上海合作組織青島峰會主會場建筑聲學設計

韓雨桐，陳建華，朱自淙

（中廣電廣播電影電視設計研究院，北京 100045）

1 項目概述

上海合作組織成員國元首理事會第十八次會議（以下簡稱“青島峰會”）于2018年6月9日至10日在山東青島國際會議中心舉行。

青島國際會議中心由原青島奧帆中心改建，總建筑面積約54 000㎡，為裝配式建筑，主要會議空間圍護構造均采用輕結構的材料，重點噪聲源機房采用加氣砌塊墻體。會議中心主體建筑共四層，主要包括大范圍會議廳、小范圍會議廳、新聞發布廳、多功能廳、中小會議室以及同聲傳譯室、控制室等輔助配套房間，主要為滿足舉辦大型國際峰會會議的使用需求，會議功能房間有著較高的聲學要求。

中廣電廣播電影電視設計研究院承擔會議中心內會議功能房間的建筑聲學、音視頻系統和舞臺燈光系統的設計。參加青島峰會的各國領導人主要在大范圍會議廳與小范圍會議廳內會晤，因此，下文主要介紹這兩廳的建筑聲學設計。

2 建筑聲學設計

2.1 音質設計指標及要求

大范圍會議廳與小范圍會議廳內應有良好的聲學環境，使用區域無明顯的聲缺陷，如長延遲的反射聲、顫動回聲、聲聚焦等。兩廳的混響時間、本底噪聲、語言清晰度等建筑聲學指標的設計值如表1所示。

2.2 大范圍會議廳音質設計

大范圍會議廳總面積約1 100 m2，總容積約9 000 m3。會議基本形式為大型圓桌會議，場地中間設置大型圓環形會議桌，沿桌排列各參會領導人坐席，參會隨員坐席位于外側，主會場裝修效果圖、平面圖以及立面圖見圖1、圖2、圖3。

大范圍會議廳整體高度約9 m，體型較為扁平，會議廳內頂棚與地面之間基本為大面積的平行平面。聲波在垂直地面的方向上多次反射，易形成顫動回聲，某些位置會聽到多次有明顯時間間隔的反射聲，影響清晰度、舒適度。因此，在進行聲學設計中，充分考慮到可能出現的聲學問題，對頂面天花構造進行相應處理。

表1 大范圍會議廳與小范圍會議廳的建筑聲學設計指標

圖1 大范圍會議廳裝修效果圖

圖2 大范圍會議廳平面圖

圖3 大范圍會議廳立面圖

頂面天花主要由五部分組成，位于圓桌上方的大型圓形造型燈具。主花燈為圓形，直徑約12 m，造型以傳統文化中的如意造型為主；外圈的花燈為多層矩形堆疊構造，可提供一定的聲擴散作用，以金色花紋描繪。花燈外側為不透聲環形裝飾造型，內部暗裝16根音柱，音柱面層為鏤空裝飾面，既滿足室內設計風格，又滿足擴聲要求。環形外側的方形框內做格柵造型，在凸起的格柵中間布置吸聲材料，凹凸的格柵造型不僅具有聲擴散的作用，還可以起到控制主會場內混響時間的作用。格柵外側一圈飛檐主要材料為金屬板構造，為控制會議廳內低頻部分的混響時間，面積約300 m2。整個天花最外側一圈布置吸聲材料，主要構造為穿孔金屬板（穿孔率30%）后鋪玻璃棉，天花總吸聲材料布置面積約400 m2。

圖4 大范圍會議廳墻面木雕裝飾板局部構造圖

四周墻面有大面積的實木木雕，共36塊，約130 m2，以及其他金屬雕刻等造型。木雕板上的雕刻內容以畫作為主，非規則布置，并且凹陷深度在50 mm以上，起到一定的聲擴散功能。

廳內裝修設計以齊魯文化為主題，設計元素多為玉石、木雕構成的玉帶、畫卷等，這就導致在室內混響時間控制方面出現一定風險。因此，為保證有足夠的吸聲量，在木雕、金屬雕刻等造型后側及開口內側等部位均布置與室內設計造型風格相匹配的吸聲材料，主要構造為透聲裝飾布面包裹穿孔金屬板、后襯玻璃棉，大大增加了墻面整體吸聲材料面積，最終墻面吸聲材料布置約350 m2。實木雕刻裝飾板局部構造詳見圖4。聲學設計在兼顧室內設計美觀的同時，滿足了聲學性能要求。

