随着人们对精神文化需求的不断提高, 剧院作为文化建筑设施的一个主体, 是拉动文化产业发展的重要平台。但剧院内存在的众多噪声源及振动源给演出带来严重影响。

低背景噪声水平是声学质量中不可或缺且极其重要的一部分, 可帮助演员成功演出, 使观众聆听完美的声学交响曲。噪声主要分为连续性噪声及间歇性噪声2类, 连续性噪声无处不在, 主要为变电系统和空调系统等运行噪声;间歇性噪声不仅来自室外道路交通、雷电, 也来自室内如隔壁房间、卫生间、门扇、人为噪声、维修噪声、电梯运行噪声等。通过合理的设计和技术手段隔断或远离噪声源, 使剧院达到低背景噪声水平。

剧院隔声减振施工存在以下难点: (1) 管道需穿透噪声临界墙, 由于管道众多, 洞口预留难度大、位置不准, 不仅增加预留口封堵难度及施工难度, 也影响墙体隔声效果; (2) 大型设备多, 管道与设备连接降噪要求高, 需采取隔振措施的设备多, 安装难度大; (3) 声学要求高, 要求设备噪声小, 成本控制难度大。

针对施工难点, 提出以下应对措施: (1) 通过研究噪声临界区及背景噪声量, 进一步指导建筑设计及现场施工, 以便对噪声进行有目的控制; (2) 设置缓冲带, 将设备安装在由弹簧隔振器和橡胶垫组合而成的隔振基础上, 管道与预留洞间隙填充矿棉, 通过橡胶吊架吊装与设备软连接, 起到减振降噪效果; (3) 通过控制管道形状及风速、安放消声器、采用翼型扇叶等方式, 对噪声源进行控制, 减少噪声的产生; (4) 通过控制电线长度、分支电路, 减少或隔离使用变压器等电子仪器, 减少电路噪声的产生。

“噪声临界区”指需要低背景噪声水平的区域。剧院噪声临界区如表1所示, 在这些区域中, 必须特别注意空调、设备、结构和电气系统工程, 以达到预定的背景噪声设计目的。

除特殊情况外, 根据以下专业分类, 外部噪声、电动/机械设备噪声、卫浴设备噪声、剧场设备噪声, 运行时的最大声压级为最大允许声压级。

歌剧厅、音乐厅与多功能厅作为主要演出空间, 均为相互独立的围合空间, 通过横跨式屋顶形成建筑上的连接, 避免在同时使用时相互影响发生声学干扰。

1) 剧院地下室噪声规划

地下空间主要用作停车场, 停车场通过走廊或与之相隔的房间与演出主厅分离, 避免由停车场噪声引起建筑物内次级空气噪声。地下室通风与空调设备通过隔声量R_w>55dB的围墙隔开。

2) 剧院1层噪声规划

剧院1层作为艺术区, 包括主演与团体化妆间、指挥休息室、花房与排练间、技术工作间及食堂。这些低噪声用房与区域排布合理、相距较近, 与舞台形成围合隔离效果, 有效为舞台降噪, 保证设施在实现使用功能的同时互不影响。

3) 剧院2层及以上各层噪声规划

从剧院2层开始, 建筑依据功能划分为3个围合且结构独立的部分:音乐厅、大剧院、多功能厅。这样的分隔有利于声学, 能有效避免不同场馆在同时使用时产生的相互干扰。

1) 墙体隔声量要求

根据不同隔声量要求划分为3种不同类型的区域与墙体, 最低级隔声量要求为R_w≥42dB、较高一级隔声量要求为R_w≥52dB、最高级隔声量要求为R_w=55～60dB。既节省成本与用料, 又减小施工难度。

2) 门隔声量要求

对应墙体隔声量要求, 所有墙体隔声量要求为R_w≥42dB的房间与区域, 门隔声量要求为R_w≥27dB;所有墙体隔声量要求为R_w≥52dB的房间与区域, 门隔声量要求为R_w≥32dB。最大允许声压级L_AF≤25 dB (A) 的所有区域一般需设置声闸。

设备选型时应提供选择机械设备的声学指导, 便于在源头将噪声和振动降到最低。在噪声临界区使用低速、低压送风系统。匀速系统或通过改变风扇速度或叶片间距改变主系统风扇空气容积的系统用于噪声标准值要求低的位置, 通常不使用变风量和双导管系统。

