拼裝式反聲罩的結(jié)構(gòu)工藝性改進(jìn)設(shè)計(jì)

戴歡斌，崔建輝，王 棟

（浙江大豐實(shí)業(yè)股份有限公司（杭州）舞臺(tái)設(shè)計(jì)院，浙江 杭州 310000）

演出場(chǎng)館建設(shè)

拼裝式反聲罩的結(jié)構(gòu)工藝性改進(jìn)設(shè)計(jì)

戴歡斌，崔建輝，王 棟

（浙江大豐實(shí)業(yè)股份有限公司（杭州）舞臺(tái)設(shè)計(jì)院，浙江 杭州 310000）

介紹拼裝式反聲罩的結(jié)構(gòu)工藝性改進(jìn)設(shè)計(jì)——采用扣件及壓條組裝鋁蜂窩反聲板的單元結(jié)構(gòu)，再將單元結(jié)構(gòu)組合成為分體組件，分體組件可用緊固件連接，支撐骨架采用鋁合金，面板采用木紋聚酯輥印處理。

反聲罩；結(jié)構(gòu)工藝性；改進(jìn)設(shè)計(jì)；扣件；壓條；聚酯輥印

設(shè)備產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性優(yōu)化設(shè)計(jì)歷來(lái)是機(jī)械設(shè)計(jì)者不斷追求的目標(biāo)。近年來(lái)，我國(guó)機(jī)械設(shè)備的產(chǎn)品設(shè)計(jì)可達(dá)到技術(shù)新穎、功能完備的程度。許多產(chǎn)品無(wú)論是測(cè)繪模仿,還是自主研發(fā)，其功能結(jié)構(gòu)都不落后于國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，但其工藝性水平尚有不少差距，直接導(dǎo)致其產(chǎn)品壽命短、可靠性差，安裝操作不便，且成本較高。優(yōu)越的產(chǎn)品工藝性設(shè)計(jì)，能使產(chǎn)品在其壽命、安全性、可靠性以及制造安裝費(fèi)用等方面均獲得令人滿意的效果。

1 反聲罩的常規(guī)配置

1.1 反聲罩的作用

大劇場(chǎng)常規(guī)配置的反聲罩設(shè)備，其功能是將盡可能多的音樂(lè)自然（原）聲反射到觀眾廳，最大程度地改善非專業(yè)音樂(lè)廳場(chǎng)館的聲場(chǎng)效果，使常規(guī)劇場(chǎng)亦可舉行大型的以自然聲為主、電聲為輔的音樂(lè)會(huì)。另外，反聲罩還起到給樂(lè)手返送相關(guān)樂(lè)聲的作用，便于協(xié)調(diào)節(jié)奏。良好的反聲效果能夠?qū)⒁魳?lè)按照事先設(shè)定的角度平滑地反射到樂(lè)隊(duì)和觀眾廳，使觀眾享受到更多的自然（原）聲效果，減小電聲失真效果的不良影響。

1.2 反聲罩的材料

反聲板的材料密度對(duì)反聲效果具有一定的差異，密度越高反聲量越大，但對(duì)比有無(wú)反聲板和密度差異對(duì)效果的變化量來(lái)看，提高密度來(lái)增加反聲量的做法逐漸走向事倍功半甚至是事百倍而功微量的結(jié)果。因此，反聲罩的發(fā)展過(guò)程，由早先沉重的高密度板作反聲板演變到近年的鋁蜂窩板作反聲板，綜合效果較好。

1.3 鋁蜂窩板的工藝特點(diǎn)

反聲板采用的鋁蜂窩板是復(fù)合鋁蜂窩結(jié)構(gòu)，由預(yù)成型的盒狀面板、背板與鋁合金蜂窩芯材熱壓復(fù)合成型。鋁蜂窩板總厚度為15 mm，其中面板為1 mm、底板為1 mm；鋁蜂窩板邊長(zhǎng)為5 mm～6 mm，密度只有6 kg/m2；芯材采用六角形3003型鋁蜂窩芯，鋁箔厚度為0.04 mm～0.06 mm。因此，鋁蜂窩板具有以下優(yōu)點(diǎn)：相同剛度的鋁蜂窩板重量?jī)H為鋁板的1/5、鋼板的1/10；相互連接的蜂窩芯如無(wú)數(shù)個(gè)工字鋼，芯層分布固定在整個(gè)板面內(nèi)，不易產(chǎn)生剪切，使板塊更加穩(wěn)定，抗彎撓和抗壓性能更強(qiáng)，其抗風(fēng)壓的能力遠(yuǎn)超于鋁塑板和鋁單板，且具有不易變形、平直度好的特點(diǎn)；由于蜂窩復(fù)合板內(nèi)的蜂窩芯分隔成眾多個(gè)封閉小室，阻止了空氣流動(dòng)，使熱量和聲波受到極大阻礙，因此，起到隔熱、保溫、隔音的效果——導(dǎo)熱系數(shù)為0.104 W/m·K ～ 0.130 W/m · K，吸 收 能 力為 150 kJ/m2～3 500 kJ/m2，防火等級(jí)是B1級(jí)，屬于難燃性材料；根據(jù)功能結(jié)構(gòu)的需要，按照設(shè)計(jì)要求將鋁蜂窩板制作成弧面板時(shí)，若不受到強(qiáng)力干涉，仍可保持穩(wěn)定的形狀。

