拼裝式反聲罩的結構工藝性改進設計

戴歡斌，崔建輝，王 棟

（浙江大豐實業股份有限公司（杭州）舞臺設計院，浙江 杭州 310000）

演出場館建設

拼裝式反聲罩的結構工藝性改進設計

戴歡斌，崔建輝，王 棟

（浙江大豐實業股份有限公司（杭州）舞臺設計院，浙江 杭州 310000）

介紹拼裝式反聲罩的結構工藝性改進設計——采用扣件及壓條組裝鋁蜂窩反聲板的單元結構，再將單元結構組合成為分體組件，分體組件可用緊固件連接，支撐骨架采用鋁合金，面板采用木紋聚酯輥印處理。

反聲罩；結構工藝性；改進設計；扣件；壓條；聚酯輥印

設備產品的結構工藝性優化設計歷來是機械設計者不斷追求的目標。近年來，我國機械設備的產品設計可達到技術新穎、功能完備的程度。許多產品無論是測繪模仿,還是自主研發，其功能結構都不落后于國外先進技術，但其工藝性水平尚有不少差距，直接導致其產品壽命短、可靠性差，安裝操作不便，且成本較高。優越的產品工藝性設計，能使產品在其壽命、安全性、可靠性以及制造安裝費用等方面均獲得令人滿意的效果。

1 反聲罩的常規配置

1.1 反聲罩的作用

大劇場常規配置的反聲罩設備，其功能是將盡可能多的音樂自然（原）聲反射到觀眾廳，最大程度地改善非專業音樂廳場館的聲場效果，使常規劇場亦可舉行大型的以自然聲為主、電聲為輔的音樂會。另外，反聲罩還起到給樂手返送相關樂聲的作用，便于協調節奏。良好的反聲效果能夠將音樂按照事先設定的角度平滑地反射到樂隊和觀眾廳，使觀眾享受到更多的自然（原）聲效果，減小電聲失真效果的不良影響。

1.2 反聲罩的材料

反聲板的材料密度對反聲效果具有一定的差異，密度越高反聲量越大，但對比有無反聲板和密度差異對效果的變化量來看，提高密度來增加反聲量的做法逐漸走向事倍功半甚至是事百倍而功微量的結果。因此，反聲罩的發展過程，由早先沉重的高密度板作反聲板演變到近年的鋁蜂窩板作反聲板，綜合效果較好。

1.3 鋁蜂窩板的工藝特點

反聲板采用的鋁蜂窩板是復合鋁蜂窩結構，由預成型的盒狀面板、背板與鋁合金蜂窩芯材熱壓復合成型。鋁蜂窩板總厚度為15 mm，其中面板為1 mm、底板為1 mm；鋁蜂窩板邊長為5 mm～6 mm，密度只有6 kg/m2；芯材采用六角形3003型鋁蜂窩芯，鋁箔厚度為0.04 mm～0.06 mm。因此，鋁蜂窩板具有以下優點：相同剛度的鋁蜂窩板重量僅為鋁板的1/5、鋼板的1/10；相互連接的蜂窩芯如無數個工字鋼，芯層分布固定在整個板面內，不易產生剪切，使板塊更加穩定，抗彎撓和抗壓性能更強，其抗風壓的能力遠超于鋁塑板和鋁單板，且具有不易變形、平直度好的特點；由于蜂窩復合板內的蜂窩芯分隔成眾多個封閉小室，阻止了空氣流動，使熱量和聲波受到極大阻礙，因此，起到隔熱、保溫、隔音的效果——導熱系數為0.104 W/m·K ～ 0.130 W/m · K，吸 收 能 力為 150 kJ/m2～3 500 kJ/m2，防火等級是B1級，屬于難燃性材料；根據功能結構的需要，按照設計要求將鋁蜂窩板制作成弧面板時，若不受到強力干涉，仍可保持穩定的形狀。

2 拼裝式反聲罩的結構工藝性設計及改進

綜合以上特性，將所選鋁蜂窩板作為反聲罩中反聲板的材料，既能滿足對于反聲的需求，又能減輕重量，還能提高防火等級，且加工制作工藝簡單、成本低廉，其優越特性顯而易見。由所選鋁蜂窩板作為反聲板的拼裝式反聲罩總體結構如圖1所示。

2.1 傳統反聲板的組裝形式

此前，不管是整體式還是拼裝式反聲罩，反聲板的固定方式都是采用鉚釘聯接。僅一套反聲罩所使用的鉚釘就達到了上萬的數量，鉚接工作量大，隨意性因素多，不便于歸納制件標準化及通用化，且鉚接工作必須是現場操作，以致造成現場施工組織繁瑣，安裝周期加長。另外，由于反聲板帶有弧度，當鋁合金框架弧度不能與反聲板弧度很好地吻合時，勢必造成部分鉚釘受力過大，以致局部板面拉壞。同時，鋁蜂窩板的背板厚度僅為1 mm，整體聯接可靠性也很低，尤其是頂板在懸掛過程中存在安全隱患。

2.2 改進后的反聲板組裝形式

改進設計的結構是將鋁蜂窩弧板歸納成幾種基本的單元塊規格，單元板塊是整齊的裁邊，無需任何安裝連接孔或缺口與凸爪等結構。

單元板塊連接組裝的頂板基本結構如圖2所示。板與板之間的串聯連接采用鋼板專制的內壓條和外壓條用緊固件組合成的壓雙邊裝置，將板的連接處首尾相接的部位整邊壓緊。外壓條內側等距焊接了螺套，內壓條在相應等距位置有過孔。內外壓條通過緊固件與螺套的預緊將連接板塊均勻壓緊。內外壓條的形狀與板面內外弧面相符。板塊接縫處由于螺套結構而拉開的縫隙填充了橡膠條。多塊板面串聯連接后在另外兩側邊裝有特制的扣件條，該件將板塊組的側邊扣進，且也與外壓條上設在端部的螺套通過緊固件連接，對稱設置的扣件條與每條外壓條的端部都有螺套緊固件預緊。如此，各個板塊都鑲嵌在壓條和扣件組成的四周合圍槽中，且可以拆裝，既發揮了板塊承壓的能力，也絲毫不破壞板面狀態，還使組裝連接可靠無誤。

