室內主題樂園聲學設計研究與實踐

孟妍，陳京金，王崢

（北京市建筑設計研究院有限公司，北京 100045）

1 前言

近年來，隨著我國旅游業的發展，很多地區進行了大型主題樂園項目的開發。室內主題公園的特殊性使得樂園的聲環境設計面臨挑戰，游樂設施運轉的聲音、廣播音響的聲音、游客興奮的笑聲和叫聲以及室內各種設備產生的噪聲在空間內交織混雜，構成了復雜的聲環境，帶來了多方面的聲學問題，且關系到游客、工作人員的安全和健康。室內游樂場的噪聲污染包括對聽覺的影響，對公共廣播的影響，對語言交流的影響以及對其他感官的影響。

1.1 噪聲對聽覺的影響

在強噪聲下暴露一定的時間后，過度的聲音刺激會使聽覺疲勞，聽力變遲鈍，引起暫時性聽力衰退。如果聽力下降是不可恢復的，即為聽力損失。根據WHO（世界衛生組織）以及《聲學噪聲性聽力損傷評估》（GB/T 14366—2017）[7]規定，為了對聽力進行保護，一個人在空間里的A計權8h等價暴露噪聲級，即Sound Exposure Level（LEX，8h）不應超過85dB（A）。如暴露噪聲級增高，空間內駐留時間應縮短。尤其是噪聲對兒童的耳鼓、頭骨和聽力產生的傷害要比成年人大得多，所以兒童暴露在高噪聲環境下的時間應該更短。暴露噪聲級包括設備噪聲以及人員活動噪聲在內的所有噪聲。

1.2 噪聲對公共廣播的影響

對于使用者數量較大的建筑公共空間，應急廣播系統用于在突發事件中引導人員進行安全疏散。強噪聲環境的不利條件將會影響公共廣播系統的語言清晰度，分散人員的注意力，進而影響人員對公共廣播系統公布信息及危險警報信號的理解和接受。

1.3 噪聲對語言交流的影響

人聽到的正常談話聲約為70dB（A），在高背景噪聲的干擾下，人們為了互相聽清，不得不提高音量或縮短談話距離，進而使空間內背景噪聲級進一步提高。高背景噪聲將遮蔽人的談話聲，干擾正常交談。因為語言清晰度及可懂度與背景噪聲級及混響時間有關，背景噪聲的聲壓級過高時，語言的清晰度嚴重降低。不但空間使用者的主觀聲舒適度嚴重降低，樂園中的兒童對父母的語言理解更加困難，語言交流困難會直接影響父母與孩子在公園中的游園體驗。

1.4 噪聲對其他感覺器官的影響

噪聲會降低游客的視覺、觸覺及動覺等其他器官的感受性，使人變得遲鈍，阻礙游戲帶來的歡愉感受。對于工作人員來說，長時間暴露在高噪聲環境中會影響其工作效率，產生心情煩躁、精神不集中等情況。在噪聲對心血管系統影響的研究中發現，噪聲可以使人心跳加速，心律不齊，導致血壓升高。

2 室內主題樂園內聲環境

室內游樂空間的聲場由多種聲源組成，總體可歸類為：游樂設備聲、人群活動聲、背景音樂聲等。

2.1 主題公園游樂設備噪聲

2.1.1 過山車

過山車的構造包括過山車駛過的軌道以及下方支撐軌道的大型管狀龍骨和連接支柱系統。由于軌道不平整，過山車輪子通過軌道時產生摩擦噪聲。過山車是室內主題樂園中噪聲污染較大的設備。因為車輪—軌道噪聲很大，游客的喊叫聲多發且很響，過山車升至高處時，噪聲影響的面積大。過山車噪聲測試值表明，由于過山車的運行速度及加速度不同以及測量的位置不同，過山車的噪聲值變化很大。一般來說，過山車通過時聲功率級可達到LwAeq102～107dB（A）。如果有游客的尖叫聲，聲壓級可提高5～10dB（A）。過山車產生的噪聲為非連續間歇性移動噪聲。

2.1.2 激流勇進

“激流勇進”是主題樂園中常見的游樂項目，即速度較慢的過山車，其在運行過程中有持續不斷的流水，并在最終降落時由于降落到水體而產生巨大的濺水聲和游客的尖叫聲，聲源有車輪與軌道撞擊聲、濺水及流水聲、尖叫聲。重點噪聲源產生在落水時刻以及車運行時（由于車速較慢，噪聲特性較恒定，包括水聲及軌道聲），總體聲壓級與船內承載人數及尖叫聲壓級有關。在15m外測得的連續等效聲壓級可達到80～90dB（A）。聲功率級可達到LwAeq89dB（A）。

2.1.3 自由落體

自由落體游樂項目，與海盜船等其他本體噪聲較小設備相仿，產生的主要噪聲為游客落下時的喊叫聲，叫喊聲是從高處發聲，在15m處測得的叫喊聲平均最大聲壓級可達85dB（A）。

