大唐湘潭发电有限责任公司二期集控室声学装修
二、方案设计依据
2.1设计规范及依据
《声环境质量标准》 GB3096(2008);
《扩声系统声学特性指标》 GYJ25
《混响室法吸声系数测量规范》 GBJ47-83
《建筑设计防火规范》 GBJ16-87(2001)
《钢结构工程施工及验收规范》 GBH205-83
《建筑结构荷载规范》 GBJ50009(2000)
《采暖通风及空气调节设计规范》 GB50019(2003)
《建筑施工高处作业安全技术规范》 JGJ80-91
《城市区域环境噪声标准》 GB3096-96
2.1声学设计指标
关于集控室“回声”的解释:耳能辨别出回声的条件是反射声具有足够大的声强,并且与原声的时差须大于0.1秒。当反射面的尺寸远大于入射声波长时,听到的回声最清楚,即相隔17米时。
算法如下:
s=1/2vt(回声=1/2声速x时间)。人能分辨回声的时间是0.1S,声速是340m/s,那么340m/s×0.1S=34m,因为回声反射回来的声音,则 34m/2=17m。注意:当原声与回声时间间隔大于0.1秒,能被人耳分辨出,叫做回声;当小于0.1秒,则为混响。故根据集控室房间尺寸及以往的经验判断,集控室出现“回声”影响工作人员的正常交谈问题主要是集控室内混响时间太长导致。
声学设计指标为混响时间(T60),它是室内回声停留时间的主要指标。混响时间(T60)指的是室内声场达到稳定后,声源停止振动,倍频带各中心频率(125 Hz、250 Hz、500 Hz、1000 Hz、2000 Hz、4000Hz)声压级减少60dB所需的时间中的最大值,其计算方法如下
式中,T60——混响时间(s);
V——房间容积(m³);
S——室内总表面积(m²);
α——室内平均吸声系数;
m——空气中声衰减系数(m-1),4mV是考虑高频声在空气中的声吸收而再加的修正量,取室内温度为20℃,湿度为60%,V总=787.5空气吸声量计算如下;
表2-1不同容积比赛大厅500~1000Hz满场混响时间
容积(m³) |
<40000 |
40000~80000 |
80000~160000 |
>160000 |
混响时间(s) |
1.3~1.4 |
1.4~1.6 |
1.6~1.8 |
1.9~2.1 |
注:引自《体育场馆声学设计及测量规程》(JGJ/T 131-2012 )表2.2.1-1。
表2-2其他频率混响时间与500~1000Hz频率混响时间比值
频率(Hz) |
125 |
250 |
2K |
4K |
比值 |
1~1.3 |
1.0~1.2 |
0.9~1.0 |
0.8~1.0 |
注:引自《体育场馆声学设计及测量规程》(JGJ/T 131-2012 )表2.2.1-2。
三、声学设计方案
室内回声出现的主要原因是粉刷面砖墙、玻璃窗、结构钢材及地面的刚性壁面对声波的反射较强,透射较弱,声能衰减较小,所以声音反射数次以后衰减下来。混响时间主要控制措施有:(1)大面积墙面的吸声处理;(2)集控室顶部安装空间吸声体。
为最大限度的保护现有设施,且施工简易化,在玻璃四周墙面需要观察处预留不做吸音处理,其余墙面及顶部安装聚酯纤维吸音板,聚酯纤维吸音板采用阻燃型。
3.1 混响时间控制
由混响时间的计算公式可知,影响混响时间的主要因素是室内材料的平均吸声系数。处理前俱乐部室内混响时间数据如下表所示:
表3-1室内混响时间估算值
面积(m²) |
吸声系数/混响法 |
倍频带中心频率(Hz) |
|||||
材料名称 |
125 |
250 |
500 |
1K |
2K |
4K |
|
270 |
粉刷面砖墙及吊顶 |
0.01 |
0.02 |
0.02 |
0.03 |
0.04 |
0.05 |
135 |
玻璃 |
0.35 |
0.25 |
0.18 |
0.12 |
0.07 |
0.04 |
240 |
地面 |
0.15 |
0.25 |
0.40 |
0.55 |
0.60 |
0.60 |
各频率平均吸声系数 |
0.18 |
0.38 |
0.44 |
0.39 |
0.34 |
0.26 |
|
室内混响时间(s) |
4.22 |
1.80 |
1.49 |
1.71 |
1.83 |
2.02 |
|
最佳混响时间(s) |
1.8~2.34 |
1.8~2.16 |
1.6~1.8 |
1.6~1.8 |
1.62~1.8 |
1.44~1.8 |
注:吸声系数资料参考于《噪声控制工程》、《环境工程手册-噪声控制卷》
3.2混响时间控制措施
目前了解到集控室室内主要声学缺陷为混响时间过长,表现为明显回声,主要由声波遇到刚性壁面形成反射造成,主要处理措施是为室内墙面安装聚酯纤维吸音板吸声结构。
(1)吸声面积计算。根据体育馆声学设计规范对室内混响时间和噪声评价数的指标要求,利用吸声结构提高墙面的吸声系数,在较低成本下,使尽可能多的频段混响时间达到最佳范围。
(2)聚酯纤维吸音板的声学参数
由表3-1混响时间估算结果可知,场馆内倍频程频段中,中心频率为125Hz、2kHz、4KHz的频段混响时间较长,故采用在低频频段具有较高吸声系数的聚酯纤维吸音板。如下表3-2所示。
表3-2聚酯纤维吸音板吸声特性
频率(Hz) |
吸声系数平均值 |
100 ~ 315 |
0.73 |
400 ~ 1250 |
0.78 |
1600 ~ 5000 |
0.59 |
(3)声学设计效果
安装聚酯纤维吸音板,与最佳混响时间相差较大,考虑到成本和现有吸声材料在125Hz的吸声系数都较低,人正常交谈的声音频率范围主要为500-3000Hz所以
表3-3声学设计参数
(4)聚酯纤维吸音板安装示意图
吸音板吸声结构,声学设计示意图如下:
图3-2聚酯纤维吸音板设计安装示意图
四、工程竣工图片