文章來源：維也納聲學(xué) 時間：2024-09-24
1,、博物館建筑聲環(huán)境概述
博物館是儲存一個地域人類歷史文化遺產(chǎn)的重要寶庫,，也是展示社會文明發(fā)展的重要窗口,。作為向公眾開放的非營利性社會服務(wù)機構(gòu),，它通過陳列,、展覽,、保護文物來展示文化內(nèi)涵,，并承載著教育功能,。在一定意義上,，博物呢館是一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平,、社會文明程度的重要標(biāo)志。
根據(jù)以往經(jīng)驗,，結(jié)合博物館建筑的特點分析,，博物館建筑中需要解決的聲學(xué)問題主要有以下幾個方面：
l 聲波對文物的傷害
博物館的聲學(xué)設(shè)計不同于一般廳堂的擴聲設(shè)計，不僅需要考慮語言清晰度,、聲干涉等問題,，而是避免聲波對文物造成損傷。理論上,，聲波對文物會造成損害,，并且這種損害是不可逆的。噪聲對文物的傷害應(yīng)根據(jù)文物的材質(zhì)和新舊程度而定,。紙質(zhì),、木質(zhì)、石質(zhì),、金屬質(zhì)等文物都能夠吸收聲波,，當(dāng)聲波穿透玻璃展柜到達文物的時候，使文物本身發(fā)生簡正振動,，長此以往必然對文物產(chǎn)生損傷,。普通玻璃，包括鋼化玻璃,，其低頻吸聲系數(shù)高于高頻吸聲系數(shù),，而字畫類文物的本征振動頻率恰在低頻范圍內(nèi)。因此,，對字畫展廳的玻璃需進行特殊聲學(xué)處理，以提高聲反射能力,。
l 聲場重疊
在博物館的多媒體體驗區(qū)內(nèi),，往往多個展位具有聲源設(shè)備。在人流量高峰時,，存在多個聲源設(shè)備同時啟動的可能性,。此時，若建筑聲學(xué)設(shè)計不當(dāng)或音頻系統(tǒng)不加針對性處理,，將使參觀者在一個展區(qū)內(nèi)聽見多個展區(qū)的聲場重疊,，就會嚴重影響參觀品質(zhì),；更重要的是，重疊的聲場將增加嘈雜感,，就會降低博物館的高雅性,。
l 聲聚焦
博物館展廳的造型富有設(shè)計感，流線型設(shè)計大行其道,。然而這種設(shè)計產(chǎn)生的凹面必然形成集中反射,，使反射聲聚焦在場館內(nèi)的某個區(qū)域，造成聲音在該區(qū)域特別響的現(xiàn)象,。聲聚造成聲能過分集中,，使聲能匯聚點的聲音嘈雜，而其他區(qū)域聽音條件變差,，擴大了聲場的不均勻度,，嚴重影響參觀者的聽音條件。
l 顫動回聲
博物館的部分展廳,，采用回廊式布局,，兩邊的展示櫥窗距離較近，且均為對聲波有強反射作用的鋼化玻璃,，再加上對天花板和地板的處理方式隨意,，裝修時沒有布設(shè)吸音材料。如此,，當(dāng)展品需要與觀眾進行聲頻互動時,，無論是吸頂式音箱還是壁掛式音箱，都不可避免地產(chǎn)生聲波的持續(xù)平行反射,，即顫動回聲,。這將嚴重影響語言清晰度，是災(zāi)難性的聲學(xué)缺陷,。
l 混響時間過長
混響時間過長是廳堂擴聲中常見的聲學(xué)缺陷,。相比于劇場、會議室,，博物館內(nèi)的人員較少,，人體吸聲作用有限，更沒有座椅吸聲的條件,。故只能在建聲材料上對混響時間加以調(diào)節(jié),。
根據(jù)賽賓公式，混響時間RT60=0.161V/Sa,，其中a表示房間表面的平均吸聲系數(shù),，V表示房間體積，S表示房間內(nèi)部表面積,。顯然,，V是一個相對常量,，而S可以通過材料進行更改，a在大量使用玻璃材料的展館內(nèi)往往較小,。以這些客觀條件為基礎(chǔ),，我們可以通過建聲設(shè)計定量調(diào)節(jié)混響時間。
l 噪聲控制
外部環(huán)境噪聲控制,，包括外部交通的噪聲,，博物館的選址應(yīng)遠離高速路、機場,、鐵路線,、車站、港口,、碼頭等存在顯著噪聲影響的區(qū)域與振動噪聲源,；合理的設(shè)計外墻結(jié)構(gòu)，外窗及幕墻結(jié)構(gòu),，控制外部環(huán)境噪聲對博物館建筑內(nèi)部的影響,。