樂園內包括的娛樂活動和表演類型多樣，表1為室內主題樂園其他游樂設備以及表演的平均聲功率級。

表1 室內樂園游樂設施（包括游客和揚聲器）聲功率級[10]

2.2 人群噪聲

在主題樂園里，人發出的聲音主要是為了交流的需要（說話，喊叫），或者是表示情感（笑、哭）。表2為我國上海迪斯尼樂園各游樂活動排隊等待區的人群噪聲測量值。

表2 上海迪斯尼樂園內排隊等候區人群噪聲聲壓級（現場測試值）

人群在空間內產生的嘈雜聲的變化可分為四個階段[8]：安靜階段、舒適階段、膨脹階段和持續階段。在人數多的持續階段，嘈雜聲不再隨人數涌入而無限增加，而是持續在一個穩定水平。人們在高噪聲條件下為了交談，必須拉近相互的距離，或者放棄某些談話，待到噪聲降低時下意識地插話。持續階段的聲環境一般會在75～80dB（A），如果噪聲再大，講話者只能放棄正常的講話。根據對一些商業活動空間的聲環境實測和調查，人群噪聲極限基本在80dB（A）左右，這可能是正常交換的噪聲干擾心理承受平均上限。人們自行調節講話音量、時機和距離，使群體聲出現穩定值。在吵鬧的環境中，人們依靠自發的調節和群體承受力控制著室內噪聲的上限。在上海迪斯尼測量時，由于是節假日期間，排隊區內充滿了游客，但是噪聲沒有超過80dB（A），說明這個測量結果與以上的規律是一致的。

3 室內主題樂園聲環境設計

室內主題樂園聲環境設計的主要目的是控制空間內的混響時間，適當控制空間中游樂噪聲級，避免過大噪聲污染影響游樂感受。通過準確的聲學模擬，對室內樂園的聲環境有一個總體預測。根據模擬分析結果，給予合理的噪聲控制方案、室內音質優化方案。與擴聲系統協調配合，提高擴聲系統的語言清晰度，滿足空間的使用功能需求。

3.1 聲環境設計指標

表3為ASHRAE規定的室內主題樂園內不同使用類型表演空間的噪聲評價曲線和混響時間限值。

表3 不同區域的噪聲和混響時間限值[5]

3.2 屋面雨噪聲隔聲與吸聲

由于室內樂園的屋面是整個空間中最大的界面，其吸聲性能對整個空間的混響時間控制有至關重要的作用，整個屋面應設計成一體式強吸聲構造。作為外圍護結構，屋面除吸聲要求外，還具有隔聲的功能，包括空氣聲隔聲和撞擊聲隔聲，如雨噪聲等，由于隔聲構造要求材料嚴密，有一定的重量和厚度，與吸聲構造的要求完全不同，所以不能用吸聲構造來代替隔聲構造，因此屋面的構造應由吸聲層和隔聲層組合而成，二者不能合二為一。整個屋面的構造應由屋面設計單位、建筑專業設計人員和聲學設計人員共同協商完成。

3.3 大廳墻面吸聲

主題公園的墻面面積較大，墻面需進行吸聲處理，墻面吸聲板是一種裝飾性吸聲材料，其構造是將吸聲材料緊貼在穿孔板后方，做成整體式吸聲構造。安裝時先在墻面上固定龍骨，將吸聲板固定在龍骨上。主題樂園的墻面大多有裝飾圖案，為了滿足墻面的裝飾效果，需要由包裝單位出具彩繪設計，交予吸聲廠家將穿孔板在廠家進行裝飾噴涂。被假山以及其他建筑遮擋的墻面不需要安裝吸聲構造。

3.4 “黑暗騎乘”的聲學處理

黑暗騎乘為與室內主題樂園大廳隔絕的單獨空間，內部要保證混響時間滿足設計要求。配合內部裝修設計，墻面和天花都要做吸聲處理，并且對局部區域進行反射聲控制。在不同場景的轉換之間，要有隔墻和隔聲門，以防聲音串擾，保證建聲設計要根據音響系統的設計和布置來進行。目標是確保一個場景的最大噪聲級（L10）對相鄰場景的背景噪聲級（L90）不帶來干擾。

4 結語

主題樂園是投資大、風險高的新型旅游業態。有效提高游客的消費是主題樂園經營的關鍵，游客的回頭率、逗留時間、消費意愿等都與樂園內的環境有關，而聲環境是很大的一個影響因素。室內主題樂園由于將多項娛樂項目以及大量的人群安排在一個空間內，使得噪聲污染非常嚴重，對游客的游玩體驗帶來了多方面的消極影響，甚至影響到主題樂園的正常運營。因此，主題樂園在建設中要進行正確科學的聲學設計，用合理的投資創造舒適的聲環境。