城市逼仄空间下的礼堂设计及其声学优化研究

城市逼仄空间下的礼堂设计及其声学优化研究

吴昊

重庆市设计院有限公司 重庆 400030

摘要：

关键词：山地城市，空间逼仄，综合体，形象限制，声学优化

引言：

随着城市化及中心城区城市更新进程的不断加速，城市中的建筑物越来越密集，在逼仄的城市空间下，一些作为重要市民空间的功能却亟待植入，其中，礼堂空间尤为重要。礼堂作为公共场所，不仅是社交、文化、娱乐活动的重要场所，也是会议、办公、传播信息、文化交流的重要平台。因此，在城市中设计一个高质量的市民礼堂，对提高城市的文化水平和城市形象具有重要意义。

本文结合某小学片区公共停车场及文化活动用房建设项目，对建筑进行深入剖析，旨在研究如何在逼仄的山地城市空间内设计出一个高质量的市民礼堂，并通过对其进行声学优化来提高礼堂声学效果。从而引发并探讨以下几个问题：

什么是礼堂设计？

为什么在逼仄的城市空间内设计礼堂是重要的，会面临什么问题？

声学优化对礼堂设计的重要性是什么？

如何在空间形象受限制条件下对其进行优化设计？

某小学片区公共停车场及文化活动用房建设项目，规划用地面积约2900平方米，总建筑面积约8000㎡。主要功能包括礼堂、会议室、停车场等，其中700座礼堂空间是其主要使用功能，是弥补拥挤的渝中区缺少举行文化活动、会议报告地点的重要举措（图1）。

一、什么是礼堂设计？

礼堂是一个大跨度且功能复合程度较高的建筑，主要功能包括入口大堂、序厅、观众厅、舞台、后台、及外围疏散空间等。且礼堂设计是一个复杂的过程，主要包括建筑设计、声学设计、视觉设计等。礼堂的设计应该满足多种需求，如符合其城市属性的建筑内外形象、容纳大量的目标人群、提供舒适的座位、满足声、光、视多专业设计要求等。

二、为什么在逼仄的城市空间内设计礼堂是重要的，会面临什么问题？

在城市中设计礼堂的主要原因是它能够满足人们的社交和文化需求。在城市中，人们往往面临着过速城市化带来的生存、工作、交通、水泥森林等压抑感。因此，在城市中设计一个高质量的礼堂可以为人们提供一个舒适、安静的交流场所，满足人们的社交需求和文化需求。因此使用对象、使用功能和使用人数都是礼堂设计需要优先考虑的因素。文化活动用房礼堂建筑主要功能为礼堂报告厅，在用地条件十分紧张、建筑形象规则庄重、工期进度要求严格的苛刻条件下，完成了净空38*25米的多边形报告厅空间的设计（图2）。作为渝中区重要的文化艺术交流场所之一，既要满足会议报告、文化活动的需求，还需考虑小型表演的需求。在苛刻的用地条件下，建筑功能布局和满足使用人数需求需要优先考虑；其次，特殊的使用主体对内部空间的形态和装饰要求也同样重要，庄重严肃的空间通常要求空间形态规则，装饰简约大气。所以在这样的空间、形象限制条件下提供一个较好的视听环境，满足声学设计规范及标准是礼堂设计需要面对的重点和难点。

三、声学优化对礼堂设计的重要性是什么？

声学优化对于礼堂设计的重要性在于它能够提高礼堂的声学效果。声学优化可以通过礼堂平面形状设计和使用声学材料设计，并结合声学分析来实现。通过计算分析得出合理的座位布局，科学的入射和折射角度，合适的吸音材料、消声材料和隔音材料等，从而减少外部噪音的干扰，提高礼堂的视音质量。

四、如何在空间形象受限制条件下对其进行优化设计？

在城市空间较为逼仄的条件下，建筑形象、功能布局、交通流线等传统建筑设计先行，进而形成了声学分析介入前的既有空间。在专业协同度不够的情况下，直接带来了前期空间视听环境分析不足的结果，因此在此条件下进行声学设计需要经过三个步骤，（一）前期分析：声学设计基本要求及预期指标；（二）声学设计：对建筑空间进行声学设计优化，以期得到既有空间内的声学最优化；（三）措施建议：提出施工过程中的声学设计保证措施，以保证声学设计得到良好呈现。

