浅析高校改扩建工程中虚拟演播室的隔声问题

2022-09-11

1 问题的缘起

20世纪90年代之后, 我国高校出现了扩招浪潮。在此次扩招浪潮中众多高校面临这样的窘境:原学校功能缺失, 原有教学硬件无法适应新的教育发展趋势。于是在原有教学设施基础上的改扩建工程成为众多高校的必然选择。

在众多改扩建功能中, 虚拟演播室建设受到了业内人士的重点关注。目前, 已有部分高校建设了虚拟演播室。虚拟演播室在各类新教学模式的探索、远程教育、校内文艺等方面, 已经表现出了无穷魅力及不可低估的发展前景。对于现代高校来说拥有一个完善的虚拟演播室不仅可以提高教学质量还可以扩充专业、提升学校竞争力。但是, 怎样利用现有的资源、有限的资金把新建的虚拟演播室与原教学区的声音矛盾解决好是此类改扩建工程面临的共同问题。

本文将以北京广播电视大学改造工程为例对虚拟演播室的隔声问题进行分析, 并提出普适性的经验。

2 高校虚拟演播室的隔声问题解决方案

2.1 背景知识

声音矛盾要想解决好必须首先了解一些背景知识。

虚拟演播室的声学设计主要包括噪声处理和混响时间处理。噪声处理的主要手段是采用隔声措施, 这里所说的噪声是直达声。混响时间处理的主要手段是采用吸声措施, 这里所说的混响声是反射声。反射声可以采用吸声处理, 但对直达声是没有作用的, 直达声只能采用隔声处理。

隔声是指把声源或要求安静的空间, 采用隔声屏障封闭起来, 使其与周围环境隔绝。隔声主要是隔空气声和撞击声, “空气声指建筑物中经过空气传播来的噪声。撞击声指在固体上撞击而引起的噪声。尤其指楼板下室内的噪声。脚步声是最常听到的撞击声。” (1) 实际工程中, 可采用墙体、楼板、屋面板、声闸、门窗、设备等来隔绝噪声传递, 避免噪声对人正常学习、工作和休息的干扰。

2.2 北京广播电视大学改造工程概述

北京广播电视大学是一个具有较长历史的老校。由于该校用地紧张, 没有二期预留用地, 因此只能在原有建筑上进行加建。经设计方与校方的多次探讨, 虚拟演播室最终选择在电教中心楼上加建一层。原因在于该楼内没有教室, 远离交通道路, 噪声的干扰因素相对最低。同时楼层较低也有利于人员的安全疏散, 该建筑层数为二层, 改造完后为三层, 建筑面积约530m2。

对于此次改造工程, 甲方提出:虚拟演播室的定位主要是为学校教学服务。在配套的硬件、软件、声学方面, 整体是要低于电视台专业的虚拟演播室要求。考虑到以后学校演播室的升级和扩展, 设计方还做了配套的附属用房有导控室和化妆室。

具体平面如图1所示。

2.3 工程改造方案

2.3.1 条件分析

由于高校改造工程的预算一般较为有限, 从节约成本方面考虑, 隔声的问题应具体问题具体分析, 以期以较为经济手段帮助甲方实现改造目的。该校具体条件如下。

第一, 由于该项目处于市中心区, 虚拟演播室建成后距离周边住宅小区、教学楼、办公楼较近, 又不处在夏季主导风向上, 如噪声处理不好, 直接影响他人的休息、学习、工作。所以, 必须控制室内噪声不向外辐射。

第二, 由于虚拟演播室是加建在老建筑上, 为了减轻荷载, 结构专业要求主体结构采用轻钢结构, 同时维护墙体和屋面也要采用轻型材料。这一要求又增加了隔声难点。

第三, 虚拟演播室内, 容易受建筑外部的风声、雨声、行人声、动物声、院内的车辆、空调设备运营中、上人的钢楼梯、门窗、扩声本身所产生的噪音等。所以, 虚拟演播室也要隔绝外来噪声的干扰。

第四, 虚拟演播室的噪声对人最敏感的是高频声音, 应结合混响要求做吸声处理。

以上因素决定了, 演播室对外必须整体采用隔声处理, 对内应作做吸声处理。

2.3.2 隔声的具体措施

本工程采取的原则为:在声源处隔绝噪声, 在噪声传播途径中采取吸声措施, 使演播室建成后室内的背景噪声和对周围的噪声辐射达到规范要求。做隔声的主要部位有:地面、墙面、吊顶、声闸、门窗、空调设备、其它设备管线等, 基于以上对项目整体条件的考虑和分析, 具体构造如下。