地面滿鋪厚地毯，圓桌上布置桌布；座椅為軟墊座椅，為控制室內混響時間增加了有效吸聲面積。

在青島峰會召開前夕，對大范圍會議廳室內聲學指標進行了現場測量。本底噪聲實際測量值如表2所示，達到了預期的設計目標NR25。對語言清晰度進行測試，在大范圍會議廳內設置10個測點，測得廳內語言清晰度（STI）為0.67，符合會議廳內語言清晰度≥0.60的設計要求。混響時間的現場測量值為1.34 s（中頻，空場狀態），測量數據如表3所示；滿場狀態下（室內約80%滿員）室內混響時間中頻值會繼續降低約0.1 s，達到設計要求。

2.3 小范圍會議廳音質設計

小范圍會議廳室內面積約940 m2，總容積約6 600 m3，會議基本形式為圓桌會議，場地中間設置圓環形會議桌，沿桌排列各參會領導人坐席，參會隨員坐席位于外側。主會場裝修效果圖、平面圖以及立面圖見圖5、圖6、圖7。

土體和直根的物理屬性和測試模型的物理屬性基本保持一致。土體和直根的泊松比0.3,密度2 000 kg/m3,土體楊氏模量1×106 Pa;直根楊氏模量1×107 Pa。摩擦系數定為0.5；重力加速度為10 m/s2；彈性滑動值一般設為總接觸長度的1%；拔出距離同具體只跟尺寸有關。

表2 本底噪聲現場測量數據達到滿足NR25級別

表3 空場混響時間測量值

圖5 小范圍會議廳裝修效果圖

天花上布置大面積GRG（GlassFiber Reinforced Gypsum，玻璃纖維加強石膏板）造型，吸聲材料主要布置在天花外側一圈，以及墻面上。圓桌中間上方為八角型花燈，分為上下兩層環形，以體現峰會匯聚八方的寓意。天花GRG造型也與地面為非平行平面，盡可能避免產生顫動回聲，并提供一定的聲擴散作用。GRG造型內設置八條鏤空飾面，內部暗裝音柱。天花外側滿鋪吸聲材料，對會場內混響時間控制提供支持，吸聲構造為穿孔金屬板后鋪玻璃棉，面積約360 m2。

由圖6、圖7可見，小范圍會議廳兩側墻面均有平行平面。根據歷來建筑聲學設計的案例以及現場調查顯示，在兩個平行平面間的聲波多次反射形成的顫動回聲對室內聽覺感受造成相當大的影響，與聲聚焦不同，顫動回聲會對一個區域產生影響，而不是聚焦在一個特定的點上，因此，盡可能采取吸聲、擴散等措施，配合擴聲系統設計，以達到較為滿意的聲學環境。另外，四個墻角位置墻體為弧形，易在會場內形成聲聚焦。

圖6 小范圍會議廳平面圖

圖7 小范圍會議廳立面圖

圖8 平面墻面擴散示意圖 圖9 弧形墻面擴散示意圖

根據聲學擴散體理論，平面擴散與弧形面擴散圖對比如圖8與圖9所示。因此，在兩側墻面的聲學設計時應盡量避免平行平面，但由于還需兼顧室內設計整體風格、設計元素的體現，在不進行材料更換的情況下，對其進行聲學手段處理，降低顫動回聲等聲缺陷的形成。因此，墻面GRG造型設計為多個弧面組成的裝飾造型，造型面層布置海浪波紋浮雕，如圖10所示，避免產生顫動回聲，為小范圍會議廳提供了良好的聲擴散效果。

圖10 小范圍會議廳墻面擴散體圖

位于小范圍會議廳四個墻角位置墻面布置連續多個內凹型吸聲體，其構造為穿孔金屬板面層蒙透聲織物、板后襯玻璃棉，其造型結構見圖11所示，在兼顧吸聲的同時，避免形成聲聚焦。

位于圓桌會議背景板位置為實木木雕并結合兩側凸起造型，表面浮雕深度在50 mm以上，具有聲擴散的作用。

小范圍會議廳內墻面造型在兼顧室內裝修美觀的條件下，結合室內裝修所要體現的內容，通過改變其造型樣式及使用材料，同時滿足聲學性能要求，總墻面吸聲材料布置面積約330 m2，擴散體面積約130 m2。

小范圍會議廳地面同樣為滿鋪厚地毯，桌面鋪設桌布，座椅面層為軟包，提供吸聲作用，以控制混響時間。

小范圍會議廳內本底噪聲實際測量值同樣達到NR25，達到了預期的聲學設計目標。語言清晰度的測試，共設了10個測試點，測試結果為0.65，符合會議廳內語言清晰度設計要求。會議廳內混響時間現場測量值為1.48 s（中頻，空場狀態），現場測量值較設計值偏高，分析具體原因主要有以下幾點。

