大型公共建筑典型中庭空间声场的研究.pdfVIP

大型公共建筑典型中庭空间声场研究 陈琳1康健1,2金虹1 1、哈尔滨工业大学建筑学院，哈尔滨 1500012、英国谢菲尔德大学建筑学院， 谢菲尔德 S102TN [摘要]在中庭空间的设计和使用中，应该有良好的声环境，因此弄清中庭空间的形态要素与声环境之间的 关系极为重要。本文分别选取不同平面形式、建筑层数、界面材料和其它形态要素的中庭模型作为研究对象，对声 压级及混响时间的模拟结果进行分析归纳，通过综合分析可知长方形平面形式的中庭空间声环境较佳，而方形的平 面形式对中庭空间的声环境较为不利；增加层数可以降低中庭空间声压级，但是可能会同时增加混响时间；顶棚为 吸声材料时，声压级比使用普通装饰涂料时降低8dB左右，而混响时间可以降低大约2～3s;悬挂物可以使中高频范 围(500Hz～4kHz)的混响时间降低0.2～0.5s，但是对整体声压级数值变化影响较小。 [关键词]中庭 ; 空间形态 ; 声压级 ; 混响时间 既有建筑绿色化改造关键技术研究与示范项目交流会 2013，04 场特性。 总之，目前有关中庭空间声环境的研究大多是从噪声来源、吸声材料和建筑功能方面入手的， 缺乏从形态因素等方面更加细致的研究。不同平面形式、尺度、层高和材料形式的中庭空间其声场 特性同样存在着差异，本文将采用计算机仿真的方法模拟不同形态的中庭空间声场，并总结其变化 规律(包括混响时间RT30与声压级SPL)，为中庭空间的声学研究提供参考。 2模拟软件及参数设定 本文选取Odeon9．22作为主要的模拟工具对不同形态的中庭模型进行模拟计算，该软件的算 法以几何声学为基础，声线跟踪法和虚声源法是其采用的两种主要的模拟方法[9]H。 声线跟踪法的优点是计算速度快，其基本原理是：声源发出散射声线并在空间界面间形成多次 反射，可以将声线看作是从给定点发出的直径极小的球面波的一小部分，根据空间界面条件跟踪计 算声能的行动轨迹和传播方向H[IO]。 虚声源法是将平面看作是反射平镜，并对界面镜像得到虚声源，可以理解为将反射声模拟成从 虚声源直接发射出的声线，继续重复成像过程就会得到各阶虚声源，各阶虚声源反射声序列的组合 即脉冲响应H[11]H。 Odeon软件采用了以上方法的组合，同时吸收了它们各自的优势，在软件运算过程中，采用不 同的模拟方法计算不同的阶段，将模拟分成直达声和早期反射声，以及后期反射声两部分来计算， 使得模拟结果更接近实测结果甚至精确度更高，同时兼顾高速的计算效率。 后文3．1中的长方形中庭模型是以哈尔滨工业大学建筑设计研究院办公楼为基础模型制作 的，其它模型也均在此基础上改变形态要素。在收集了该建筑的主要房间尺寸、主要界面的材质和 吸声系数以及声源点和接收点的布置方式等数据信息后，使用SketchUP8．0建模，导入Odeon软 件进行该空间的声环境模拟。中庭模型内的声源均为单一声源，声源选取Odeon软件声源库中自带 的Omni．S08型360。无指向点声源：总声功率级数值为99dB，且声源均设在各模型中庭空间的 中心位置，距首层地面高度为1．2m。接收点均匀分布，距离所在层地面高度均为1．2m。 3中庭空间声场模拟和结果分析 本章节选取不同平面形式、建筑层数、界面材料和其它形态要素的中庭模型作为研究对象，对 声压级及混响时间的模拟结果进行分析归纳，得出各种形态中庭空间的声压级和混响时间的分布特 征，找出形态因素对中庭声环境的影响关系。 3．1平面形式的影响 本组选取长方形、方形、圆形三种平面形式的空间模型，如图l所示，三种模型的中庭空间及 门厅外，每层均为六个侧廊，侧廊的数量及面积也相同，各层层高完全相同。 ·90· 2013．04 既有建筑绿色化改造关键技术研究与示范项目交ii屯会 二●调蟪撇 (b)I|ll_Ijlir