內(nèi)部環(huán)境噪聲控制，包括博物館建筑內(nèi)部水泵,、空調(diào)機組等機械設(shè)備的噪聲控制,，導(dǎo)游講解聲，游客交談聲等,。
l 音質(zhì)控制
博物館內(nèi)部劇場,、報告廳、研討教室等音質(zhì)要求較高房間的音質(zhì)設(shè)計,，保證有足夠的響度,、良好的語言清晰度。聲場分布均勻,，并無對聽音形成干擾的音質(zhì)缺陷,。
2、博物館建筑的聲學(xué)設(shè)計指標(biāo)
2.1混響時間
博物館應(yīng)有較低的混響時間,，保證導(dǎo)游的講解,、游客交流和廣播的語言清晰度。根據(jù)《博物館建筑設(shè)計規(guī)范》JGJ66-2015中規(guī)定,，公眾區(qū)域,，包括展廳、門廳,、教育用房等公共區(qū)域混響時間宜符合下表中的規(guī)定。
房間名稱 | 房間體積（m3） | 500Hz混響時間（使用狀態(tài),，s） |
一般公共活動區(qū)域 | 200～500 | ≤0.8 |
501～1000 | 1.0 | |
1001～2000 | 1.2 | |
2001～4000 | 1.4 | |
＞4000 | 1.6 | |
視聽室,、電影院,、報告廳 | — | 0.7～1.0 |
注：特殊音效的3D、4D影院應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計要求確定混響時間,。
3.2 噪聲控制
博物館建筑的室內(nèi)允許噪聲級應(yīng)符合下表的規(guī)定：
房間類別 | 允許噪聲級（A升級,，dB） |
有特殊安靜要求的房間 | ≤35 |
有一般安靜要求的房間 | ≤45 |
無特殊安靜要求的房間 | ≤55 |
注：①特殊安靜要求的房間指報告廳、會議室等,；有一般安靜要求的房間指一般展廳,、研究室、行政辦公及休息室等,；無特殊安靜要求的房間指以互動性展品為主的展廳,、實驗室等。
②對鄰近有特別容易分散觀眾聽講解注意力的干擾聲時,，表中的允許噪聲級應(yīng)降低5dB,。
③室內(nèi)允許噪聲級應(yīng)為關(guān)窗狀態(tài)下晝間和夜間時段的標(biāo)準(zhǔn)值。
3.3 隔聲要求
博物館建筑不同房間圍護結(jié)構(gòu)的空氣聲隔聲標(biāo)準(zhǔn)和撞擊聲隔聲標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下表的規(guī)定：
房間類型 圍護結(jié)構(gòu)或樓板部位 | 空氣聲隔聲標(biāo)準(zhǔn) | 撞擊聲隔音標(biāo)準(zhǔn) |
隔墻及樓板 計權(quán)隔聲量（dB） | 層間樓板計權(quán) 標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲壓級（dB） | |
有特殊安靜要求的房間與一般安靜要求的房間之間 | ≥50 | ≤65 |
有一般安靜要求的房間與產(chǎn)生噪聲的展覽室,、活動室之間 | ≥45 | ≤65 |
有一般安靜要求的房間之間 | ≥40 | ≤75 |
注：①產(chǎn)生噪聲的房間系指產(chǎn)生噪聲的以操作為主的展示室,、學(xué)生活動室等以及產(chǎn)生噪聲與振動的機械設(shè)備用房。
②博物館建筑的空間布局,，應(yīng)結(jié)合功能分區(qū)的要求,，將安靜區(qū)域與嘈雜區(qū)域隔離。
③對產(chǎn)生噪聲的設(shè)備應(yīng)采取隔振,、隔聲措施,，博物館內(nèi)的機電設(shè)備，如空調(diào)機組,、通風(fēng)機組,、冷水機組、冷卻塔,、柴油發(fā)電機組等設(shè)備,，均應(yīng)選用低噪聲產(chǎn)品，并宜將其設(shè)于地下,。
④公眾區(qū)域應(yīng)避免產(chǎn)生聲聚焦,、回聲、顫動回聲等聲學(xué)缺陷,。
3,、博物館建筑聲學(xué)設(shè)計要點
3.1綜合大廳
