青岛东方影都摄影棚的声学设计

青岛东方影都摄影棚的声学设计张明照;冯伟【摘要】介绍了青岛东方影视产业园内摄影棚的声学设计，内容主要包括环境噪声分析、隔声和音质设计以及第三方检测情况.【期刊名称】《电声技术》【年(卷)，期】2017(041)007【总页数】10页(P6-14,33)【关键词】青岛东方影都;摄影棚;声学;混响时间;隔声;音质【作者】张明照;冯伟【作者单位】中广电广播电影电视设计研究院，北京100045;中广电广播电影电视设计研究院，北京100045【正文语种】中文【中图分类】TB54;TN64文献弓I用格式：张明照，冯伟.青岛东方影都摄影棚的声学设计[J].电声技术，2017,41(7/8):06-14.ZHANGMingzhao,FENGWei.AcousticdesignofstudioinQingdaoOrientalFilmandTVIndustryPark[J].Audioengineering,2017,41(7/8):06-14.青岛东方影都影视产业园制作区由万达集团投资建设。中广电广播电影电视设计研究院负责该项目的总体设计。笔者负责其中的声学设计部分。项目共分两期建设，其中一期总建筑面积374545m2，包含摄影棚31个（含1个水下摄影棚），分为影视制作区及滨河配套区两大部分，影视制作区主要包括摄影棚、置景车间及库房等，滨河配套区包括综合楼、研发中心、后期楼、集中制作办公、服务中心及大师工作室等。影视制作区根据地块位置又划分为A1、A2、A4三个区。A1区总建筑面积102811m2，包括：S01~S12摄影棚，W01~W13置景车间；A2区总建筑面积为27782m2包括：S14~S16摄影棚，F01~F03服装道具库、特种车库、W14~W16置景车间。截至2016年底，A1区所有摄影棚施工已竣工并完成声学检测。—期建设的总平面的布局情况见图1,摄影棚布置在园区地块中部区域；置景车间、服装道具库、特种车库和能源动力中心在园区周边，沿着地块东、北、西三个方向的城市道路设置；研发中心、服务中心、大师工作室等建筑在柏果树河一侧布置。除水下摄影棚不需要做声学装修外，摄影棚共计30个，面积从1000到10000m2，分为同期录音和非同期录音两种，摄影棚的数量统计见表1。笔者将介绍这些摄影棚的声学设计、实施情况和实测数据。在规划方案阶段，声学专业配合调整总体布局，尽量使噪声敏感建筑尽量远离噪声源，力求建筑总平面布局在声学上合理。主要有几点考虑：1） 考虑利用置景车间、服装道具库等辅助用房，为摄影棚及后期楼遮挡交通噪声。2） 摄影棚及后期楼不受地铁振动影响。3） 不影响总平面建筑布局其他功能关系。4） 结合景观绿化带减少噪声干扰。经配合调整，摄影棚设在地块中央区域，置景车间、服装道具库设在地块边缘，沿石山路、前港湾路、东华山路三条城市道路布置，为摄影棚遮挡交通噪声，后期楼、大师工作室、集中制作办公、研发中心、服务中心沿西侧滨河东路布置，景观朝向好，滨河东路是城市次干路，交通噪声相对较小。规划地铁线路在薛泰路沿线，与最近摄影棚的水平距离约为260m。道路绿化带种植高大乔木以利于阻挡外部交通噪声。规划情况见图2。城市道路交通噪声的遮挡分析见图3~5。园区内环境噪声主要由外部交通噪声、内部交通噪声和置景车间内的工作噪声3部分构成。3.1夕卜部环境噪声影响分析园区地块周边五条城市道路的噪声构成了园区外部交通噪声，五条道路的道路等级不一样，产生的噪声大小也不一样。采用RAYNOISE噪声模拟软件按照园区地块的实际情况建立了声学模型。声学模型见图6。对园区外部五条道路总体对园区内部的影响做了模拟分析，模拟结果见图7。模拟结果显示，北部园区的摄影棚噪声在50-60dBA之间，南部园区的摄影棚噪声在40-60dBA之间。夕卜部交通传播到各个摄影棚位置时，声压级LAeq最大为60dBA,L10最大为70dBA。3.2内部交通噪声影响分析园区内部交通噪声可通过限制车速来控制，因外部交通噪声最大为60dBA，为避免内部交通噪声对总体噪声水平的影响，需通过限制车速将内部交通噪声控制在55dBA以下。