（一）前期分析：声学设计基本要求及预期指标

1.1.混响时间

本礼堂的功能以会议报告为主，兼顾小型演出、示范教学，观众厅容积约4800m³，根据《剧场建筑设计规范》和《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》，为了保证有良好的语言轻清晰度，将观众厅的中频(500- 000Hz)满场混响时间取值为0.8s其频率特性尽可能平直。

1.2.语音清晰度

报告厅大部分坐席区语音清晰度评价指标“RASTI”应保证0.6~0.75。

1.3.背景噪声

根据《则场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》，观众厅室内的背最噪声应满足≤NR35噪声评价曲线要求。

1.4.其他条件

报告厅应无回声、声聚焦以及声影等明显音质缺陷。

（二）声学设计：对建筑空间进行声学设计优化，以期得到既有空间内的声学最优化

1.1.早期反射声设计

礼堂报告厅平面为净空35*23米的多边形空间，基于使用群体影响，装修风格庄重大气、简洁质朴，报告厅内侧墙板不能采用弧形反射板，应合理的利用台口两侧墙体进行声学反射设计，以此保证池座与楼座中绝大多数观众坐席能获得早期反射声（见平面声线分析图）。因建筑空间高度亦受建筑总高度限制，且地面坡度较小，在受室内顶棚藻井造型装修限制条件下，声学设计针对台口及楼座下部前区天棚造型进行调整，以确保坐席均能接受顶棚一次以上早期反射声（图3）。

1.2.混响时间设计

为控制室内混响时间，通过对室内各声学材料的合理布置，礼堂观众厅满场条件下得出混响时间理论计算结果，频率为250HZ时混响时间为0.87s，频率为500HZ时混响时间为0.80s，频率为1000HZ时混响时间为0.77s，频率为2000HZ时混响时间为0.70s，基本满足视听效果。

1.3.声学缺陷分析

通过前部顶棚和台口两侧墙面的合理布置，使顶棚与地面的高度合理，避免产生回声。同时，侧墙、后墙也进行了必要的声学处理，避免对座席区及舞台形成回声。受建筑空间高度及室内装饰风格影响，声学设计尽可能地进行了侧墙及顶棚的声反射设计，但观众厅仍有部分座席仍缺乏侧向早期反射声及顶棚反射声。

1.4.声学构造布置

礼堂设计中，空间构造与声学材料的结合是非常重要的。常用的声学材料包括吸音材料、消声材料和隔音材料等。这些材料可以通过不同的形状、厚度和材质来实现不同的声学效果。例如，使用吸音材料或消声材料可以减少反射回声和噪音的干扰等。

观众厅顶棚是提供早期反射声的重要部位，但装饰风格受限，藻井式顶棚不利于早期反射声的传导，因此声学设计只能通过调整台口顶部及楼座前端造型，为观众提供良好的早期反射声（图4）。

根据声线分析，台口两侧局部墙体采用弧形造型来增强早期反射声。中前部侧墙在满足装饰效果的前提下，根据声线分析及混响时间计算，采用装饰软包与吸声板交错布置的方式以避免产生颤动回声，后墙则采用25厚A级软包吸声构造避免回声。

观众厅地面采用耐磨混凝土地面。且声学要求地面不宜铺设地毯，否则易造成中高频混响时间偏短。

（三）措施建议：提出施工过程中的声学设计保证措施，以保证声学设计得到良好呈现。

1.1.声学装饰构造做法和尺寸经计算及严格设计确定，其各种构造的位置、面积、材质、大小、层次等需严格施工。

1.2.混响时间设计结果为理论推算值。在严格选材、施工的条件下，仍有可能存在较大的误差。应在施工中期进行混响时间测量。用以检查已施工部分的声学性能、预期效果，保证观众厅完工后的混响时间与设计值相接近。

结论

本文主要讨论了在逼仄的城市空间中如何设计一个服务市民的高质量礼堂，并通过声学优化来提高形象、空间等条件受限的礼堂声学效果。通过探讨声学优化的重要性，我们可以了解到，在城市中设计高质量的礼堂需要综合考虑多个因素，包括建筑设计、装修设计、声学设计、视觉设计等，而声学设计更为重要。因此，在礼堂设计中，建筑空间设计与装饰设计运用声学设计进行辅助是非常必要的，通过对礼堂进行全面的声学分析，对内部布局及装修方案进行反馈指导，我们可以设计出高质量的礼堂，并达到理想的声学效果。
参考文献：
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