国家大剧院的声学工程(3)

发布时间:2021-06-11

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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。

清华大学建筑物理实验室为此专门建造了“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)。

如图7.1为普通设计的座椅下送风风口,由于气流垂直向上,撞击到顶板后,气流集中在顶板周围区域散出,造成局部风速过大,过大的风速同时也产生了气流噪声,而底部周围因无气流经过又出现无风的状态。实验显示,顶板周围局部风速达0.9m/s,吹腿感严重(应小于0.2m/s),噪声也很高,达到15dB(应小于10dB)。如图7.2为改进后的风口,在原风口内加入了一个“小雨伞”形的阻风装置,一部分中心轴周围的风被“小雨伞”阻挡,主要散流到风口靠近地面的区域,周边不受“小雨伞”阻挡的气流直接撞击到顶板上,散流到风口上部区域,根据实验调节“小雨伞”的直径和垂直高度,从而可以控制风口气流的分布。气流流速降低了,噪声同时变小了。

观众厅内,数千个风口在人们的座位下,不引起人们任何的注意,默默地、静悄悄地输送着新鲜的气流。

8 录音室“房中房” 弹簧减振隔声结构

国家大剧院的录音室为“房中房”全浮筑结构,隔振的关键技术在于“房中房”的支撑弹簧。为了研究和验证所选弹簧的减振效果,在清华大学建筑物理实验室进行了弹簧减振实验。实验显示,弹簧采用子母簧、阻尼浆、防高频失效橡胶垫等多项技术,在单个弹簧支撑10吨的条件下,该“房中房”浮筑结构的撞击声声压级达到Lpn,w=32dB,与刚性支撑的撞击声声压级Lpn,w=78dB相比,可降低振动噪声46dB,是目前已知隔振效果最好的浮筑系统。 9 录音室QRD声扩散单元

录音室因录音的需要,要求更高的声场均匀度,因此需要更良好的墙面声扩散。国家大剧院录音室墙面大面积地采用了QRD(二次剩余扩散体)扩散单元。QRD与MLS不同,它的槽更窄,每个槽的深度是不一样的,槽深是通过对自然数列二次平方后对周期数取余数,得到的数值序列,QRD的扩散原理主要是因不同槽深的声阻存在差异,利用其反射声波动之间的衍射效应。QRD具有更强烈的扩散效果和扩散频率范围,非常适用于录音室等小房间应用。 10 Z型轻钢减振龙骨轻质隔声墙

为了保证国家大剧院的录音室、演播室、琴房等轻质隔墙的隔声性能,采用了一种特殊结构的Z型轻钢减振龙骨,用于安装石膏板隔墙。Z型轻钢减振龙骨比常规的C型轻钢龙骨更有弹性,隔声性能更好,尤其在难于隔绝的低频部分隔声优势更大。Z型轻钢减振龙骨构造安装与C型轻钢龙骨完全一致,是高隔声量要求条件下C型轻钢龙骨最佳替代产品。经检测,双排Z的型轻钢减振龙骨、六层纸面石膏板的30cm厚轻质隔墙的空气声计权隔声量可达Rw=65dB,理论上与1m厚的混凝土墙隔声量相当。

11 音乐厅的单侧透明隔声玻璃

国家大剧院音乐厅西侧二层墙面上有一巨大的参观窗,人们在走廊经过时,可以透过玻璃看到室内音乐演出的盛况。这是一块特殊的玻璃,特殊之处在于隔声性和电控单反性。

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