金 城
(杭州市富阳广播电视台,浙江 杭州 311400)
随着杭州市富阳区秦望地块有机更新以及富阳“城市眼”的建设蓝图全面绘就,杭州市富阳广播电视台搬迁至富阳区文化中心。富阳区文化中心在规划以及建筑设计过程中,没有考虑到广电项目的特点以及声学的需要,现场条件存在很多限制,为此进行了建筑声学改造。
广电建筑,主要承载广电节目制作、播出以及传输等功能。其中,建筑声学是保障节目声音效果的一个不可或缺的专业。本文主要针对富阳广播电视台改建项目的特点,阐述广电项目建设周期内建筑声学的设计流程及管理工作,以期为类似项目的建筑声学工作提供参考。
对于广电项目的大部分功能房间,如演播室、直播间、语录室、录音棚等,建筑声学专业的目标主要有两个。
(1)降低房间内的背景噪声,防止室内噪声过高而影响录音质量,提高信噪比。因为录音重放时,要对录音信号进行放大,录制过程中的噪声即使很微弱,也会明显暴露出来,影响录音的质量。
(2)处理房间内的声环境,使房间的混响时间适应空间大小以及功能要求,防止回声、声聚焦等声学缺陷。
建筑声学专业涵盖的服务内容主要有墙体、门窗、楼板的隔声,室内声学装修的声环境,建筑机电设备的噪声与振动控制(表1)。
在广电项目建设中,建筑声学与大部分专业之间均有交叉。为了确保理想的声学效果,建筑声学专业需要介入项目建设的各个阶段。因此,如何协调建筑声学与其他专业之间的工作,使建筑声学在适当的阶段做相应的工作,是一个项目的建筑声学能否成功的前提。
由于建筑声学专业的特殊性,以及贯穿项目始终的特点,富阳广播电视台聘请声学顾问总体把控建筑声学设计,协调建筑声学与各专业之间的配合、以及与电视台使用方、建设方、施工方之间的协调工作。
表1 建筑声学与各专业相关内容
以下对声学顾问在项目各阶段工作进行总结梳理,分享广电项目建筑声学专业的设计流程及管理经验。
富阳广播电视台的建筑原使用功能为文化中心配套房间,其功能比广电建筑的声学要求低很多。经过与声学顾问的沟通,整体服务流程中增加了前期的声学测试与勘察工作,主要内容为现场环境噪声的测试,外墙、玻璃幕墙等围护结构的隔声性能(图1),以及各房间的混响时间。经过现场勘察测试,反映出该项目的主要问题为临街一侧的交通噪声较高,而原有外窗隔声性能较差,即使在关窗的情况下,还可以听到明显的交通噪声。
图1 幕墙隔声量实测测点
项目规划阶段另一项重要的工作,便是声学指标的确定。对于大部分广电项目的功能房间,建筑声学的目标主要是处理室内背景噪声、获得良好音质效果。因此,建筑声学的客观参数主要是混响时间RT以及背景噪声NR曲线限值。从使用角度来讲,声学标准的要求越高,效果越好。以房间背景噪声为例,当背景噪声主要来源于室外传入噪声时,背景噪声要求每提升一个等级(也就是降低5 dB),墙体楼板以及门窗的隔声需要同步提高5 dB以上。以单层匀质墙体为例,在遵循隔声质量定律的情况下,每提升6 dB的隔声性能,墙体需要增加一倍的厚度。由此可知,提高声学标准的代价较大,除了造价以外,还涉及结构荷载限制、占用空间等,因此,声学指标一定要考虑现场的条件。
经过富阳广播电视台使用方以及声学顾问、声装设计反复沟通,最终确定部分功能房间的声学标准(表2)。
表2 部分功能房间声学标准
项目设计阶段是建筑声学最重要的阶段,建筑声学的主要成果需要在该阶段体现。建筑声学的专业特点决定所有的设计成果需要在其他专业的图纸中体现,例如,建筑隔声需要落实在建筑以及装饰专业图纸中、机电噪声与振动控制的成果需要体现在机电图纸中。项目设计阶段,建筑声学主要的工作内容如下。
(1)建筑布局的优化,分析机电设备、机房等噪声源以及演播室等声敏感房间,结合声学标准要求以及噪声情况,分析房间布局的合理性,主要原则是“动静分离”,合理的布局可以有效降低项目的工程造价以及出现声学缺陷的概率。
(2)建筑隔声,主要包括墙体的隔声构造、楼板厚度以及浮筑地面等,门窗的隔声要求以及穿墙管道等的密封做法。
(3)音质设计,主要包括各声学功能房间的墙面吸声材料布置、声学构造、声扩散设计等。
(4)机电噪声与振动控制,空调通风系统的消声设计,机电设备、机房隔声及吸声,机电设备的隔振处理等。
在项目设计阶段,需要保障建筑声学与其他专业之间的沟通顺畅,并且优化流程,使整个建筑声学专业的成果形成提资——审核——反馈——复核的闭环,使建筑声学成果有效落实到实际项目中。具体的流程如下:由设计单位完成声学成果提资,提交声学顾问单位进行审核,提出修改意见,并且由设计单位进行调整。调整后,提交其他相关专业(如机电、装饰等),待其他专业完成施工图后,反提交给声学顾问复核。该流程是项目初始阶段由建设方、使用方、声学顾问、设计单位共同商议确定的,由于涉及到的专业多,流程复杂,管理协调的工作非常重要(图2)。实际工作中,首先根据设计进度确定声学流程计划,之后各单位根据计划按部就班进行相应的工作,并且采用线上以及线下沟通的方式,确保各单位之间的及时反馈,每次沟通结果均形成文字纪要,便于管理与沟通。经过项目的实践,图纸当中的绝大部分问题均在该阶段予以解决,有效落实声学成果并且规避后续风险,以取得良好的效果。
