房屋建筑学-剖面形状对大厅音质的影响

5.1.1 地面坡度的确定

房间的剖面形状分为矩形和非矩形两类,大多数民用建筑均采用矩形。这是因为矩形剖面简单、规整、便于竖向空间组合,容易获得简洁而完整的体型,同时结构简单,施工方便。非矩形剖面常用于有特殊功能要求的房间。

房间的剖面形状主要是根据使用要求和特点来确定的。同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术构思来考虑,使之既满足使用又能达到一定的艺术效果。

在民用建筑中,绝大多数的建筑是属于一般功能要求的,如住宅、学校、办公楼、旅馆、商店等。这类建筑房间的剖面形状多采用矩形,这是因为矩形剖面不仅能满足这类建筑的要求,而且具有上面谈到的一些优点。对于某些有特殊功能要求(如视线、音质等)的房间,则应根据使用要求选择适合的剖面形状。

有视线要求的房间主要是指影剧院的观众厅、体育馆的比赛大厅、教学楼中的阶梯教室等。这类房间除平面形状、大小满足一定的视距、视角要求外,地面应有一定的坡度,以保证视线没有遮挡。地面的升起坡度与设计视点的选择、座位排列方式(即前排与后排对位或错位排列)、排距、视线升高值C(即后排与前排的视线升高值)等因素有关。

视线升高值C的确定与人眼到头顶的高度和视觉标准有关,一般定为120mm。当错位排列(即后排人的视线擦过前面隔一排人的头顶而过)时,C值取60mm;当对位排列(即后排人的视线擦过前排人的头顶而过)时,C值取120mm。以上两种座位排列均可保证视线无遮挡的要求,其中图5.1(a)为对位排列,逐排升高,地面起坡大;图5.1(b)为错位排列,每两排升高一级,地面起坡小。一般情况下,当地面坡度大于1∶6时,应做成台阶形。

图5.1 中学演示教室地面升高

设计视点是指按设计要求所能看到的极限位置,以此作为视线设计的主要依据。各类建筑由于功能不同,观看对象不同,设计视点的选择也不一致。如电影院的视点定在银幕底边的中点,这样可以保证观众看清银幕的全部;体育馆的视点定在篮球场边线或边线上空300～500mm处等。设计视点选择是否合理,直接影响到地面升起的坡度和经济性。设计视点愈低,视觉范围愈大,但房间地面升起坡度也愈大;设计视点愈高,视野范围愈小,地面升起坡度就愈平缓。图5.2表示电影院和体育馆设计视点与地面坡度的关系。

图5.2 电影院和体育馆设计视点与地面坡度的关系

(a)对位排列;(b)错位排列

5.1.2 顶棚形式的确定

剧院、电影院、会堂等建筑,房间的剖面形状对大厅的音质影响很大。为保证室内声场分布均匀,防止出现声音空白区、回声和声聚焦等现象,在剖面设计中要注意顶棚、墙面和地面的处理。为有效地利用声能,加强各处直达声,必须使大厅地面逐渐升高,对于剧院、电影院、会堂等,声学上的这种要求和视线上的要求是一致的,按照视线要求设计的地面一般能满足声学要求。除此以外,顶棚的高度和形状是保证听得清、听得好的一个重要因素,它的形状应使大厅各座位都能获得均匀的反射声,同时应能加强声压不足的部位。一般说来,凹面易产生聚焦,声场分布不均匀,凸面是声扩散面,不会产生聚焦,声场分布均匀。为此,大厅顶棚应尽量避免采用凹曲面或拱顶。

图5.3为观众厅的几种剖面形状示意。其中,图5.3(a)平顶棚仅适用于容量小的观众厅;图5.3(b)降低台口顶棚,并使其向舞台面倾斜,声场分布较均匀;图5.3(c)采用波浪形顶棚,反射声能均匀分布到大厅各座位。

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图5.3 观众厅的几种剖面形状示意图

(a)平顶棚;(b)降低台口顶棚;(c)波浪形顶棚

5.1.3 结构、材料、施工因素的影响

房间的剖面形状除应满足使用要求以外,还应考虑结构类型、材料及施工的影响,长方形的剖面形状规整,有利于梁板结构布置,同时施工也较简单。即使有特殊要求的房间,在能满足使用要求的前提下,也宜优先考虑采用矩形剖面。

不同的结构类型对房间的剖面形状起着一定的影响,大跨度建筑的房间剖面由于结构形式的不同而形成不同于砖混结构的内部空间特征,特殊的结构形式往往能为建筑创造独特的室内空间,这一点在大跨建筑中显现的尤为突出。

如某体育馆比赛大厅(见图5.4)采用跨度为50多m的空间网架结构,具有独特的空间形状。

图5.4 某体育馆比赛大厅

5.1.4 采光、通风因素的影响

一般进深不大的房间,采用侧窗采光和通风已足够满足室内卫生的要求。当房间进深较大,侧窗不能满足要求时,常设置各种形式的天窗,从而形成了各种不同的剖面形状。

有的房间虽然进深不大,但具有特殊要求,如展览馆中的陈列室,为使室内照度均匀、稳定、柔和,并减轻和消除眩光的影响、避免直射阳光损害陈列品,常设置各种形式的采光窗。图5.5为不同采光方式对剖面形状的影响。

图5.5 不同采光方式对剖面形状的影响

对于厨房一类的房间,由于在操作过程中会散发出大量蒸汽、油烟,故可以通过设置通风天窗来加速有害气体的排出。图5.6为设置顶部排气窗的厨房剖面形状。

图5.6 设置顶部排气窗的厨房剖面