使用Raynoise软件，将园区内部的车速分20km/h、30km/h、40km/h三个档次分别模拟，模拟结果显示，当园区内车速控制在30km/h时，内部机动车道路交通噪声可控制在55dBA之内，噪声等效声级为45-55dBA。3.3置景车间噪声分析有些车间的工作噪声小，如彩绘车间、服装车间。有些车间的工作噪声大，如木工车间。车床、电锯、冲击钻等工具的短时噪声声压级LAeq可达100dBA，频谱特征以中高频能量为主，低频能量少。工作噪声小的置景车间不需要进行控制，高噪声的木工车间按以下三种方法进行控制：1） 集中布置到紧邻城市快速路或城市主干路一侧，尽量远离摄影棚。2） 外墙采用240厚页岩砖墙，容重大于1400kg/m3，加强围护结构隔声；内部装修做强吸声处理，降低工作噪声。3） 可通过运营管理方法将高噪声置景车间和摄影棚的使用时间错开，防止置景车间工作噪声对摄影棚的影响。3.4设置声屏障的必要性分析设置声屏障是控制城市道路交通噪声的一种常见方法，声屏障的降噪效果可通过插入损失来评价。对声屏障的设置进行了分析，根据园区上述的具体情况，声屏障的降噪效果受以下几个因素的制约：1） 园区周边的道路网的形状比较复杂，园区外部各个方向均有噪声，道路交口处声屏障需要断开，交通噪声的绕射比较明显。2） 摄影棚数量众多，需保护的区域面积很大，且距园区夕卜的城市道路较远，交通噪声的低频成分较多，噪声绕射作用明显。3） 总平面设计时已经考虑了利用辅助用房遮挡交通噪声，再额外设置声屏障，对外部交通的降噪效果增加不大。受各种因素的制约，声屏的障降噪作用较小，且园区内环境噪声已在可控范围内，本项目中不采用设置声屏障的措施。3.5环境噪声分析结论1）夕卜部交通噪声是园区内部的主要噪声。其噪声水平LAeq为60dBA,L10为70dBA。在进行隔声设计时，按70dBA进行计算。2）内部交通噪声需通过限制车速在30km/h之内，来避免其干扰摄影棚的正常使用。3） 木工车间需集中设置在紧邻城市快速路或城市主干道的区域，加强围护结构隔声和室内吸声，并通过运营手段将其使用时间和摄影棚的错开。4） 园区周边城市道路设置声屏障的降噪作用很小，本项目不设置声屏障。4.1规划地铁线路情况地块南侧薛泰路的下方有规划地铁线路，地铁线路距基地内部摄影棚的最近距离为260m。相邻的两个规划地铁站距园区地块距离分别约为370m和670m。地铁线路与园区地块的位置关系见图8。4.2地铁振动评价标准建筑物的振动是按照其加速度响应分析的，用加速度级表示，单位为dB。在评价地铁振动对环境的影响时，常用Z振级VL乙《城市区域环境振动标准》GB10070—88［1］对建筑物的振动加速度级限值的规定见表3。根据本项目的功能性质，可按居民、文教区执行。4.3地铁振动特性及衰减规律1）地铁振动特性地铁列车在轨道上行驶时，车轮的振动，经钢轨一扣件一轨枕一道床一隧道结构一围护地层传至地面及建筑物，以固体声形式向整个建筑物传播。地铁隧道的深度，列车的速度，土壤的特性等很多因素对地铁振动的衰减均有影响。地铁振动随距离的衰减情况非常复杂，只能通过一些现场调查、实测资料的积累，结合理论做些半经验性估测［2］。2）地铁振动的衰减规律测量资料显示，地铁振动在向夕卜传播的过程中，高频振动衰减较快，低频振动衰减较慢。距地铁隧道中心越远，低频振动成分比例越大。隧道壁至地面10m内均以中高频加速度为主，10~100m内以中低频加速度为主，100~170m内主要以低频加速度为主。在本项目中摄影棚距地铁的距离均超过200m，可只考虑低频振动的影响。距地铁100~170m之内，2~80Hz的土体振动加速度级随距离的衰减情况的实际测量资料见图9[3]。可以看出，离开隧道中心越远，加速度响应越小。在100m处振动及速度级均小于40dB（加速度均小于8x10-5m/s2）。距离隧道中心170m以外处，低频振动的加速度级已经很小了。4.4地铁振动影响分析本项目中，摄影棚距地铁线的最近距离约为260m。根据上述测量数据进行推算，2~20Hz和20Hz以上的Z振级和振动加速度情况见表4。根据推算，摄影棚的Z振级远远低于《城市区域环境振动标准》中的限值，不会产生有感振动。