（1）因裝修風格需犧牲大量吸聲面積。

（2）在進行混響時間計算時，按照室內與會人員的80%滿場人數進行計算，而測量數據為會議廳空場測量數據，滿場混響時間較空場混響時間會降低。

（3）在測量過程中發現部分吊頂內與墻面內玻璃棉未安裝，導致吸聲效率降低。

3 噪聲與振動控制設計

影響會場環境主要的噪聲來源包括：來自建筑物外部的雨噪聲、交通噪聲等噪聲源；來自建筑物內部的空調系統的噪聲、燈光設備的噪聲、兩個會議場相互干擾噪聲等噪聲源，均需控制處理。

3.1 圍護結構隔聲設計

3.1.1 墻體圍護結構隔聲設計

圖11 角落墻面造型圖

青島當地氣候較為潮濕，項目位于海邊，工期較緊，如選用混凝土構造，由于其材質不易干燥、施工工期較長，無法滿足項目實際需求。經多方論證與協商，及對隔聲風險的預估，最終采取輕結構的多層復合墻體構造，在項目組的統一指揮下，協調設計、施工和管理，最終達到了較好的效果。

根據大范圍、小范圍會議廳與周邊房間的位置關系，以及其使用功能上的實際需求，墻體圍護結構的計權隔聲量應不小于50 dB；與其他會議室或者噪聲敏感房間相鄰墻體，墻體圍護結構的計權隔聲量應不小于55 dB。現場測量會議室與會議室之間墻面隔聲量均達到55 dB，確保相鄰兩間會議室同時使用時不會相互干擾。

3.1.2 樓板圍護結構隔聲設計

空調系統噪聲作為會議中心內主要的噪聲源，對空調系統的噪聲與振動控制是會場內建筑聲學設計不可或缺的重要設計任務。位于夾層中的空調機房（二層與四層）對一層與三層的主要會議空間產生噪聲干擾。空調系統噪聲包括空氣傳播的噪聲與結構傳播的噪聲。另外，小范圍會議廳的下方設置有制冷機房，制冷機組運行時噪聲以及振動均較普通空調機組大，因此，極易產生有感振動，其噪聲多為低頻噪聲。

因此，除了對空調機房以及機組設備進行隔聲隔振的聲學處理外，同時在各會議房間頂部樓板下設置了隔聲吊頂，確保在使用過程中，減小空調噪聲影響以及上下會議室之間的相互影響。

圖12 大范圍會議廳計算機模型及聲源點、接收點分布圖

表4 大范圍會議廳混響時間（T30）計算機模擬值

3.2 振動控制設計

空調系統的隔振和消聲設計滿足周圍房間的噪聲控制要求，對整個會場的聲環境有著非常重要的作用。

位于小范圍與大范圍會議廳上方的空調機房雖然不是直接上下疊落關系，但是空調機組在運行時產生較大的噪聲以及振動依舊對會場內的聲學環境造成不良影響。因此，除了在空調機組設備下方加裝隔振措施的同時，對整個機房地面設置浮筑樓板。

3.3 空調系統消聲設計

空調系統消聲設計需根據系統的噪聲特點、設備的聲功率級和管路條件等進行計算，確定消聲器的數量、形式。

4 聲學計算機模擬

為保證主會場內聲學效果，聲學設計中對青島國際會議中心內各個會議空間都進行了計算機建模模擬。計算機聲學模擬將整個主會場內復雜的幾何構造簡化為與聲學有關的簡單面，忽略燈光系統、相關設備條件、裝飾雕刻細節等。下文介紹大范圍與小范圍會議廳聲學模擬情況。

圖13 小范圍會議廳計算機模型及聲源點、接收點分布圖

表5 小范圍會議廳混響時間（T30）計算機模擬值

大范圍會議廳計算機模型及聲源點、接收點分布如圖12所示，會議廳內混響時間模擬結果為各個接收點模擬值的平均值，如表4。

由模擬結果可見，大范圍會議廳內中頻混響時間約1.40 s，與聲學設計目標值符合較好。

小范圍會議廳計算機模型及聲源點、接收點分布如圖13所示，會議廳內混響時間模擬結果為各個接收點模擬值的平均值，如表5。

由模擬結果可見，小范圍會議廳內中頻混響時間約1.35 s，與聲學設計目標值符合較好。

5 結語

本項目為設計團隊繼雁棲湖國際會展中心（APEC會議）、杭州G20峰會、烏鎮世界互聯網大會后以及金磚國家領導人會晤后，再次接手國際大型會議主會場的聲學設計。聲學設計團隊的工作以及會議中心聲學效果也得到了業主的肯定，圓滿完成青島峰會主會場聲學設計任務。