2 拼裝式反聲罩的結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)及改進(jìn)

綜合以上特性，將所選鋁蜂窩板作為反聲罩中反聲板的材料，既能滿足對(duì)于反聲的需求，又能減輕重量，還能提高防火等級(jí)，且加工制作工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，其優(yōu)越特性顯而易見(jiàn)。由所選鋁蜂窩板作為反聲板的拼裝式反聲罩總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1 傳統(tǒng)反聲板的組裝形式

此前，不管是整體式還是拼裝式反聲罩，反聲板的固定方式都是采用鉚釘聯(lián)接。僅一套反聲罩所使用的鉚釘就達(dá)到了上萬(wàn)的數(shù)量，鉚接工作量大，隨意性因素多，不便于歸納制件標(biāo)準(zhǔn)化及通用化，且鉚接工作必須是現(xiàn)場(chǎng)操作，以致造成現(xiàn)場(chǎng)施工組織繁瑣，安裝周期加長(zhǎng)。另外，由于反聲板帶有弧度，當(dāng)鋁合金框架弧度不能與反聲板弧度很好地吻合時(shí)，勢(shì)必造成部分鉚釘受力過(guò)大，以致局部板面拉壞。同時(shí)，鋁蜂窩板的背板厚度僅為1 mm，整體聯(lián)接可靠性也很低，尤其是頂板在懸掛過(guò)程中存在安全隱患。

2.2 改進(jìn)后的反聲板組裝形式

改進(jìn)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是將鋁蜂窩弧板歸納成幾種基本的單元塊規(guī)格，單元板塊是整齊的裁邊，無(wú)需任何安裝連接孔或缺口與凸爪等結(jié)構(gòu)。

單元板塊連接組裝的頂板基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。板與板之間的串聯(lián)連接采用鋼板專制的內(nèi)壓條和外壓條用緊固件組合成的壓雙邊裝置，將板的連接處首尾相接的部位整邊壓緊。外壓條內(nèi)側(cè)等距焊接了螺套，內(nèi)壓條在相應(yīng)等距位置有過(guò)孔。內(nèi)外壓條通過(guò)緊固件與螺套的預(yù)緊將連接板塊均勻壓緊。內(nèi)外壓條的形狀與板面內(nèi)外弧面相符。板塊接縫處由于螺套結(jié)構(gòu)而拉開的縫隙填充了橡膠條。多塊板面串聯(lián)連接后在另外兩側(cè)邊裝有特制的扣件條，該件將板塊組的側(cè)邊扣進(jìn)，且也與外壓條上設(shè)在端部的螺套通過(guò)緊固件連接，對(duì)稱設(shè)置的扣件條與每條外壓條的端部都有螺套緊固件預(yù)緊。如此，各個(gè)板塊都鑲嵌在壓條和扣件組成的四周合圍槽中，且可以拆裝，既發(fā)揮了板塊承壓的能力，也絲毫不破壞板面狀態(tài)，還使組裝連接可靠無(wú)誤。

采用扣件及壓條組裝的基本結(jié)構(gòu)單元，通過(guò)扣件條上的連接爪和一定的連接件統(tǒng)一連接組成分塊組件。頂板分塊組件的劃分如圖3所示，分塊組件之間也通過(guò)鋁合金剛性連接件組裝，緊固件連接。組件全部由工廠組裝完備，試驗(yàn)檢查合格后按分塊組件為單位拆解后包裝運(yùn)輸，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后可迅速安裝、簡(jiǎn)捷調(diào)試。頂板的分塊組件也是使用后拆解儲(chǔ)存的基本單位，其中拆解與組裝都可用緊固件連接，操作簡(jiǎn)便、連接可靠。

依照上述的基本結(jié)構(gòu)原理，將后板及側(cè)板也依次分成分塊組件，組件內(nèi)再分為基本單元結(jié)構(gòu)，且都用扣件壓條形式組裝，其分塊形式如圖4、圖5所示。后板與側(cè)板在現(xiàn)場(chǎng)組裝調(diào)試后可不拆解分塊組件，因?yàn)槠涫歉鞔蠼M整體推拉移動(dòng)并儲(chǔ)存。側(cè)板的兩翼折疊處采用專制的鉸鏈結(jié)構(gòu)，通過(guò)加強(qiáng)桿與結(jié)構(gòu)框架牢固連接，使其可靠穩(wěn)定且轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

3 反聲罩的裝飾效果設(shè)計(jì)及改進(jìn)

