福建省福州大学阳光学院音乐厅声学设计要求和吸音材料的选择

　福州大学，简称福大，创建于1958年，是国家“211工程”重点建设高校，国家“双一流”世界一流学科建设高校，国家国防科技工业局、教育部与福建省人民政府共建高校，入选国家“高校国际化示范学院推进计划”和“高等学校学科创新引智计划”（111计划），是国家理科基础科学研究和教学人才培养全国14个化学“理科基地”之一，是一所以工为主、理工结合，理、工、经、管、文、法、艺等多学科协调发展的综合性重点大学。　

　　福州大学音乐厅的舞台声学设计要求和吸音材料的选择非常重要。特别是舞台声学条件会对演出产生很大影响。如果舞台的声学条件不佳，演员和乐师将难以控制演唱的力度和演奏的平衡。因此良好的舞台声环境对剧院的正常使用至关重要。舞台的声学设计包括控制混响时间和消除音质缺陷等两方面内容。

     福建大剧院主舞台容积较大，大约是观众厅的2.0倍左右，混响时间过长，会对观众厅产生耦合效应，影响到观众厅的音质，侧台之间距离过长，会产生回声，影响舞台的声环境。主舞台、侧台和后台均需进行吸声处理，使舞台混响时间接近观众厅混响时间。同时还有舞美设计等，此类物品的吸声量均应予以综合考虑都会影响到舞台的混响时间。

     音乐演出时，在舞台上面设置活动音乐反射罩，它的功能是隔离舞台、节约声能，为乐师创造良好的相互听闻环境，同时为观众厅提供更多的早期反射声，从而增加亲切感。

1、空调系统消声减振设计

     现阶段国内的新建大剧院项目均采用座椅下送风系统属于“下送上回”的置换送风方式。与常规的“上送下回”的顶棚送风方式相比，置换送风的优点在于，一方面每个风口有针对性地向人体周围送风，使得送风均匀、风量平衡，另一方面。重点保障人体周围的舒适温度，避免了能量在巨大空间中的耗散，对节能非常有利。

     但是，由于风口距离人体很近，必须消除风口噪声对观众听闻的影响，而且，人脚踝处是全身对风最敏感之处，还要防止“冷风吹腿”之感。严格控制送风器的最大送风速度在0.2m/s以下，控制送风器噪声不对室内背景噪声产生影响。

     在观众席下方设置巨大的送风静压箱用于调整风速和均匀送风的作用。但是由于静压箱的存在，大大缩短了空调机房和静压箱之间的距离，为消声设计增加难度。经过与中国建筑设计院空调专业协调，在空调机组端增加静压箱和消声器，在座椅下送风静压箱内壁慢粘100mm厚密胺海绵。观众席空调系统采用的消声器均采用密胺海绵消声器，与传统的玻璃棉消声器相比，密胺海绵消声器能够减少粉尘析出量，保证室内空气清洁。

     观众厅、舞台、琴房的室内噪声指标分别为NR25,NR20,NR20,录音室更是高达NR15,故此类房间空调系统设计的主要难点在于噪声控制。噪声分为机外噪声和管道噪声。机外噪声的主要控制手段为：采用噪声及振动较小的空调设备，本工程将空调系统尽量划小，减小单台空调箱送风量，选用优质设备；加强空调机房的隔声及设备的减振，空调箱设置柔性基础，空调机房单独作消声设计；合理布置空调机房的位置，空调机房与被控房间留有一定距离，以便控制振动及设置消声设备，本工程将机房分别设置于距离被控房间不小于20 m的区域内，这样既可以有效地控制噪声及振动的传播，又不至于由于输送距离过大而引起输送能耗增加过大。

2、通过声学实验手段保障音质效果

     为保证最终音质效果，验证声学计算和计算机模拟以及施工中出现的偏差，可在施工过程中进行声学测试，内容包括以下几个部分：

     一是对已选定的装修材料进行吸声特性检测，验证选用的材料能否满足设计要求及相关的改进措施。

     二是对剧院选定的座椅进行声学测试，验证其是否满足声学计算中提出的座椅吸声量要求。同时根据测试结果复核计算竣工后的声学指标。

     三是座椅下送风器噪声声功率测试。清华大学建筑物理实验室建有“极低背景噪声通风实验室”，通过实验研制了一种静音均流风口。风口内有均流和静音结构，不但气流场均匀，而且噪声极低。风口在常规50m3/h的风量下，垂直流场风速低于0.2m/s，噪声声功率小于5dB(A)。

3、观众厅声学设计和室内各界面材料控制

     根据大剧院观众厅的混响时间要求，在声学设计初期，根据清华大学建筑物理实验室的大量试验数据对室内装修中使用材料和构造的声学特性进行分析，选择合适的试验数据进行混响时间计算。

     观众厅两侧墙面采用轻钢龙骨20mm厚纸面石膏板墙，表面粘贴18mm厚木条装饰板。为减小材料的低频吸声特性，要求安装过程中，增加龙骨密度，以增强板材的刚度。在台口两侧的八字墙部分采用装饰石材密缝拼贴。该做法有两个用途，起到装饰美观的效果，同时能够减小低频吸收。

     观众厅后墙使用吸声构造，一是控制厅内混响时间，二是防止舞台发出的声音从观众厅后墙反射回前排观众席和舞台，形成回声或扩声系统的反馈啸叫。

     观众厅内座椅吸声占有最大的比例，因此座椅的选择尤其重要。在混响时间计算中，根据以往座椅吸声量测试数据，进行预估设计。当剧院观众厅装修基本完成后，对观众厅进行混响时间测试，根据测试结果调整座椅吸声量，达到控制观众厅混响时间目的。