室內(nèi)設(shè)計(jì)中的吸音設(shè)計(jì)

1、論室內(nèi)吸聲設(shè)計(jì)摘要: 通過(guò)對(duì)室內(nèi)聲學(xué)環(huán)境的重要性和噪聲成因的分析, 結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)吸音設(shè)計(jì)的方法和程序進(jìn)行歸納總結(jié), 為室內(nèi)設(shè)計(jì)提供思路和方法.關(guān)鍵詞: 室內(nèi)設(shè)計(jì); 聲學(xué)環(huán)境; 設(shè)計(jì)方法; 設(shè)計(jì)程序正文:聲學(xué)環(huán)境是室內(nèi)物理環(huán)境中很重要的一項(xiàng)內(nèi)容, 在室內(nèi)設(shè)計(jì)中, 它也是衡量環(huán)境舒適度的必要指標(biāo)之一,由于室內(nèi)空間的功能不同, 對(duì)聲場(chǎng)質(zhì)量的要求也不同, 如廣播電臺(tái)、電視臺(tái)的錄音室、演播室、播音室等場(chǎng)所, 對(duì)聲場(chǎng)的質(zhì)量要求非常嚴(yán)格, 需要由專業(yè)的人員經(jīng)過(guò)精確的測(cè)量、計(jì)算后進(jìn)行設(shè)計(jì), 這超出了室內(nèi)設(shè)計(jì)的工作范疇, 但一些大中型的會(huì)議室、歌舞廳、小型體育館、游泳館、娛樂(lè)室、健身房等, 都是室內(nèi)設(shè)計(jì)的重要

2、內(nèi)容, 這類空間的面積、人流密度相對(duì)較大, 設(shè)施較少, 往往會(huì)人聲嘈雜, 混響嚴(yán)重, 聲學(xué)環(huán)境差, 這就需要在室內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮聲場(chǎng)的質(zhì)量, 采取必要的技術(shù)措施吸音降噪, 避免或減輕噪音的發(fā)生, 提高聲場(chǎng)的質(zhì)量.一、噪聲的類型及傳播方式在聲學(xué)上, 按聲波振動(dòng)的頻率高低可分為高頻、中頻、低頻三大類, 屬于125HZ 4000HZ 六個(gè)倍頻帶, 如果聲源構(gòu)成復(fù)雜, 還會(huì)形成寬頻帶聲波. 普通民用建筑的室內(nèi)噪聲, 如談話、行動(dòng)、工作等, 基本上都屬于低頻噪聲, 這些聲波在空間的傳播方式主要有直達(dá)、反射、吸收、穿透等形式. 直達(dá)聲是聲源發(fā)出的聲波直接傳入人耳, 對(duì)于這類聲波, 室內(nèi)環(huán)境基本上無(wú)法影響它

3、的強(qiáng)度和傳播, 也就不包括在設(shè)計(jì)需要處理的范圍內(nèi); 反射聲是聲源發(fā)出的聲波, 經(jīng)過(guò)各種界面反射后傳入人耳. 一般情況下, 反射的聲波在空間中分布、擴(kuò)散均勻, 不會(huì)影響聲場(chǎng)的質(zhì)量, 但在一些特定的空間中, 如大面積未經(jīng)處理的平面墻體、弧形、球形的建筑結(jié)構(gòu), 由于界面整齊單一, 反射率高, 散射面小, 反射聲波具有很強(qiáng)的方向性和規(guī)律性, 形成梯次反射和回聲時(shí)間差, 產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間的混響, 甚至產(chǎn)生回聲聚焦, 使音質(zhì)下降; 室內(nèi)的各種界面, 都會(huì)對(duì)聲波有一定的阻擋、吸收作用, 使聲波的聲級(jí)衰減, 這也是設(shè)計(jì)中可以有效利用的一個(gè)重要方面; 還有一些空間的圍護(hù)、隔斷等由于反射、吸收性能差, 聲波在穿透障礙以

4、后仍有相當(dāng)?shù)哪芰? 也會(huì)形成噪音和二次反射. 通過(guò)以上聲學(xué)原理分析,掌握了室內(nèi)環(huán)境與形成噪聲具有因果關(guān)系的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):環(huán)境對(duì)聲波的反射性能, 環(huán)境界面的吸收, 穿透性能, 空間的幾何形狀等問(wèn)題, 這樣就可以對(duì)癥下藥, 有針對(duì)性地安排設(shè)計(jì)工作.二、吸聲降噪設(shè)計(jì)程序吸音降噪設(shè)計(jì)的程序, 有以下幾個(gè)步驟:1. 確定室內(nèi)噪聲的性質(zhì)、聲級(jí)、混響時(shí)間. 對(duì)于不同功能屬性的室內(nèi)空間, 首先要了解其主聲源的構(gòu)成性質(zhì)和頻率, 確定由其產(chǎn)生的噪聲屬于哪個(gè)頻帶, 是高頻、低頻還是寬頻噪聲, 這項(xiàng)工作沒(méi)有專業(yè)的設(shè)備也可以進(jìn)行, 只需按聲源類型查閱有關(guān)資料或進(jìn)行混響時(shí)間測(cè)定, 即可以得出結(jié)論, 作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)依據(jù).2

