅的主要建筑声学技术指标见下表2。展厅2是基于展厅1的测试结果和现场主观感受，为提高展厅的语言清晰度，混响时间设计指标略有降低。

表2  建声设计技术指标

由于展厅1、2是装饰方案确定后开始声学设计的，装饰方案时展厅各界面均未考虑吸声材料，声学提出的展厅顶面采用穿孔铝板、穿孔石膏板等方案均未被采纳，只在二层展厅的凹弧墙面采用了大穿孔率的穿孔石膏板强吸声构造。2个展厅各个界面的材料布置详见下表3。

表3  展厅各界面吸声材料布置

2.2.2 测试结果

2个展厅完工后我们对主要的建声指标进行测试，展厅1由于厅内扩声系统最大声压级不满足混响时间测量信噪比要求，混响时间测量方法采用脉冲响应积分法，测试声源采用单声响的鞭炮，传声器位于地面1.2m处。背景噪声在室内空调运行、摇头灯开（沙盘效果灯）和室内灯开的状态下测试背景噪声。展厅2混响时间测量方法采用中断声源法，测试声源采用厅内大功率测试音响，测试信号采用粉红噪声，传声器位于距地面1.2m处。噪声测试在厅内空调设备中速运行下测试，以及设备关闭下的背景噪声。测量结果见下表4~5。

表4 混响时间测量值

表5 背景噪声测量值

3  展厅声学设计反思

展厅的音质设计不同于剧场、会议、体育馆等厅堂，后者音质有明确的设计指标要求，而展厅建筑规范中只是明确了背景噪声限值要求，音质部分要求不明确。更重要的是，展厅的装饰材料有其特殊性，地面、墙面往往采用较易擦洗的石材、玻璃等，吸声材料受布置界面位置限值、受和整体装饰协调等限值，声学设计难以最终实施。笔者根据上述的几个案例的实践基础，总结了几点展厅声学设计反思进行探讨：

3.1 体型设计

展厅由于自带吸引眼球的属性，建筑造型复杂独特，大多选用圆形、椭圆形和扇形平面，顶面也大量采用穹顶造型、拱形屋面，这类体型易形成声聚焦、声爬行等音质缺陷，特别是受声点位于聚焦点时，声聚焦问题突出。矩形平面的展厅，各界面为石材、玻璃等反射材料时容易产生颤动回声和回声音质缺陷。声聚焦缺陷会导致厅内的声场不均匀，颤动回声和回声也会影响扩声使用时的语言清晰度。展厅1由于顶部是穹顶玻璃幕墙，且装饰需要结合玻璃幕墙采光，顶部无法做吸声构造。但是穹顶造型会导致声聚焦，声爬行等音质缺陷，必须做扩散处理。声学通过和装饰设计沟通，利用穹顶的装饰菱形构造达到扩散的作用。装饰方案菱形肋宽约380mm，突出高度约167mm，宽高比满足大于0.15的要求，根据扩散频率公式计算得出，最低扩散频率为570Hz，为保证语言清晰度，该扩散尺度在可接受范围内。

    （扩散体扩散频率公式）

其中f——入射声频率（Hz）；c-声速(340m/s)；a-扩散体宽度（m）；Π-圆周率。

展厅平面布局在建筑方案阶段确定，声学在建筑方案后介入往往难以调整，建筑师在建筑方案阶段应征询声学专业意见，避免后期出现无法消除的声缺陷。展厅1的穹顶装饰构造可起到一定频率范围内的声扩散效果，改善声聚焦声缺陷，但无法完全消除，因此，还是应在建筑方案时避免圆形、椭圆形和扇形平面的展厅。

3.2 混响时间控制

混响时间参量是影响展厅语言清晰度的重要指标。混响时间控制主要是通过在厅内各个界面布置吸声材料得以实现的。展厅1、2顶面上的造型都不适合布置吸声材料，而展厅的实墙面面积有限并且都位于二层走廊的凹弧墙面，离展厅中央较远。因此，2个展厅的混响时间控制较难。2个展厅实际采用的吸声材料面积差不多，但是展厅2的洽谈区布置了地毯和较厚实的沙发，从上表4测试结果可以看出，展厅2布置的地毯和沙发对展厅控制混响时间是有利的。因此，展厅内若各界面难以布置吸声材料，采用地毯、吸声的窗帘和厚实的沙发对控制混响时间能起积极作用。另外，展厅2混响时间频率特性较好，通过电扩声手段调整可以实现较好的语言清晰度，而展厅1低频较短，中频较高，频率特性较差，电扩声后期难以调整，保证扩声正常使用。

3.3 吸声材料选择

展厅因考虑后期维护方便，地面多采用石材、地砖等，墙面采用易擦洗的石材、玻璃和护墙板等，这些都是反射材料，不利于降低室内混响时间。室内音质设计是依靠在室内界面合理布置吸声材料得以实现的。展厅一般容积较大，所需的吸声量大，但吸声界面有限，因此选择吸声材料应采用单位面积吸声系数高的材料和构造。可采用大穿孔率的穿孔石膏板、穿孔铝板护面，板后填充50mm超细离心玻璃棉，板后预留至少150~200mm空腔，这些构造降噪系数可以达到0.95。但展厅1、2的吸声材料面积约占总表面面积5%，吸声效果仍然有限。因此，装饰设计应尊重声学设计，在方案时考虑足够的吸声面给声学设计师。

4  结论

展厅设计应在建筑方案时避免对声学不利的平面布局，避免出现无法消除的声缺陷。展厅混响时间控制应在装饰方案阶段考虑足够的声学材料布置界面，以求达到合适的混响时间。笔者通过参与的几个展厅案例，总结了一些需要提前避免的问题，为以后类似的展厅或者更大型的专业展厅提供参考。愿展厅的声学设计更合理，以后越来越多的展厅给人们带来更好的声环境体验。