“云海之间，洞天之声”——记云洞图书馆声学设计

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一、建筑概况
作为中国南端重要的港口城市，海口曾是海上丝绸之路的重要一站。近年，由于海南国际旅游岛、海南自由贸易港陆续建立，海口的城市经济飞速发展，影响力与日俱增。
由马岩松带领的MAD建筑事务所设计的“海口云洞图书馆”近日正式建成并投入使用。建成后的云洞图书馆俨然成为了海口湾靓丽海岸线的新晋网红，每天都吸引着不少人专程前来拍照打卡。“海口云洞图书馆”是大型国际公共艺术项目“海口·海边的驿站”中第一个落成的高标准驿站。这座一体成型的混凝土建筑，被英国《泰晤士报》称为“2021年最期待建成的建筑作品”。

图1. 云洞图书馆的实景照片一

图2. 云洞图书馆的实景照片二
项目地处海口湾畔的世纪公园，占地面积4397平方米，建筑面积1380米，包含书馆和市民活动配套。

图3. 一层平面图

图4. 二层平面图

图5. 剖面图
静处于陆地与海洋之间的建筑，雕塑感极强。自由有机的形态也塑造了多变的室内空间。建筑里外的孔洞，像极了大自然中随处可见的“洞”，让建筑与自然的边界逐渐消隐，人们通过孔洞可以看天、望海。同时大小不一的孔洞将自然光线引入室内，也实现了自然通风。

图6. 实景照片中的“孔”和“洞”（一）

图7. 实景照片中的“孔”和“洞”（二）
二、声学设计
1. 声学设计目标
贯通首层与二层的面海阶梯式阅读空间（简称阶梯空间），除了供人阅读外，也是日常举办文化交流活动的场地。由我们声学所负责模拟其中声场的情况，保证文化交流活动（如讲座、表演等）时一定的语言清晰度。
2. 建立模型
本模拟采用ODEON14.0声学音质模拟软件模拟。阶梯空间长约25m、宽约24m、高约8m。阶梯空间和四周环廊空间并没有通过墙体和门分隔开来，而是相互连通，构成了耦合空间。声源布置在舞台处（高度1.5米），接收点布置在台阶处（高度1.2米）。

图8. ODEON计算机三维模型网格图

图9. ODEON模型内景图（舞台）

图10. ODEON模型内景图（二楼环廊）
3. 八种情况模拟结果
通过和建筑和室内设计的相互协商，声学设计共进行了八种情况的模拟分析，结果如下：
3.1 所有界面都采用清水混凝土

3.2 阶梯空间结合书架增加吸声面
相对于清水混凝土，书架不仅具有一定的吸声效果而且还有微扩散作用。

3.3 耦合空间地面铺地毯 阶梯空间台阶为木地板

3.4阶梯空间墙面增加150m2吸声材料

3.5阶梯空间顶部悬挂60m2空间吸声体

3.6 耦合空间地面铺地毯 阶梯空间台阶铺地毯

3.7 耦合空间地面铺地毯 阶梯空间台阶放置软垫

3.8 耦合空间地面铺地毯 阶梯空间结合书架增加吸声面 台阶放置软垫

4. 模拟结果汇总

三、最终展现结果
建筑MAD和室内设计高度重视声学效果，曾经尝试过在阶梯空间顶部悬挂60m2空间吸声体，效果图也都表达出来（见图11）。最后由于不够简洁等原因，建筑和室内设计最后确定的是，清水混凝土墙面 耦合空间地面铺地毯 台阶为木地板 放置部分软垫（见照片），相当于计算机模拟分析情况3和7的状态。混响时间T30（空场）约为2.1~2.4秒，语言传输指数RASTI约为0.45~0.47（中）。

图11. 阶梯空间顶部悬挂空间云状吸声体的效果图

图12. 耦合空间（环廊）走道铺地毯的照片

图13. 阶梯空间大台阶放置部分软垫

图14. 阶梯空间使用时的照片
四、总结与感悟
阶梯空间虽然面积不大，但是声学设计却并不简单：
1. 阶梯空间平面呈圆形，容易声聚焦，造成声场分布不均匀。结合建筑创意，在侧、后墙面设置了书架。相对于清水混凝土，书架不仅具有一定的吸声效果而且还有微扩散作用，可以有效避免声聚焦。
2. 阶梯空间和四周环廊空间相互连通构成了耦合空间，也增加了声学的设计难度。声学设计必须把两个耦合空间当作一个整体来考虑，也就声能进入四周环廊，通过多次反射再进入阶梯空间“倒灌”的影响。
3. 一个空间的声学效果从来就不是由声学设计单方面可以确定的。声学设计必须与建筑、室内、机电、舞台工艺等多专业相互协调，最终展现的声学效果不过是多专业相互尊重、彼此妥协的结果。
业主：海口旅游文化投资控股集团有限公司
建筑设计：MAD建筑事务所
工程设计总包：华建集团上海现代建筑装饰环境设计研究院
声学顾问：华建集团华东都市建筑设计研究总院声学所
【作者 杨志刚、金瑞】
参考文献：
[1] MAD建筑事务所：MAD设计的“海口云洞图书馆”建成开幕；
[2] 上海现代建筑装饰环境设计研究院：华建集团环境院携手MAD：海口湾“云洞图书馆”正式开放！
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