5、. 確定產(chǎn)生噪聲的環(huán)境因素. 通過(guò)對(duì)室內(nèi)空間幾何形狀、尺度、界面材料的性質(zhì)、使用狀況等的測(cè)定分析, 如聲源在空間的位置, 空間的尺度是否符合理想聲場(chǎng)所要求的適當(dāng)比例, 空間的幾何形狀是否會(huì)產(chǎn)生定向反射和聲波聚焦, 各界面材料的物理性能(反射率、吸聲系數(shù)等) , 正常值與高峰值的差異等, 就可以找出產(chǎn)生噪音的主要原因,為下一步工作提供正確的方向, 這也是吸聲降噪設(shè)計(jì)的一個(gè)重要步驟.3. 確定吸音降噪量和處理范圍. 根據(jù)業(yè)主的要求和對(duì)噪音的類型、成因以及原室內(nèi)平均反射率吸聲系數(shù)的掌握,就可以大致確定切實(shí)有效的吸聲降噪量、混響時(shí)間和室內(nèi)平均吸聲系數(shù), 并以此為依據(jù), 確定吸聲處理的范圍. 例如噪聲量

6、大, 空間容積小的吸聲設(shè)計(jì), 要對(duì)天棚、主要聲波反射面同時(shí)做吸聲處理, 而一些面積較大, 高度有限的空間, 則只做天棚吸聲處理就可以了. 應(yīng)當(dāng)指出的是, 吸聲降噪的效果, 并不是隨吸聲處理面積成正比增加, 所以,必須合理地確定吸聲處理面積和處理方案, 以避免浪費(fèi).4. 確定吸聲材料、結(jié)構(gòu)的類型、數(shù)量和施工工藝, 完成整體設(shè)計(jì).三、吸聲降噪設(shè)計(jì)的主要措施和方法根據(jù)前面的聲學(xué)原理和噪聲成因的分析, 主要可以從界面的反射和吸收入手, 降低表面反射率, 增加散射面積,增強(qiáng)界面材料對(duì)噪聲的吸收、衰減, 是最有效的途徑. 具體來(lái)講, 有以下幾種方法:1. 改變空間的幾何形狀、比例、布局: 在條件許可的情況

7、下, 通過(guò)對(duì)空間的分隔、天棚墻面造型、設(shè)施擺放等增加散射面, 消除室內(nèi)定向反射和聲聚焦, 提高環(huán)境音質(zhì),改善聲場(chǎng)質(zhì)量. 例如一些健身房, 活動(dòng)室等, 一般空間比較開放, 可以設(shè)置一些半封閉的圍護(hù)或矮隔斷, 既能保證使用功能暢通不受影響, 又能形成一些母子空間, 豐富了空間的形式, 也對(duì)消除噪音很有好處. 而在各種影視廳、大中型歌舞廳等場(chǎng)所的設(shè)計(jì)中, 通過(guò)包房、雅座等封閉空間的排布, 可以改變空間的形狀和比例, 使其趨于合理的聲場(chǎng)要求, 同時(shí)對(duì)墻面、天棚作造型處理, 一般都是按聲波均勻散射的方向和角度, 制作各種幾何形狀的反射塊面,并重復(fù)、交錯(cuò)排列, 能夠極大地改善聲場(chǎng)的質(zhì)量. 空間內(nèi)部的各種設(shè)

8、施, 它們的擺放位置和數(shù)量, 包括人員的聚集、流動(dòng), 也是一個(gè)不可忽視的因素, 通過(guò)合理安排這些因素,也能發(fā)揮降噪的作用.2. 選擇吸聲結(jié)構(gòu): 根據(jù)聲學(xué)原理, 對(duì)不同頻率的噪音,可以選用以下的吸音結(jié)構(gòu):(1) 中高頻的噪聲, 一般可用20MM50MM 厚常規(guī)吸聲材料, 如巖棉板, 礦棉板等, 若噪聲量大或要求高時(shí),可用50MM80MM 厚的超細(xì)玻璃棉等多孔吸聲材料, 并選擇適宜的飾面. 這里需要注意的是, 如果飾面材料選擇不當(dāng), 表面的反射率會(huì)提高, 其內(nèi)部吸聲材料的作用就會(huì)大打折扣.(2) 低頻噪聲, 可以采用穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu), 板厚度25MM , 孔徑36MM , 穿孔率小于5 %. 這