綜合大廳作為博物館的重要組成部分，是參觀過程中首先接觸的部門,，因此綜合大廳在某種程度上肩負著塑造博物館良好形象的重任,。同時，參觀人員在綜合大廳停留時間相對較長,，因此綜合大廳內(nèi)部聲環(huán)境的優(yōu)劣會極大地影響參觀人員的總體感受,。
綜合大廳面積較大,，人員較為密集。要求室內(nèi)中頻混響時間不大于1.6s,，室內(nèi)噪聲水平小于55 dB（A）,。因此需要在綜合大廳頂棚和四周墻面安裝吸聲材料，盡量少使用或不使用反射類材料,。天花墻面建議采用平均吸聲系數(shù)宜≥0.60的吸聲材料,。綜合大廳的隔墻及樓板的計權(quán)隔聲量空氣聲隔聲應(yīng)≥50dB,層間樓板計權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲壓級≤65dB。
4.2展廳
展示區(qū)應(yīng)避免產(chǎn)生聲聚焦,、回聲,、顫動回聲等聲學(xué)缺陷。展示區(qū)活動區(qū)域的混響時間是聲學(xué)效果的重要指標(biāo),，一般情況下宜短不宜長,，室內(nèi)有良好的語言清晰度，聽音清晰有力,，根據(jù)展示區(qū)的容積大小設(shè)計500-1000HZ混響時間按博物館一般公共活動區(qū)域混響時間范圍上限的要求RT≤1.6s,。
展示區(qū)活動區(qū)域的頂棚和墻面宜做吸聲處理，以改善展示區(qū)活動區(qū)域的聲環(huán)境質(zhì)量,，給參觀人群以寧靜舒適的感覺,，其頂棚平均吸聲系數(shù)宜≥0.70，墻面吸聲的平均吸聲系數(shù)宜≥0.60,。展示區(qū)的隔墻及樓板的計權(quán)隔聲量空氣聲隔聲應(yīng)≥45dB,層間樓板計權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲壓級≤65dB,。
4.3課堂
課堂是以語言類為主的聲學(xué)空間，所以語言的清晰度就顯得非常重要,。而語言的清晰度和混響時間的長短以及響度的大小相關(guān)聯(lián),。在響度一定的情況下，混響時間短清晰度越高,。但混響時間過短聲音有缺乏豐滿度,，所以課堂的中頻混響時間控制0.8s左右適宜。課堂的隔墻及樓板的計權(quán)隔聲量空氣聲隔聲應(yīng)≥50dB,層間樓板計權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲壓級≤65dB,。
在講臺兩側(cè)和頂部設(shè)置反射面,，將聲音反射至教室后部，可以提供后排座位的聲壓級,，從而改善這些座位的語言可懂度,。為了避免顫動回聲和駐波等聲學(xué)缺陷現(xiàn)象，平行的墻面應(yīng)該盡量做得凹凸不平,，并布置反射擴散體,，來增強反射聲并利于聲場均勻。或者將一面墻布置吸聲材料,，另一面墻不布置吸聲材料從而避免聲學(xué)缺陷,。
由于頂棚可以把聲音反射給聽眾而不受到遮擋，因此,，頂棚靠近講臺的部分應(yīng)盡量不設(shè)置吸聲材料，以便均勻的把早期反射聲分布到各個方向,。頂棚后部由于易于使反射聲延時太長,，因此一般要做吸聲處理。
4.4咖啡區(qū),、博物館商店
咖啡區(qū),、博物館商店允許噪聲級不得高于55（dBA），保證廳內(nèi)有較低的噪聲級,、良好的語言清晰度,，為顧客提供安靜的購物、交流環(huán)境,。為打造商店良好的聲環(huán)境,，語言清晰度應(yīng)設(shè)定為60%～70%。商店要達到較好的聲環(huán)境和語言清晰度,，應(yīng)安裝吸聲頂棚,；吸聲頂棚面積不應(yīng)小于頂棚總面積的75%；頂棚吸聲材料或構(gòu)造的降噪系數(shù)（NRC）≥0.60,，中頻（500—1000Hz）混響時間應(yīng)在1.0±0.1s,。同時要避免商店內(nèi)的噪聲對其他區(qū)域的干擾，咖啡區(qū),、博物館商店的隔墻及樓板的計權(quán)隔聲量空氣聲隔聲應(yīng)≥45dB,層間樓板計權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲壓級≤65dB,。