图2 设计阶段流程(管理方总体协调各专业)
招标施工阶段是项目从图纸落实到实现的阶段,建筑声学由于技术专业性较强,所采用的材料、构造等均为特殊产品。因此,在招标以及施工过程中,需要建筑声学把控。
招标阶段主要的内容为复核声学材料的造价预算,例如隔声门的价格要比普通防火门的价格高很多,需要预留足够的预算;整理招标文件中的建筑声学相关内容,例如材料的声能、性能参数等;审核投标单位的投标文件,对是否符合招标要求给出声学专业意见。
施工阶段中,首先要进行现场的声学技术交底,通常施工单位对声学材料以及工艺做法并不熟悉,因此,建筑声学交底可以在项目施工前期,对照施工节点做法向施工单位解释说明。鉴于富阳广播电视台为改造项目,现场情况复杂,特别增加声学顾问在施工过程中现场巡场工作,并且在重要节点进行驻场(图3)。发现并解决现场声学问题,及时反馈给项目监理、设计方以及施工方,进行关键声学工艺把控、隐蔽工程的检查等。
图3 施工中期声学测试
通过现场巡场,协调解决大量的现场问题,以下列举部分较为典型的声学问题。
(1)现场穿墙管道密封问题。施工中穿墙管道的数量较多,并且涉及到暖通、电气、给排水以及弱电等专业的穿墙管道以及桥架等,在施工过程中,各穿墙管线的施工单位不同、施工时间也不同,因此,现场穿墙管道密封均是由声学顾问联合监理单位进行质量查验,最终保证穿墙管道严格按照声学工艺要求进行封堵,防止房间之间的串声问题。
(2)施工单位所采购的消声器不合格,中间没有消声插片,消声量不符合声学要求。为此,特别安排了两次空调室内机的样版间的噪声检测。经过调整风速、替换合格的消声器,最终样版间的空调室内机的噪声满足设计要求。
(3)广电项目中,室内背景噪声空调通风系统较容易出现问题。为此,施工中期的空调噪声检测工作可以把问题暴露在施工阶段。由于空调管路均在装饰吊顶内,因此,一旦项目完成之后出现空调噪声问题,改造的代价非常大。
项目竣工后、交付使用前,应进行全面的声学检测(图4),并且核对检测结果与设计指标是否对应,声学检测将作为项目是否达标的重要依据。当验收检测完成后,对未能达到声学设计要求的房间进行分析总结,找出问题的原因,并且共同商议改善措施,及时进行整改。建议在有条件的情况下,由录音师等专业人员进行主观评价,一同提交声学顾问以及设计。
图4 演播室声学测试
声学验收的主要内容包括各房间的混响时间、背景噪声、声场分布情况、是否有声学缺陷等。富阳广播电视台在声学验收阶段,先后两次进行声学测试验收,其中大部分声学参数符合设计要求。但是,演播室双开门的隔声量不符合要求,经过现场勘察,是双开门密封条的密封性差导致的。经过厂家现场调试,第二次验收检测门的隔声量符合要求。
经过管理方、现场监理、声学顾问、设计以及施工等各方的努力,项目得以圆满完成。但在项目实施过程中,仍然出现了一些问题,以下列举部分问题,供后续项目参考。
以往大部分广电项目,由于隔声避光的需要,均将语录室、演播室等房间做封窗处理,室内采用机械通风的方式。在以往的使用中,这种类型的房间常年不见阳光,机械通风相对自然通风效率较差。因此,富阳广播电视台在有条件的房间均采用开窗处理,并加强隔声。项目建成后,对比未开窗的房间,散味的效果明显,并且使用体验非常好。因此,除了对背景噪声要求极高的房间,现有的隔声技术可以保证背景噪声要求,开窗的设置可以极大地提高舒适性。
由于室内音质吸声以及隔声的需要,房间内有大量的玻璃棉材料,同时还包括玻璃棉制品的玻纤板以及吸声软包等。部分玻璃棉制品加工过程中的添加剂、固化剂以及粘黏剂都会引起异味问题,玻璃棉受潮也会有霉味等。项目建设时,尽量避免使用非环保的材料(如木制吸声板、木工板等)。但是,价格便宜并且满足防火要求的材料中,玻璃棉又不可或缺。针对这个问题,建议在小空间、对防火要求不高的房间,可采用其他可替代的有机吸声棉材料或无纤维结构。必须采用玻璃棉的位置,建议选用质量好并且环保的玻璃棉制品,在运输储存过程中做好防潮处理。
建筑声学设计基本围绕声学参数进行,但是不能完全避免声学缺陷。例如本项目综艺演播厅的中线位置的声学效果略差,但是声学参数与其他点位完全相同。这就需要综合分析现场空间以及吸声情况,并且结合项目经验规避声学缺陷。建议有条件的项目,可以采用计算机软件模拟的方式,在设计初期发现并解决声学缺陷。
演播室中有大量的灯光设备,灯具开启以后,风扇等会产生噪声。由于距离舞台或演播台的距离较近,因此,该部分的噪声很难控制。建议在项目的采购阶段,对灯具、LED屏幕等设备做出噪声限制要求,尽量选用低噪声的设备。
广电建筑尤其是改扩建项目中,建筑声学的工作梳理是难度很大的工作,建筑声学的特点是专业性强、相关专业多,并且有很多细节问题。因此,在项目建设过程中,建议聘请声学顾问,这样可以极大地弥补管理方声学专业的不足,并且帮助项目管理方共同推进项目的声学进展。