采用扣件及壓條組裝的基本結構單元，通過扣件條上的連接爪和一定的連接件統一連接組成分塊組件。頂板分塊組件的劃分如圖3所示，分塊組件之間也通過鋁合金剛性連接件組裝，緊固件連接。組件全部由工廠組裝完備，試驗檢查合格后按分塊組件為單位拆解后包裝運輸，到達現場后可迅速安裝、簡捷調試。頂板的分塊組件也是使用后拆解儲存的基本單位，其中拆解與組裝都可用緊固件連接，操作簡便、連接可靠。

依照上述的基本結構原理，將后板及側板也依次分成分塊組件，組件內再分為基本單元結構，且都用扣件壓條形式組裝，其分塊形式如圖4、圖5所示。后板與側板在現場組裝調試后可不拆解分塊組件，因為其是各大組整體推拉移動并儲存。側板的兩翼折疊處采用專制的鉸鏈結構，通過加強桿與結構框架牢固連接，使其可靠穩定且轉動靈活。

3 反聲罩的裝飾效果設計及改進

反聲罩的表面色彩、紋理對總體效果影響也較大，總的原則是要求與劇場觀眾廳裝飾協調，且有利于烘托演出氣氛。木材親切自然的紋理，會給演員造成心情愉悅的感覺，有利于表演的發揮，從而使總體效果更好；在色彩方面，反聲罩內部應為暖色調，需要從面層材料及燈光兩個方面進行控制，暖色調有利于形成熱烈的演出氣氛，有利于激發演員的演出熱情。

3.1 傳統反聲罩的裝飾

以往采用鋁蜂窩板作為反聲板的反聲罩，表面都以貼木紋紙作為裝飾。木紋紙色彩、紋理選擇范圍大，并且色彩紋理一致，施工方便，價格低，便于實現。反聲罩在運動過程中，面板可能會產生一定的變形，而木紋紙具有有限的變形能力。但是，用乳膠粘貼木紋紙時，容易出現氣泡及褶皺，且鋁蜂窩板表面如未能清理干凈，致使木紋紙粘貼不牢，容易翹起，會影響整體美觀。

3.2 反聲罩面板裝飾的改進設計

改進設計的反聲罩鋁蜂窩板的面板采用木紋聚酯輥印處理，在制造鋁蜂窩板時，將所需的紋理及顏色直接輥印在面板之上，表面平整且無氣泡，再在表面貼一層保護薄膜，防止在搬運及運輸途中刮傷。這種反聲罩在安裝過程中無需對鋁蜂窩板進行任何的處理，反聲罩全部安裝完成后，撕下保護薄膜即可。

改進設計后的反聲罩側板3D俯視如圖6、圖7所示。

4 小結

拼裝式反聲罩在滿足功能的前提下，可以拆分儲存，使舞臺區空間的利用更加合理、靈活。因此，在近年來的劇場工藝設備配置中比較受推崇。對該設備產品的結構工藝性進行優化設計，有其顯著的實用價值。經過結構工藝性改進設計的此類設備，具有以下特點：

（1）合理選用的鋁蜂窩板材質與結構，發揮了該板材的最大優勢，即重量輕、承壓能力強、外形整潔美觀，且反聲效果滿足需要。

（2）特制扣件、壓條的裝配結構保持了板塊的整潔無損，使鋁蜂窩板單元塊無任何安裝螺孔、釘孔、豁口等影響其強度的結構，也免除了加工帶來的工時費用及板面變形。板塊被鑲嵌在四周合圍的凹槽中，結構框架的傳力通過扣件壓條均布施壓于板塊四周，可靠、穩定、安全。

（3）單元板塊的合理劃分及品種歸納，使制件易于通用化、標準化，便于加工制造。分塊組件的合理布局，使包裝運輸、現場安裝調試以及使用中的拆裝、儲存均方便、快捷。

（4）預壓弧形的定型處理使板塊形狀保持穩定、準確，且與結構框架吻合度好。表面經過木紋聚酯輥印處理，不僅達到表面設計對質地、色彩、紋理的要求，而且牢固、美觀，使工業產品也具備了工藝裝飾的性能。

致謝：本項目在豐其云老師和嚴華峰老師指導下完成，本文撰寫得到魏發孔老師的指導，在此一并感謝。

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（編輯 薛云霞）

Structure Processing Improved Design of Assembled Anti-sound Shield

DAI Huan-Bin, CUI Jian-hui, WANG Dong
(Zhejiang Dafeng Industry Co., Ltd. (Hangzhou) Stage Design Institute, Hangzhou Zhejiang 310000, China)

The structure processing improved design of the structure of assembled anti-sound shield was introduced in this paper. It uses the pressure of the assembly fasteners and aluminum honeycomb cell structure anti-sound board, then combines the units structures to sub-assembly. Sub-assembly fasteners are available, supporting frames are made of aluminum, and the wood grain on the panel is processed by polyester roll marks.

anti-sound cover; structure processing; improved design; fasteners; layering; polyester roll marks

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.03.006