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图书馆声学设计


   图书馆的作为阅读、学习的重要场所,需要安静的环境,使读者能够全神贯注投入阅读和学习中。在图书馆中,人们会自觉地保持安静,在这样一个环境中,翻书声、脚步声、外界噪声、空调系统噪声等等都会显得刺耳。不同的区域间要求噪声互不干扰,馆内的吸声和隔声都应进行统一的设计。

 

   环境噪声的干扰不可忽视,特别是图书馆建于企业厂界周围或是交通干道附近时,外界噪声与振动的影响更为严重。为满足自然采光的需要,图书馆外墙常采用大面积的玻璃幕墙或者玻璃窗,这是隔声最薄弱的环节。空调系统噪声是图书馆内部噪声中最普遍存在的,影响面积广、时间长。

 

  在 “建筑设计部分的一般性规定中,标准对图书馆分区的声环境指标提出了规定,其允许噪声级不应大于表4.1.7所规定的限值。 


  声学改善措施及建议

降低外界环境噪声干扰的首要任务是提高玻璃幕墙、玻璃窗的隔声性能,其做法可参照隔声窗构造进行,影响其隔声性能的主要因素有密封性、吻合效应、整体耦合和共振。材料可以选择不同厚度的中空Low-Eb玻璃,不仅能够获得较好的隔声和采光性能,并且保温性能良好,节约能耗,这也是绿色建筑所倡导的。

 

此外在图书馆声学设计中必须认识下面几点概念

 

  (1)回声(echo)

        是指强度和时间差大到足以引起听觉将它与直达声区分开来的反射声。从单一声源产生的一连串可分辨的回声则叫做多重回声,当室内两个界面之间距离大于一定数值,且吸声量不足时,在其中间声源发出的声音则可能产生多重回声。回声的出现会影响听音注意力,影响声音的清晰度,破坏立体声聆听的声象定位效果,因此,回声是应该防止的。

 

  (2)颤动回声(flutter echo)

        当声源在平行界面或一平面与一凹面之间发生反射、界面间距离大于一定数值时则会出现颤动回声。发生颤动回声时,声音有连续的重叠声,并有颤抖的感觉。颤动回声会引起听力疲劳,使人感到厌烦。

 

  (3)声聚焦(Sound focusing)

        凹面对声波形成集中反射,使反射声聚集于某个区域,造成声音在该区域特别响的现象。声聚焦使室内声压不均匀,应该防止这种缺陷。声聚焦现象会造成声能过分集中,使声能汇聚点的声音嘈杂,而其他区域听音条件变差,扩大了声场不均匀度,严重影响听众的听音条件。

 

  (4)声影区(Sound shadow area)

        由于障碍物或折射的原因,产生声音辐射不到的区域。在声影区内、声压级很低,音量很轻。因此声影区的存在也是声压不均匀的原因,应予防止。

 

  (5)声染色(room coloration)

       由于室内频率响应的变化,使原始声音被赋予外加的音色特点。对于容积小的听音室,本征频率在低频端分布不够密集连续、因此在低频段易产生“共振”的音染现象,应该采用措施防止。共振现象产生的声染色效应,引起声音信号的失真,产生主观听感上的厌恶情绪,严重影响听音效果。

 

  综上所述,前四种缺陷一般在大厅中容易发生,解决的方法应用几何声学的有关规律,而第五种则多发生于小室,应从波动声学的角度加以考虑,消除音质缺陷。

 

  避免厅堂音质缺陷的方法,主要是从厅堂的体型设计和吸声材料布置两方面入手,消除产生音质缺陷的条件。例如,为了消除回声,应在可能引起回声的部位布置强吸声材料,使反射声减弱;另一种方法是调整反射面角度,将后墙与顶棚交接处,作成比较大的倾角,将声音反射给后区观众,彻底消除回声,取得化害为利的效果。为了消除声聚焦现象,应尽量控制厅堂界面的曲面弧度,采用凸形结构,并在弧面上布置合适的吸音材料。为了消除音质缺陷,可根据厅堂内声源的位置,采用几何作图法,用声线的分布,找出各种声缺陷的条件和部位,以采取必要的措施进行抑制。

 

  图书馆内部噪声主要包括设备噪声和读者发出的声音,在这类多噪声源环境下,顶棚的吸声减噪的效果较佳;同时空调系统、水泵机房和冷却塔等也应该进行消声减振处理,以减轻对内部和外界环境的干扰。

 

对于馆内的报告厅、多功能厅和视听室等音质要求较高的房间,除了隔声设计外,还包括了混响设计,消除室内回声、声聚焦等声学缺陷等。


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