反聲罩的表面色彩、紋理對(duì)總體效果影響也較大，總的原則是要求與劇場(chǎng)觀眾廳裝飾協(xié)調(diào)，且有利于烘托演出氣氛。木材親切自然的紋理，會(huì)給演員造成心情愉悅的感覺(jué)，有利于表演的發(fā)揮，從而使總體效果更好；在色彩方面，反聲罩內(nèi)部應(yīng)為暖色調(diào)，需要從面層材料及燈光兩個(gè)方面進(jìn)行控制，暖色調(diào)有利于形成熱烈的演出氣氛，有利于激發(fā)演員的演出熱情。

3.1 傳統(tǒng)反聲罩的裝飾

以往采用鋁蜂窩板作為反聲板的反聲罩，表面都以貼木紋紙作為裝飾。木紋紙色彩、紋理選擇范圍大，并且色彩紋理一致，施工方便，價(jià)格低，便于實(shí)現(xiàn)。反聲罩在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，面板可能會(huì)產(chǎn)生一定的變形，而木紋紙具有有限的變形能力。但是，用乳膠粘貼木紋紙時(shí)，容易出現(xiàn)氣泡及褶皺，且鋁蜂窩板表面如未能清理干凈，致使木紋紙粘貼不牢，容易翹起，會(huì)影響整體美觀。

3.2 反聲罩面板裝飾的改進(jìn)設(shè)計(jì)

改進(jìn)設(shè)計(jì)的反聲罩鋁蜂窩板的面板采用木紋聚酯輥印處理，在制造鋁蜂窩板時(shí)，將所需的紋理及顏色直接輥印在面板之上，表面平整且無(wú)氣泡，再在表面貼一層保護(hù)薄膜，防止在搬運(yùn)及運(yùn)輸途中刮傷。這種反聲罩在安裝過(guò)程中無(wú)需對(duì)鋁蜂窩板進(jìn)行任何的處理，反聲罩全部安裝完成后，撕下保護(hù)薄膜即可。

改進(jìn)設(shè)計(jì)后的反聲罩側(cè)板3D俯視如圖6、圖7所示。

4 小結(jié)

拼裝式反聲罩在滿足功能的前提下，可以拆分儲(chǔ)存，使舞臺(tái)區(qū)空間的利用更加合理、靈活。因此，在近年來(lái)的劇場(chǎng)工藝設(shè)備配置中比較受推崇。對(duì)該設(shè)備產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有其顯著的實(shí)用價(jià)值。經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)工藝性改進(jìn)設(shè)計(jì)的此類設(shè)備，具有以下特點(diǎn)：

（1）合理選用的鋁蜂窩板材質(zhì)與結(jié)構(gòu)，發(fā)揮了該板材的最大優(yōu)勢(shì)，即重量輕、承壓能力強(qiáng)、外形整潔美觀，且反聲效果滿足需要。

（2）特制扣件、壓條的裝配結(jié)構(gòu)保持了板塊的整潔無(wú)損，使鋁蜂窩板單元塊無(wú)任何安裝螺孔、釘孔、豁口等影響其強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，也免除了加工帶來(lái)的工時(shí)費(fèi)用及板面變形。板塊被鑲嵌在四周合圍的凹槽中，結(jié)構(gòu)框架的傳力通過(guò)扣件壓條均布施壓于板塊四周，可靠、穩(wěn)定、安全。

（3）單元板塊的合理劃分及品種歸納，使制件易于通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，便于加工制造。分塊組件的合理布局，使包裝運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試以及使用中的拆裝、儲(chǔ)存均方便、快捷。

（4）預(yù)壓弧形的定型處理使板塊形狀保持穩(wěn)定、準(zhǔn)確，且與結(jié)構(gòu)框架吻合度好。表面經(jīng)過(guò)木紋聚酯輥印處理，不僅達(dá)到表面設(shè)計(jì)對(duì)質(zhì)地、色彩、紋理的要求，而且牢固、美觀，使工業(yè)產(chǎn)品也具備了工藝裝飾的性能。

致謝：本項(xiàng)目在豐其云老師和嚴(yán)華峰老師指導(dǎo)下完成，本文撰寫得到魏發(fā)孔老師的指導(dǎo)，在此一并感謝。

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［2］段慧文等. 舞臺(tái)機(jī)械工程與舞臺(tái)機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京：中國(guó)戲劇出版社，2013.

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［5］張鈺. 舞臺(tái)聲反射罩縮尺模型研究[D]. 杭州：浙江大學(xué)，2013.

（編輯 薛云霞）

Structure Processing Improved Design of Assembled Anti-sound Shield

DAI Huan-Bin, CUI Jian-hui, WANG Dong
(Zhejiang Dafeng Industry Co., Ltd. (Hangzhou) Stage Design Institute, Hangzhou Zhejiang 310000, China)

The structure processing improved design of the structure of assembled anti-sound shield was introduced in this paper. It uses the pressure of the assembly fasteners and aluminum honeycomb cell structure anti-sound board, then combines the units structures to sub-assembly. Sub-assembly fasteners are available, supporting frames are made of aluminum, and the wood grain on the panel is processed by polyester roll marks.

anti-sound cover; structure processing; improved design; fasteners; layering; polyester roll marks

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.03.006