4.5貴賓廳
貴賓廳是作為接待客人之用，根據(jù)貴賓廳的用途,，需要滿足一定的語言清晰度,，并且無明顯回聲、顫動回聲等音質(zhì)缺陷,，對其要采用強吸聲措施,，降低室內(nèi)混響時間，保證廳內(nèi)語言清晰度,。根據(jù)貴賓室的面積大小,，室內(nèi)混響時間應(yīng)控制在0.6±0.1s。貴賓廳的隔墻及樓板的計權(quán)隔聲量空氣聲隔聲應(yīng)≥50dB,層間樓板計權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲壓級≤65dB,。建筑聲學(xué)建議天花可采用降噪系數(shù)（NRC）≥0.60的吸聲材料或構(gòu)造,，語言清晰度可達到60%以上，適合小型會議、談話使用,。
4.6辦公用房
辦公用房應(yīng)主要注意房間內(nèi)的語言私密性和其室內(nèi)的背景噪聲控制,，相鄰辦公室之間的隔墻應(yīng)延伸到吊頂棚高度以上，并與承重樓板連接,，不留縫隙,。要求其背景噪聲水平小于40dB，辦公室房間外的走廊吊頂內(nèi),，不應(yīng)設(shè)置有振動和噪聲的機電設(shè)備,，混響時間在0.5-1.0s，上空應(yīng)設(shè)置吸聲材料或吸聲構(gòu)造,，吸聲材料降噪系數(shù)（NRC）應(yīng)不小于0.60,。
4.7室內(nèi)空調(diào)、送回風(fēng)系統(tǒng)消聲處理
室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)的空氣動力性噪聲是室內(nèi)噪聲重要組成之一,，為降低室內(nèi)噪聲,，避免噪聲的影響，室內(nèi)空調(diào),、送回風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)采取必要的消聲處理,，根據(jù)聲源噪聲及風(fēng)道內(nèi)空氣氣流的附加噪聲，并考慮了噪聲衰減后,，與使用房間或周邊環(huán)境允許的噪聲標(biāo)準(zhǔn)的差值,，結(jié)合其噪聲的頻譜特點，選擇消聲器型式和段數(shù),。通風(fēng)系統(tǒng)有消聲要求的通風(fēng)空調(diào)機組的進出口風(fēng)管上至少應(yīng)設(shè)置一段消聲器,，以防止風(fēng)管出機房后一些部件的隔聲不力所引起的傳聲。當(dāng)機房外的風(fēng)道有足夠的直管長度時,，其余的消聲器宜設(shè)于此風(fēng)道上（主管和支管）,。
當(dāng)所有消聲器均設(shè)于機房內(nèi)時，從消聲器至風(fēng)道出機房圍護結(jié)構(gòu)之間的風(fēng)道應(yīng)做好隔聲處理,，防止機房噪聲二次傳入風(fēng)管,。當(dāng)一個通風(fēng)系統(tǒng)帶有多個房間時應(yīng)盡量加大相鄰房間風(fēng)口的管路距離，當(dāng)對噪聲有較高要求時,，宜在每個房間的送,、回風(fēng)及排風(fēng)支管上進行消聲處理，以防止房間串聲,。聲學(xué)要求高的房間應(yīng)設(shè)置獨立的空調(diào)通風(fēng)管道,。
4.8設(shè)備機房減振處理
產(chǎn)生噪聲的建筑服務(wù)設(shè)備等噪聲源（空調(diào)機房、水泵房,、變壓器室）宜單獨設(shè)置在建筑之外,。這些設(shè)備在運行時產(chǎn)生的噪音會通過機房的圍護結(jié)構(gòu)進行固體傳導(dǎo)或者空氣傳播影響到機房外部一些功能區(qū)的正常運行,。為減小上下層的相互影響，應(yīng)加強樓板的隔聲處理,，機房內(nèi)壁表面應(yīng)設(shè)置吸聲處理,。置于屋頂層的機械設(shè)備（空調(diào)機組、冷水機組等）應(yīng)避免與屋頂?shù)闹苯舆B接,，采取相應(yīng)的減振處理,，必要時應(yīng)采取聲屏障或隔聲罩等處理。
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