随着城市的快速发展，很多城市已经修建了地铁，北京、上海等大城市的地铁线路已经非常密集，在地铁沿线建设电视台等广电传媒项目的情况也不在少数。北京电视台和中国国际广播电台均在北京地铁1号线沿线建设，与地铁线距离都是在80m左右，地铁振动并不影响其正常使用。近年来，地铁列车本身的振动也在减小，列车与基础之间的隔振措施也在改善，对周边环境的影响也在减小。值得指出的是，地铁振动影响的复杂性还在于测得的振动大小，未必与辐射的噪声密切对应，因为不同材质、尺寸和表面的构建辐射效率不同，所产生的噪声就会有很大差异［2］。根据有关资料，楼板振动加速度与楼下房间内噪声级的相关性，振动加速度级在50dB时可满足NC25（与NR25大致相当）的噪声容许标准。由此可见，规划地铁振动对摄影棚不会产生可觉察的噪声干扰。5.1室内噪声容许标准关于摄影棚室内噪声容许标准，经多次讨论确定，见表5。在室内无人占用，空调系统开启的情况下，各摄影棚室内噪声容许标准定为NR40。5.2围护构造的隔声5.2.1隔声要求的确定根据环境噪声分析结果和摄影棚室内噪声容许标准，将3000m2以下（含3000m2）摄影棚的围护结构整体隔声量要求定为45dB，3000m2以上摄影棚围护结构整体隔声量要求定为30dB。摄影棚围护结构由屋顶和墙体组成，受结构荷载的限制，提高屋顶隔声量的难度较大，而提高墙体隔声量相对容易，可适当提高墙体隔声量要求，降低屋顶隔声量要求。摄影棚屋顶、墙体的隔声量要求有多种组合方式，声学专业经过与建筑、结构等专业的配合，给出了3种方案并从隔声效果、实施难易程度、工程造价等方面说明了各方案的优、缺点，确定的摄影棚围护结构隔声量要求（见表6）。两个1000m2摄影棚在平面上相邻，之间的墙体隔声量要求定为60dB。5.2.2围护构造的做法1）屋顶构造通过与建筑专业配合，摄影棚屋顶使用120厚钢骨架轻型屋面板，屋面板上方做外保温并做40厚混凝土保护层，构造做法见图10。所有摄影棚现使用相同的屋面构造做法。2）墙体构造3000m2以下（含3000m2）摄影棚墙体采用240厚实心页岩砖墙，容重不小于1400kg/m3，墙体做外保温，装饰面为涂料。3000m2以上摄影棚墙体采用300厚蒸压加气混凝土砌块墙，容重不小于600kg/m3，墙体做外保温，装饰面为涂料。两个1000m2摄影棚在平面上相邻的情况，两摄影棚之间的墙体使用双层240mm厚实心页岩砖，三面抹灰。5.3门的隔声5.3.1摄影棚隔声门情况摄影棚的门分两种：1）货物进出的门，为电动单层推拉门，开向室外；2）人员进出的门，均设置了声闸。进出货物的门尺度较大，见表7。5.3.2摄影棚隔声门的隔声量要求1） 货物进出的门经多次讨论，应运营管理方英国Pinewood（松林）要求货物进出的门即电动大门的隔声量要求为不小于45dB。2） 人员进出的门（声闸）根据隔声要求，声闸整体隔声量＞50dB，不劣于墙体隔声量。根据防火要求，声闸的外门需使用甲级防火门。内门应使用隔声门，要求隔声量不小于40dB。5.3.3实施情况最终确定的门的隔声要求如下：货物进出的门隔声量要求＞45dB,人员进出的门（声闸），要求外门为甲级防火门，内门为隔声门，隔声量＞40dB,声闸整体隔声量要求＞50dB。5.4空调机房的隔声隔振在平剖面布局上采用〃闹静分开”的原则，并注意在平剖面上使空调机房与重要技术用房尽量不相邻。本工程中，建筑设备噪声源主要是空调系统，各种规模摄影棚的空调机房均设置在三层。空调机房与摄影棚相隔一个走廊，空调机房的下方为配电室、阀门室、卫生间、化妆间等房间，在平面上与变电所、楼梯间相邻。空调机房采取隔声与隔振措施：空调机组隔振处理，下方配置钢架和隔振器。机房内管道和设备间需软连接，管道穿墙用封堵密实。墙面和顶棚做吸声降噪处理。空调机房在平面上与摄影棚不直接相邻，墙体做法为200mm厚加气混凝土砌块墙，采用隔声指数不小于35dB的防火隔声门。其他建筑设备噪声振动控制涉及到设备选型、安装等多方面因素，贯穿于工程全过程，这里不作阐述。摄影棚主要用于电影画面拍摄，一般呈矩形，室内空间巨大，在实际应用中布景道具的变化很大，其吸声量难以估计。摄影棚屋顶为桁架结构，桁架空间内部设有空调层和天桥层，桁架下方设有滑轨。