重庆英雄湾乡村振兴学院会堂建筑声学设计

王鹏中机中联工程有限公司高级工程师

杨芳乙中机中联工程有限公司正高级工程师

重庆九龙坡区铜罐驿镇英雄湾村是市里首批历史文化名村，也是国家级乡村治理示范村。为带动提升全市乡村振兴整体水平，在既有明诚书院的基础上通过改扩建形成了乡村振兴学院，以培养具备农业农村现代化建设能力的涉农干部和新型职业农民。学院实施开放式办学原则，采取现场实景教学和网络视频直播服务相结合的方式，开展教育培训、经验交流及实践锻炼，并推介全市示范经验。学院占地60 亩，含18 间教室和1 间会堂，配有宿舍、食堂、阅览室及文体活动区等空间。英雄会堂作为主要教学培训空间，利用全市农家书屋数字化云平台进行传播，将乡村改革发展及建设治理经验在深度和广度上进行推广，对完善学院功能，丰富学员和当地群众文化生活起到重要作用。

会堂沿西北和东南方向布置，从东北方向的英雄广场逐级台阶而下可进入会堂内部，西南方向的出入口外为庭院。建筑全长47 m，宽15 m，整体为砖木坡屋顶结构。浅灰色外墙与暗红色木结构梁相呼应，深灰色瓦屋面代表了当地建筑的风貌，庭院内绿植景观与周围景观融合，体现出乡村建设的新气象，室内空间上部三角形实木桁架及檩条则彰显出传统技艺之美。如何将此乡村建筑改造成适用的观演空间，使其在室内外风格保持统一的同时实现适宜的音质条件，避免室内环境与富有乡村气息的建筑风貌相错位，都是建筑声学设计需要解决的问题（图1 ～图3）。

图1 英雄湾村广场及会堂周边风貌（来源：网络）

图2 会堂西南侧立面（来源：作者自摄）

图3 会堂东北侧立面（来源：作者自摄）

1 功能布局与声学设计

建筑西北侧为待改造的既有大空间，东南侧为2 个培训教室与卫生间，由中间通道相连通，此处着重探讨会堂空间。大空间平面呈狭长矩形，尺寸约32 m×15 m（长×宽），内部共12 根钢柱分列两侧，钢柱距离侧墙均为1.8 m，支撑着顶部木桁架。桁架下弦中部距观众席地面约4.4 m，最高点距地面约8.5 m。两侧墙上各有6 扇对开通风窗，2 个主疏散门在左右两侧墙对称布置，分别通往广场和庭院，空间后部出入口可达2 个培训教室及卫生间，另一侧端头预留有配电间以及设备机房（图4～图7）。

图6 会堂原始平面图（来源：作者自绘）

图7 会堂原始剖面图（来源：作者自绘）

1.1 设计目标

依据使用需求会堂采用镜框式舞台形式，通过优化视听条件生成观众厅与舞台之间的体量关系，进而形成主舞台、跑场通道及后台技术用房。台口两侧设音响室并将原有钢柱包裹暗藏，舞台布局与原结构融合。舞台面相对于观众席区垫高0.45m，通过两端耳台的踏步与观众席区建立联系。舞台内另搭钢结构桁架，用于暗藏悬挂幕布和顶光灯，后台设休息室、更衣室及化妆室。

观众席后部一侧的培训教室置换分隔为声光控制室，设可开启观察窗。观众席共设15 排座椅，前11 排为可移动软椅，后4 排为电动伸缩软椅，地面未起坡，便于不同使用功能的切换。排距为0.95 m，座宽0.6 m，座位数量共230 座，所有坐席均在厅内钢结构柱之间的区域布置。台口宽9.5m，高3.75 m，台唇距舞台后墙约6.2 m（图8），厅内容积约为2000 m3，每座容积约8.7m3/座。

图8 会堂改造后平面图（来源：作者自绘）

会堂以实现教学培训、会议、小型文艺演出和文体活动等多功能为目标，使用时以电声为主，自然声为辅。由此设定满场中频混响时间RT 为0.8 s±0.1 s,低频可适当提高，高频略短；语音传输指数STI ≥0.62；清晰度D50 ≥0.5；背景噪声应满足NR30。

为尊重建筑的历史文脉，需要维持内部白色墙面与开敞式木桁架结构的视觉体验，由此确定坡屋面及局部墙面为主要吸声部位。各吸声界面均采用条状金属格栅及后附离心玻璃棉的吸声构造，在达到木建筑防火要求的同时，避免了材料在当地潮湿环境下防潮发霉的影响。顶部金属格栅木纹机理与木望板接近，其圆弧状的表面与圆截面檩条有机融合。观众席侧墙和后墙下部均采用白色平板金属格栅构造，使得整体视觉上与乡村建筑风格浑然一体（图9 ～图11）。