9、種結(jié)構(gòu)也是大多數(shù)聲場(chǎng)要求較高的空間所普遍采用的措施.(3) 寬頻噪聲, 需要增加吸聲材料的厚度, 達(dá)到80150MM , 或采用復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu), 在多孔吸聲材料的面層后,留50 - 100MM 空氣層, 能有效衰減、吸收寬頻噪聲.(4) 室內(nèi)濕度高, 有清潔要求時(shí), 可以采用金屬微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu), 微穿孔板的厚度、孔徑均應(yīng)小于1MM , 穿孔率015 %3 % , 后面留50150MM 空氣層.(5) 空間高度較高, 條件允許時(shí), 還可以采用懸掛吸聲體的方式. 在符合整體室內(nèi)設(shè)計(jì)風(fēng)格的前提下, 選用適當(dāng)?shù)脑煨?、色? 用吸聲材料制作吸聲體, 在空間或聲源上方懸掛, 既是對(duì)天棚形式的點(diǎn)綴和豐富,

10、增強(qiáng)觀賞性,同時(shí)也能吸收部分聲波, 增加散射面, 不失為一舉兩得的好方法.(6) 以上的方法, 根據(jù)空間要求的不同, 也可以綜合使用, 互相補(bǔ)充, 合理配置. 例如在聲源或主反射面的位置, 選用合適的吸聲結(jié)構(gòu)和造型, 在次要反射面上, 采用拉毛、彈涂等施工方法, 再輔以吸聲體懸掛、各種軟性裝飾材料等, 綜合發(fā)揮吸聲降噪諸因素的作用, 既能降低成本, 又能達(dá)到最好的降噪效果.3. 選擇吸聲材料: 目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的具有吸音作用的裝飾材料和填充材料種類也有很多, 用于面層的有各種礦棉板, 穿孔板, 鋁合金板, 單性壁布, 吸音壁毯等. 用于填充的有巖棉, 超細(xì)玻璃、泡沫, 海棉等. 選擇配置時(shí), 主要

11、依據(jù)其裝飾效果、吸聲系數(shù)、實(shí)用性等因素綜合考慮,因地制宜, 靈活掌握. 例如礦棉板, 其感觀效果一般, 吸聲系數(shù)為015016 , 吸聲能力較強(qiáng), 易于施工、更換, 造價(jià)適中, 是使用較多的一種吸聲材料, 但其缺點(diǎn)是檔次低、防潮性差, 強(qiáng)度低, 難清潔; 而鋁合金穿孔板則正相反,屬中高檔裝飾材料, 感觀效果好, 防火、離潮, 易更換,易清潔, 但吸聲系數(shù)為013014 , 表面反射率高, 吸聲效果不很理想; 再例如吸音壁毯, 感觀效果較好, 吸聲系數(shù)為017018 , 吸聲能力強(qiáng), 但其燃點(diǎn)低, 需要做防火處理,它也極易污染, 積灰, 很難清洗, 使用壽命短, 也限制了它的選用. 因此, 要合

12、理地配置、取舍, 兼顧美觀、吸聲、實(shí)用三方面的要求, 這也是吸聲降噪設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn). 一般來(lái)講, 在選擇吸聲材料時(shí), 應(yīng)遵循以下原則:(1) 符合防火、防潮、防腐等規(guī)范要求.(2) 符合室內(nèi)整體裝飾風(fēng)格、色調(diào)、造型的要求, 避免孤立和不協(xié)調(diào).(3) 符合吸聲降噪設(shè)計(jì)目標(biāo)值的要求, 盡可能提高降噪效率.(4) 符合堅(jiān)固耐用, 易于更新、更換, 清洗保潔, 施工簡(jiǎn)便等實(shí)用性的要求.四、效果評(píng)價(jià)對(duì)于吸聲降噪設(shè)計(jì)的效果評(píng)價(jià), 在一些要求不高的區(qū)域, 通過(guò)使用人員的感觀評(píng)定來(lái)評(píng)價(jià)就可以, 而要求較高時(shí), 可以采用吸聲設(shè)計(jì)前后室內(nèi)平均吸聲系數(shù)的差值來(lái)計(jì)算吸聲降噪量, 也可以參考國(guó)家頒布的GBJ87 - 85工業(yè)企業(yè)噪聲控制