1) 风扇噪声临界系统采用一级装配离心风扇, 配有后倾斜式翼型叶片。

2) 水泵根据最大效率选择离心式水泵, 泵轮直径不得超过水泵内机壳直径的80%, 应选择能运行至最大效率的水泵, 避免引起水泵噪声。

3) 冷却器为使噪声降至最低, 采用密封式冷却器。在往复式机组大小适用范围内, 离心冷却器更适合。

4) 冷却塔冷却塔设置于远离大剧院的室外车库顶板绿化带中。采用约束式弹簧支座, 安装管道消声器、增加噪声阻隔墙或改变风扇叶片设计。

机械设备需集中布置于远离噪声临界区的位置, 如楼、地板最底层、单独的建筑中、隔声缝一侧的房间内 (从结构上与建筑分开的房间) 。

设备室及主要电气室门必须是隔声门, 设备室门仅通向建筑区内的非噪声临界区。新风口和排气口不得通向噪声敏感的室外区域, 避免噪声通过墙体、门窗及通风口进入室内。

1) 设备位置和支撑主要的空调、制冷设备及水泵均应设置在大型板或结构坚固点上。悬挂设备应由梁、龙骨和其他质量较重的结构组件支撑。机械设备不得支撑或连接至与演出区结构相连的构件上。所有设备均应安装在厚100mm的设备基底。

2) 隔振采用挠度50mm的弹簧和橡胶支座支撑进行隔振。

3) 隔离机械设备的连接 (1) 电气连接包括水泵、风扇和变压器在内的所有隔振设备的电气连接应采用≥1m软导管, 并完成360°回路安装; (2) 管道连接将所有管道系统用软套管连接, 中断通过管壁传输的振动, 所有附属在旋转设备上的管线均支撑于具有相同偏转特征的隔振器上, 设备室内、外均需设置隔振吊架。

1) 管道消声器所有隔声临界系统均设置管道消声器, 第1个消声器应靠近空气处理机组设置, 第2个消声器应在管道进入噪声临界室前、后设置, 消声器可使管道穿墙达到隔声效果, 类似双层墙体隔声。

2) 隔声管道内衬当空间不足或采暖、通风、空调设计出现问题时, 使用内衬管方式消减噪声。

3) 管材和管道形状矩形板金属管道系统适用于多数情况。当噪声临界区 (安静或嘈杂) 要求明装管道系统时, 圆形管道方可使用, 要求管道内、外产生的噪声降至最小。管道形状变化应平缓。管道出口和其他附件设置应减小压力损失。

4) 弯管噪声临界区采用的系统应使用全半径弯管, 以减少低频噪声的产生。在不能使用全半径弯管的地方, 小半径弯管较斜接弯管降噪效果好。所有流动变化的组件和弯管均应在组件前、后有1根3倍管径长的直管。

5) 管道线路根据设备室位置及主要噪声临界区布局, 可在专用管道区穿入管道, 主要演出厅内的管道不得从其他存在潜在噪声的区域穿过。

6) 管道穿透噪声临界墙所有采暖、通风、空调管道墙和管道板穿透时必须封套, 并采用高密度 (64～100kg/m³) 玻璃纤维包装, 填缝密封, 保证不透气, 避免管道与结构接触, 保持墙体隔声的完整性 (见图1) 。

7) 气流控制管道系统设计用于限制气流速度, 在噪声敏感区气流速度<1.2m/s、在非噪声敏感区 (机械设备室) <2.1m/s。管道系统设计必须避免发生“气穴”“水锤”现象。

1) 电源及配电变压器主要进线电气设施和电力变压器应设置在最多噪声临界区的另一侧, 所有变压器均须设置橡胶隔振支座。

2) 调光器室调光器室须隔声, 减少调光室电线长度, 并适当减少噪声和振动, 以达到合适的隔声等级。调光器机架设置在橡胶钢夹板垫隔振器上, 以确保支撑结构的中断性, 使振动不会通过导管传至结构。

3) 小型变压器和电动机小型变压器或电动机在背景噪声标准<20dB的房间内需严格控制使用。

4) 镇流器和荧光灯具严格控制使用荧光灯具, 启动器和调光器须为全电子式, 演出厅不得使用荧光照明。采用静音电子镇流器。

5) 小型风扇在背景噪声标准≤20dB的房间内不得设置风扇。将噪声部件设置在使用安静远程控制的专用空间或壁柜内。

6) 剧场灯具和电脑灯采用标准的剧场灯组, 避免设置通风装置, 若配有通风装置, 须设置在封闭玻璃后, 以达到背景噪声标准。电脑灯不得带有任何持续运行的风扇。

7) 调光器优先采用最新型电子正弦波调光器, 该调光器结合了电机效率且没有声学干扰谐波。

8) 分支电路调光器在负载为满负载的80%或更高时较安静, 电气设计电路全部用于承载调光器。

9) 电缆线路和隔声电缆线路不得在噪声临界区域间直接穿过, 不得从噪声区直接穿入噪声临界区。

10) 出口标志出口标志不应含有继电器、变压器或接触器, 不得为荧光灯。由位于噪声临界区外的变压器供电, 可使用低压设备。

11) 电梯不能将电梯设置在噪声临界区, 否则楼板须与周围结构隔离, 电梯设备应设置隔振器。

通过剧院隔声减振降噪施工技术的应用, 设置有效噪声源隔断措施可较好地控制设备振动及噪声传播, 使低背景噪声区满足噪声要求, 得到良好降噪效果。施工完成后进行声学测试, 结果满足设计及相关规范要求。施工工艺科学合理、考虑周全, 可为类似剧院降噪工程提供参考。