图9 ～图11 会堂改造后室内环境（来源：作者自摄）

1.2 声场三维仿真

为确保会堂建成后达到所希望的声环境指标，使用声学软件Odeon 对声场进行了计算机三维仿真模拟（图12）。各界面按照声学方案赋予满场条件下的声学参数，声源点设在台唇后3 m，距舞台面高1.5 m的位置。在中轴线的一侧设7 个受声点，另一侧的指标可由镜像获得（图13）。

图12 Odeon 三维仿真模拟（来源：作者自绘）

图13 声源点及受声点分布图（来源：作者自绘）

重点关注一次反射声线所覆盖的区域以及主要声学指标的分布状况，其计算结果表明各受声点指标均处在优选值的范围之内，台口两侧墙将声能有效反射至观众席的中前部，坡屋顶界面可使反射声覆盖整个观众席。

为了有利于扩声系统运行良好，在舞台顶部和侧墙也做了吸声处理。软件可听化模拟的声音清晰可辨，各点均没有回声等缺陷发生。仿真数据显示会堂内具有良好的声环境，能够满足业主的各项功能要求（图14 ～图17）。

图14 坡屋顶声反射范围（来源：作者自绘）

图15 125Hz、250Hz、500Hz、1KHz、2KHz、4KHz 混响时间平面分布图（来源：作者自绘）

图16 语言传输指数STI 模拟值（来源：作者自绘）

图17 清晰度D50 模拟值（来源：作者自绘）

2 乡村建筑风貌保护的实现

2.1 声学构造

为实现设计目标，观众厅中频所需吸声量约280 m2，室内构造做法依声学需求统筹考虑。台口两侧墙面采用白色防火饰面板，顶部木纹金属格栅镶嵌在檩条之间，金属条宽33 mm，镂空凹槽5 mm，穿孔率13.5%，饰面充满韵律感。金属格栅后部的轻钢龙骨与木椽固定，50 mm 厚离心玻璃棉板填塞在龙骨间，在后部形成50mm 空腔。墙面白色金属条宽28 mm，镂空凹槽为4 mm，穿孔率为12.5%，后附50 mm离心玻璃棉填塞在75 轻钢龙骨之间，并形成25 mm 空腔，实现各频带较为均匀的吸声效果。墙面格栅上端环绕灯带，营造出温馨的氛围，体现出视听融合（图18）。

图18 ～图20 局部做法（组团）（来源：作者自摄）

2.2 材料布置

观众席地面采用富有地域特色的水磨石，舞台为木地板。舞台空间两侧墙面也采用金属格栅吸声构造，消除内部颤动回声并使内部混响时间与观众厅接近。台口两侧音箱室在舞台内侧设可开启检修门，其内部墙面和天花做了强吸声处理，可避免低频音箱对天花产生振动干扰，并使扩声系统保真性强。

所有离心玻璃棉板在施工时均使用玻璃纤维布包裹，软椅的吸声量达到设计条件，橙红色布艺饰面与实木桁架共同烘托出乡村气氛，使观众在步入礼堂的过程中受到感染（图19、图20）。

2.3 竣工测试

装修竣工后对会堂进行了空场测试。测试仪器采用NTI 声学系统测试平台，中频混响时间RT 为0.8 s，语言传输指数STI为0.66，背景噪声A 声级为34.5dB，满足NR30 噪声评价值。

3 结语

乡村振兴工作需要保护乡村风貌，传承乡村文脉，留住乡村记忆，重塑乡村文化。本会堂引导村民向多元化生活体验的方向发展，重新焕发了英雄湾村的生机。对于乡村观演建筑的打造，不仅需要在满足使用功能的条件下达到各项技术指标，还要为广大乡村地区的文化生活推广提供借鉴。

在英雄会堂的设计团队中，建筑声学专业做了许多尝试，在明确价值取向的前提下为乡村振兴学院的改建注入了活力。在历时近几个月的时间内多次探讨修改，不同技术路径比较，最终确定了实施方案。同时，在时间紧、资金有限的情况下，也留下些许遗憾。会堂建成后已成为村里最大的文化空间，室内外视觉表达统一，听闻效果良好，也希望能为同类型乡村建筑的改造提供一定参考。