墙面上设有马道以及钢梯、空调风管、暖气片、消火栓等设备设施。摄影棚音质设计主要从四个方面着手：做大量基础性吸声，以使棚内短混响且音质条件受设施变化的影响小；注意3个正对面的吸声平衡和声缺陷控制；低频与中高频的吸声平衡；预留声学调试手段和面积。同期录音摄影棚需要相对清晰的音质，需提出混响时间设计值，非同期录音摄影棚不提音质设计指标，考虑工作人员的声舒适性进行适当的声学装修。6.1设计指标6.1.1混响时间。摄影棚的混响时间确定充分考虑其功能要求以及可行性，如表8。摄影棚混响时间频率特性要求见表9。6.2声学装修的总体思路6.2.1吸声材料及构造的选择原则在符合消防、环保的前提下选用经济高效、方便维护、经久耐用的吸声材料。考虑中高频、低频的均衡吸声，针对不同频段的吸声构造搭配使用。6.2.2吸声布置方式从声学角度，尽量均匀布置吸声材料，做到矩形摄影棚内三组对面上的均衡吸声，需注意控制颤动回声等声缺陷，主要在人耳和传声器拾音高度范围内。从室内装修角度，大空腔的吸声构造放在顶面和一层马道以上的墙面，小空腔吸声构造放在一层马道以下墙面。尽量少占用摄影棚的使用面积。根据墙面上管线及设备设施的具体情况，灵活调整吸声构造的空腔深度，保持装修面层平整美观。6.2.3预留测量调试面积摄影棚二层马道以上墙面作为调试面积，声装图纸中对此处的吸声构造做法进行交代。施工过程中，选择适当时机进行声学测量调试，根据测量情况确定是否需要做吸声构造或调整面层材料。6.3声学装修做法6.3.1声学材料构造的确定通过与装修设计的密切配合，确定了声学材料构造，并经过多次严格的声学计算，确定可声学装修做法。具体如下。宽频吸声构造：钢板网+100玻璃棉包玻璃丝布+空腔。低频吸声构造：6厚FC板+100玻璃棉包玻璃丝布+空腔。6.3.2同期录音棚声学装修做法同期录音棚声学装修做法要求见表10。吸声构造布置示意见图11。在本次设计中，根据使用功能，摄影棚室内中间区域地面采用了3层，共32mm厚的高密板做为面层，便于搭景，具体做法详见图12。周边地面（位于一层马道正下方）采用钢筋混凝土面层，具体做法详见图13。6.3.3非同期录音棚声学装修做法非同期录音棚声学装修做法要求见表11。吸声构造布置示意见图14。7.1S12号摄影棚的声学测量分析青岛东方影都项目的摄影棚数量众多，一期、二期合计共有45个。在全面启动摄影棚施工之前，项目公司首先施工S12号的两个平面相邻的1000m2摄影棚，由第三方进行声学检测。根据工程进度，同济大学建筑设计研究院、同济大学声学所于2016年5月26日对S12号摄影棚墙体的隔声性能做了测量；国家建筑工程质量监督检验中心于2016年7月6日对S12号摄影棚混响时间、背景噪声、门及声闸的隔声性能做了测量。测量结果见表12~15。测量结果显示，S12号摄影棚的混响时间非常理想，墙体m屋顶隔声量，室内噪声可以满足设计要求。声闸整体隔声量符合设计要求。电动大门隔声量偏低，与设计指标差距较大。根据现场调研，电动大门门扇本身的面密度符合设计要求，其门套与墙体之间填充物为泡沫密封胶，形成隔声的薄弱环节，造成电动大门整体隔声性能差。后经调整，门套与墙体之间填充物改为膨胀混凝土，隔声量明显提高。S12号摄影棚的测量结果显示，电动大门的施工方法需要改进，但声学设计方案是合理的，可以全面启动其他摄影棚的施工。图15为S12号摄影棚的实施效果。7.2A1区摄影棚测量结果随工程进度，国家建筑工程质量监督检验中心陆续对A1区所有摄影进行了全面的声学检测，测量结果见表16~18。测量结果显示，各项声学指标符合设计要求。青岛万达东方影都工程摄影棚的声学设计，归纳如下：1） 根据各个摄影棚功能要求，综合各方面的意见，按同期录音和非同期录音分类，确定合理合适的声学指标。这是一^各方都达成一致和共识的设计指标，是声学专业的出发点和归宿，为声学设计定下了合理合适的目标和方向。2） 采用了先进的计算机模拟技术、结合传统的声学计算、总结以往的现场测量数据对环境噪声进行了评估。此外还对声屏障的设置的必要性进行了分析，对地铁的影响进行了评估；这些工作为隔声设计提供了较为准确的外部环境噪声数据。使隔声设计中采用的措施和材料都十分合理。3） 在设计中采用宏观整体性