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山东德州金山寺念佛堂声学改造

12403 2017-11-30T14:21:09 8
设计师: 张翔驰
作品类别:文化空间
山东德州金山寺念佛堂声学改造说明:

一.        项目概况

金山寺佛堂位于山东省德州市 ,全称为山东庆云海岛金山寺,位于山东省庆云县汾水王村村西,隋朝时代即已经有此寺庙。本案为寺内一处佛堂,平面面积约为792㎡,层高为5.8m,容积约为4600m³。该佛堂主要供信徒活动和宣传佛教文化所使用,属于语言类厅堂。同时也会有一些简单的敲击声及念诵经文的声音。

1.1声学分析

1.室内主要为乳胶漆表面,如墙壁、屋顶、柱子等;地面为环氧地坪,同属于硬质光滑表面;

2.室内玻璃窗与玻璃门面积较大;

3.内庭为扇形体,易产生回声、颤动回声及声染色等现象;

4.吊顶上方有若干凹陷区,易产生声聚焦;

5.柱子过多,也会造成佛堂内声音反射不均匀,引起声染色、共振等声缺陷。

具体如图所示

 

综上,由于乳胶漆表面、环氧地坪表面较光滑且材质较硬,没有吸声功能;吊顶结构中的凹陷区会引起局部声聚焦;扇形体形和室内材料的布置也造成了回声、颤动回声、声染色等现象。具体感觉为:空场时说话有回声,造成听觉费力;满场时,室内极其嘈杂,相对之间说话听不清楚,声压强较高,有种滞涨感。

1.2设计目标

1.2.1设计难点:

1.2.1.1 表面不能大动,如吊顶不可拆除;

1.2.1.2 扇形体形所限;

1.2.1.3场所特殊,佛堂需体现出庄严肃穆,会限制某些产品的使用。

1.3设计目标

经现场勘查与实地分析,并与业主沟通,确定该佛堂声学改造目标为

1.3.1 降低室内混响时间,提高语言声的清晰度;

1.3.2 尽大程度上消除回声、颤动回声;

1.3.3 减弱声聚焦。

二.建筑声学设计的依据和内容

2.1设计依据

l  《建筑内部装修设计防火规范》(GB50222-2015);

l  《建筑设计防火规范》(GB50016-2006);

l  《剧场建筑设计规范》(JGJ57-2000)(J67-2001)。

l  《剧场、电影院和多用途礼堂建筑声学设计规范》(GB/T50356-2005)。

2.2混响时间确定

混响时间是室内音质的重要数据,其对应的音质的主观感受为混响感。

决定混响时间的因素是厅堂容积、内表面积、平均吸声系数以及空气声吸声性能。

根据业主所提供的图纸及相应照片的估算与分析,同时本着经济、实用的原则,  

 

确定本佛堂混响时间范围为1.2-1.8s

 

混响时间频率特性要求

频率

125hz

250hz

500hz-1000hz

2khz

4khz

比值

1.0-1.3

1.0-1.15

1.0

0.9-1.0

0.8-1.0

三.体形分析

体形因素包括厅堂的容积、室内的空间构形等因素。体形因素是决定厅堂参数的重要因素,不适当的体形可能会引起声聚焦、声场不均等声缺陷。

 

 

形状

矩形和扇形组成的不规则形体

容积

4600m³

                人数

              300人(大概座位数)

                层数

              一层

              每座容积

             15m³/人

从表格可以看出厅堂的每座容积过小,人均占有空间少,相互间的干扰会比较大,;由于室内吊顶或其他装饰面不能拆除或改动,故只有在佛堂内布置较多的吸声装饰。

佛堂内的柱子,也会造成的大量的声反射,影响整个大厅的音质效果,需要对大理石柱进行声学处理。(可看情况)

声线分析

●声音在多维空间的传播

●屋顶与地面的声音相互反射干扰

●声聚焦

 

●颤动回声

由图可以看出,声源在室内的传播是多方向的,有直射、折射、绕射、反射,反射之后又会有反射、折射等等,由于佛堂内声源点较分散,则对佛堂内声学材料的布置和要求就会更高些。

结论:

●四周墙体做强吸声处理,以削弱颤动回声、回声,降低混响时间;

●吊顶做吸声处理,降低混响时间,避免和地面产生声染色和共振;

●吊顶内的凹陷结构,做吸声处理,较弱声聚焦;

●柱子,喷覆粗糙的反射颗粒,以调节声反射。

四.声学分析

4.1混响时间的计算

混响时间应按照公式分别对125Hz,250Hz,500Hz,1000Hz,4000Hz,8000Hz六个频率进行计算,计算值取到小数点后一位。

混响时间也是衡量室内吸声性能的数据。混响时间的定义是在一空间内声场达到稳定时停止声源起,声音在该空间内衰减60dB所经过的时间。

V----------------------------室内容积

S--------------------------内总表面积

------------------------平均吸声系数

4mv---------------------空气声吸声修正量

混响时间越长代表室内的吸声量越少,室内的吸声性能越差;混响时间越短代表室内的吸声量越多,室内的吸声性能越好。混响时间的单位是秒(s)。

1.确定合理值

经计算,本厅所要达到的混响时间标准及各频带所需吸声量

 

吸声量设计范围

125

250

500

1K

2k

4K

下限值(m2

463

494

570

570

570

570

理想值(m2

618

618

673

673

673

618

上限值(m2

823

823

723

723

741

673

4.2声场分析

经计算及各频道吸声量(空场)如下表

 

 

 

 

 

 

目前声场混响时间图示:

赫兹

125

250

500

1000

2000

4000

混响时间

6.5

5.37

7.57

6.22

6.34

6.41

 

 

现有声场吸声量与标准吸声量对比图示:

赫兹

125

250

500

1000

2000

4000

现有吸声量

111.37

134.05

95.84

115.81

112.16

107.17

标准吸声量

618

618

673

673

673

618

 

 

可见,由以上图示可以看出:本佛堂在125Hz,250Hz,500Hz,1000Hz,4000Hz,8000Hz六个频段混响时间现状为:6.50、5.37、7.57、6.22、6.34、6.41s,从而导致室内混响时间严重偏长,混响声能较高,语言清晰度差,缺少必要的吸声材料及吸声面积。

五.室内音质改造方案

5.1技术方案

实施内容:

1.  强吸声结构

四周墙体,使用高穿孔率硬质吸音板,并辅以吸声结构,表面涂白色乳胶漆装饰。与现有装饰面一致。

 

2.  阻燃装饰吸音板  

吊顶,含凹陷区域

 

 

 

3.  窗帘,使用位置玻璃窗

 

 

 

 

根据以上声学改造后,声场混响时间计算如下表

 

 

经改造后的混响时间与改造前的混响时间对比

 

赫兹

125

250

500

1000

2000

4000

改造前混响间

6.5

5.37

7.57

6.22

6.34

6.41

改造后混响间

3.64

1.87

1.56

1.36

1.08

1.01

 

可以看出,经改造后,混响时间下降明显,总体混响时间1.75s,已控制在厅堂合理混响时间范围值内,虽然由于甲方提供的数据资料有限,实际施工中也会造成一定的偏差,但基本是改造工程所能控制的合理范围内,故改造后的佛堂内混响时间偏长与回声严重现象应可以大大消除,增强人们在佛堂内活动的舒适度。

改造后,经实际体验,念佛堂内混响时间明显缩短,语言清晰度增加明显。

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