大型站房高大空間廣播系統設置方案研究

2014-07-17 07:20:50洪偉

山西建筑 2014年13期

洪偉

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300251)

隨著客運專線鐵路不斷發展，大型站房日益增多，大型站房內尤其是大型站房內的高大空間的廣播系統應該如何設置以滿足高大空間環境旅客對聲音的要求，這方面的研究受到廣泛的關注。

1 聲學設計參數

確認分析聲學設計的客觀參數主要有以下4項:1)直達聲聲壓級。公共廣播系統中要求廣播聲壓級高于背景噪聲9 dB～12 dB以上［1］。設計空場穩態準峰值總聲壓級不小于 85 dB［1，2］。2)聲場不均勻度(STI)［1］。直達聲聲場不均勻度小于10 dB，傳輸頻率特性250 Hz～4 000 Hz范圍內允差+4 dB～－10 dB。3)STI語音清晰度RASTI，即快速語言傳輸指數，是測量聲場清晰度的重要指標，STI參考值見表1［1］。4)ALC輔音清晰度損失率(%)。在直達聲到達后的15 ms～40 ms內到達的早期反射聲可改善輔音清晰度，到達時間更晚的反射聲則降低輔音清晰度，聲波經多次反射而形成超過50 ms以上的延遲，會引起雙重聲或多重聲，嚴重時會出現回聲等問題。根據以上4個客觀參數，可以定量的分析在某個高大空間內不同的聲學環境參數對整個空間的聲場的影響。

表1 STI參考值

2 高大空間聲場存在的問題

目前，鐵路大型站房均采用高架候車的方式，要求高架候車廳具有大跨度、超高空間。同時地面、墻面采用金屬、石材等裝修材料的建筑裝修特點，營造了一個非常“惡劣”的聲場環境。傳統的廣播系統設置單純采用增大揚聲器功率的方式，即隨著跨度的增加，增大揚聲器功率，以滿足聲場強度的要求。但這種設置方式并不能滿足高架候車廳內旅客對聲音的要求。針對上述問題，通過軟件分析及工程試驗，得出了更好的解決方案。

3 高大空間聲場建模［2-10］

建模采用計算機聲學分析和仿真軟件EASE(Enhanced A-coustic Simulator for Engineers)，EASE是高性能的聲學工程模擬軟件，原來用人工根據公式對廳堂建筑聲學混響時間、語言清晰度等參數進行繁雜的計算工作，逐漸為計算機輔助設計所代替。

根據所提供的建筑圖紙，首先在EASE4.1中建立大型站高架候車大廳的三維模型，共計4 223個點，面1 757個，聽音區8個。體型和尺寸與建筑圖紙吻合。然后將模型導入EASE4.1軟件，按建筑圖提供的座席位置設置聽音面。聽聲高度設定為1.2 m或1.5 m，結合建筑圖紙，揚聲器設置高度為6 m，數量為20只，均勻布置。空間地面采用大理石(MARBLE)，頂面采用普通玻璃(6-16PTBL)，立柱采用混凝土，涂漆(6-7QHNQ)。模擬分析考慮反射音、間接音及吸音材料、墻壁等，對直達音、反射音進行模擬分析，避免因裝修條件不同模擬結果可能有所不同的結果(見圖1)。

圖1 大型站高架候車大廳三維模型

4 分析結果

分析采用兩種揚聲器，傳統的點式揚聲器及線性揚聲器。對比兩種揚聲器在聲音頻率1 000 Hz、揚聲器功率為120 W、距離地面4.5 m的情況下直達聲聲壓級、聲場均勻度及語言清晰度三個參數，可以看出無論點式揚聲器還是線性揚聲器在直達聲聲壓級方面均能達到比較滿意的效果，在聲場均勻度及語言清晰度方面線性揚聲器要明顯優于點式揚聲器(見圖2～圖4)。