(1) 地面部分:采用隔声浮筑楼面, 具体构造为:2厚自流平环氧面漆涂层, 环氧漆底涂一道, 20厚1∶2.5水泥砂浆压实赶光, 60厚C20配筋细石混凝土楼面, 30厚低频减振隔声岩棉, 钢筋混凝土组合楼面随打随抹。这样的弹性面层和弹性垫层处理主要是为隔绝对楼板的撞击声。

(2) 墙体部分:采用双层墙体, 此处为隔声的重点。外墙采用轻钢龙骨外挂复合墙板。具体构造为:12厚外墙板, 30×50@600木龙骨, 50厚挤塑聚苯板, 防潮膜, 9厚定向刨花板, 轻钢龙骨, 双层12厚普通纸面石膏板;隔声内墙采用双面双层轻钢龙骨石膏板墙, 具体构造为:12厚防火纸面石膏板, 12厚普通纸面石膏板, 50×50×0.6龙骨, 10间隙, 龙骨间填50厚岩棉 (100kg/m3) , 50×50×0.6龙骨, 减振条, 双层12厚普通纸面石膏板, 空气层, 外墙。如此安排的目的主要是对空气声的隔绝。

(3) 吊顶部分:考虑采用了轻质复合板屋面, 下雨时容易产生较大的雨噪。因此, 设置隔音吊顶。具体构造为, 弹性吸顶吊件, 上层龙骨60x27 (@1200) (@429) , 龙骨间填50厚岩棉 (100kg/m3) , 12厚防水石膏板, 另外吊顶内螺栓与结构连接处均采用4毫米厚橡胶垫, 做软连接处理, 以隔绝噪声的传递。

(4) 声闸部分:采用双层防火隔音门墙面、吊顶做整体吸声处理, 用来降低室内环境声。

(5) 门窗部分:均为隔音门窗, 门窗缝隙粘贴密封胶条, 用来隔绝室外环境声。

(6) 钢楼梯部分:梯跑及休息平台楼面基层做5毫米厚的硬体海绵, 刷胶固定后在做防滑橡胶地板, 用来隔绝人上下楼时对楼梯的撞击声。

(7) 管道部分:所有进出演播室的设备管进墙处不留空隙, 堵塞膨胀隔声材料, 来阻止噪声的传入, 以期最大限度隔噪。

(8) 空调设备部分:主要是隔振动噪声, 在风道吊杆、风管穿墙处作防振弹性连接处理、室外空调机组设置降噪网、风道加装消声器和隔声套。所以, 设备的隔噪措施不容忽视, 应和建筑专业协同设计。

因此, 以上每个部分的隔声构造都很关键, 隔声做不好, 不仅对周围环境造成声污染, 还直接影响室内的混响效果。

2.3.3 吸音方面

虚拟演播室在四周墙壁和顶棚布置吸声材料, 使反射声减弱, 同时还要达到以语言类为主的混响时间要求。由于声学混响部分具有较强的专业性, 因此此部分的系统设计, 在工程实际施工过程中甲方另行委托了专业声学设计单位分包设计, 在本文中对吸音问题就不再赘述了。

3 结语

改造工程完工后, 经过现场初步检测结果, 本项目的隔声基本符合声学的使用要求。

虽然北京广播电视大学改造工程是众多高校硬件设施改建工程中的一个个案, 但是笔者认为, 这一工程中对隔声问题的解决方案将对未来同类工程具有启发的作用。

首先, 要想得到好的混响效果, 必须做好隔声, 好的隔声工程是好的混响效果的基础。

其次, 对于教育类的演播室, 鉴于改造预算较为有限的现实, 在满足声学的基础要求上, 应以节省资金为契合点进行设计;尽量利用自然资源, 如风向、地势、建筑物的间距、朝向和房间布局等, 应作充分考虑, 少用构造上的解决措施, 来简化矛盾, 因为建筑声学问题较复杂, 解决了这个矛盾, 可能又会带来另外一个矛盾, 不能十全十美。

再次, 虚拟演播室建成后, 要具备扩展性和升级空间, 来实现可持续发展的时代要求。

最后, 对于改扩建项目中建筑专业不能完全解决演播室噪声问题, 需要设备专业和现场施工单位, 共同配合, 协同设计, 已达到最佳效果。

摘要：现代高校虚拟演播室的声学问题重点在于隔声, 隔声的处理是做混响设计的前提, 本文将以北京广播电视大学改造工程为例对虚拟演播室的隔声问题进行分析, 提出这一问题的解决方案关键在于尽量利用自然措施, 如解决不了再用构造上的措施。

关键词：虚拟演播室,噪声,隔声