中華民國音響學會 臺灣‧台南 國立成功大學

第十九屆學術研討會論文集 中華民國九十五年十一月二十四日

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國父紀念館演藝廳音響性能量測分析之研究 Study on Acoustic Quality at National Dr. Sun Yat-sen

Memorial Hall

賴榮平 1、楊瑞禎 2、江仲傑 3、◎劉鎧華 4、呂冠穎 5 1國立成功大學建築學系教授 2楊瑞禎建築師事務所 3國立成功大學建築學系音響實驗室專任助理 4國立成功大學建築學系博士生 5國立成功大學建築學系碩士生

摘要 國父紀念館籌建於民國五十三年，至民國六十一年完工並舉行落成典禮，落成至今已

逾三十年。為因應時代的需求，館內原集會用之大會堂，已改建為多功能使用之演藝廳，

其音響性能之重要性隨即提升。本研究針對演藝廳內部、外周公共空間進行現場量測，並

分析本廳音響性能(餘響時間、早期衰減時間、明晰度、清晰度、脈衝響應)及背景噪音，以作為未來提升國父紀念館演藝廳音響性能之參考。 關鍵字：餘響時間、早期衰減時間、明晰度、清晰度、脈衝響應、音響性能、背景噪音

Abstract Construction of National Dr. Sun Yat-sen Memorial Hall started in 1964 and the

building was completed in 1972 with inauguration ceremony held. It has been over three decades since the completion. To meet the demand of the time, the original assembly hall was reconstructed as a Multi-Purpose Hall. The importance of the acoustical quality increased as a result. The researcher conducted site measurement inside the Hall and in the surrounding public space and analyzed the acoustical quality of the Hall (Reverberation time、Early decay time、Clarity、Definition、Impulse response) and Background noise for reference of upgrade of acoustical quality of National Dr. Sun Yat-sen Memorial Hall in the future. Keywords: Reverberation time、Early decay time、Clarity、Definition、 Impulse

response、Background noise

壹、前言

國父紀念館位於台北市信義區仁愛路，為一多功能的社教文化中心，並擁有演藝廳、

數千坪的展覽場所、多媒體影院、視聽中心、演講廳、中山講堂、專業圖書館等室內空間，

另有翠湖展演區和中山公園等戶外空間。國父紀念館已籌建完成多年，為因應時代變遷及

觀眾對於表演的需求，館方積極的提出大會堂之整體改善專案計畫，期望大會堂能提升為

符合多方位需求的多目的演藝廳。此次針對本館之演藝廳進行音響品質之測定，包括背景

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噪音、廳內建築音響性能(餘響時間 RT、早期衰減時間 EDT、明晰度 C80、清晰度 D50、脈衝響應)，依各項測定目的來檢討其音響上的性能現況，作為改善的參考，以下就各量測項目及其結果進行說明。

貳、建築概要

本廳舞台面積約 277m2，觀眾席面積約 1824m2，室容積約為 18926 m3，觀眾席座椅為固定式，配置方式為整層無樓座，有兩條中間走道，可容納 2512個座席。本廳現況平面圖如圖一所示，現況剖面圖如圖二所示

參、測定方法與測定位置

一、背景噪音 本次館內背景噪音測定，分為演藝廳內噪音級測定，以及館內公共空間噪音級測定兩

部分。測定時，由實時分析儀直接測定各測定點 1/3八度音程之噪音級，讀取 30秒鐘之等價音壓值(Leq)。廳內背景噪音級之測定位置如圖三所示，觀眾席取 15個測定點，舞台取 3個測定點。將各點各按 1/3八度音程分別測得其音壓級，分別按觀眾席區及舞台區平均之，即得廳內觀眾席區及舞台區之噪音級。 廳內噪音級測定目的在檢討建築外殼之隔音設計及空調設備之消音設計；依使用廳內

空調設備與不使用廳內空調設備分別測定，室內均為空席狀態。不使用廳內空調設備之狀

態時，一樓空調機械室仍有一部承載館內其他空間冷房負荷之空調主機開啟；使用內空調

設備之狀態時，為上述狀態下將廳內空調箱開啟，由於此狀態下，部分觀眾席下方回風口

風速過高，產生相當大的噪音，因此另外取一測定點(測點 19)測定以作為參考。館內公共空間噪音級之測定位置如圖四、圖五所示，二樓公共空間取 18個測試點，一樓公共空間取7個測試點測定。

圖一、現況平面圖 圖二、現況剖面圖

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二、廳內建築音響性能

館內建築音響性能測定因子為餘響時間 RT、早期衰減時間 EDT、明晰度 C80、清晰度D50 等。測試現場分為舞台反射板收納、舞台反射板組立等兩個狀態進行測定，兩種狀態觀眾席均為 18個測定點；舞台反射板收納狀態，音源點為 3點，如圖六所示，舞台反射板組立狀態，音源點為 7點，如圖七所示。測定餘響時間 RT、早期衰減時間 EDT 兩個參數，舞台測定點均採用 P1測試點。

1 2 3 4 5

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舞台

行政空間 國父銅像

國父史蹟展覽西室

國父史蹟展覽東室

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閱覽室

觀眾席

圖四、二層公共空間背景噪音測點位置圖

東服務台

西服務台

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圖三、廳內背景噪音測定測點位置圖

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圖五、一層公共空間背景噪音測點位置圖

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肆、量測結果分析

一、背景噪音 本研究以冰水主機開啟、舞台及觀眾席內的空調箱關閉，冰水主機、空調箱均開啟的

兩種狀態進行量測，並量測演藝廳館內公共空間，探討演藝廳內部及環境背景噪音，結果

分述如下：

(一) 冰水主機開啟、舞台及觀眾席內的空調箱關閉狀態

量測演藝廳內冰水主機開啟、舞台及觀眾席內空調箱關閉之背景噪音時，演藝

廳外周區之公共空間仍在使用，且空調為開啟的狀態。測量時，外部大雨磅礡，雨

聲自舞台區傳入。測定結果如圖八、圖九所示，觀眾席區可以聽見外周公共區之廣

播音樂聲，平均噪音級為36.3 dB(A)，NC-30等級；舞台區可以聽見雨水聲，包括直接由後舞台區窗戶傳進來的雨聲，以及側舞台區落水管之落水聲，舞台區平均噪音

級為42.8dB(A)，NC-35等級。

(二) 冰水主機、空調箱均開啟狀態

量測演藝廳內冰水主機、空調箱均開啟之背景噪音時，演藝廳外周區之公共空

間為使用的狀態，並開啟空調。量測此狀態時外面雨勢減弱，因此自舞台區傳入之

雨聲較小，開啟空調後，廳內可明顯聽見高頻聲音。測定結果如圖八、圖九所示，

觀眾席區空調箱開啟之後，由於風速較高，中高頻噪音值明顯加大(如圖4-1-2-1、圖4-1-2-2所示)，平均噪音級為41.2dB(A)，NC-35等級；觀眾席區採地板回風，量測回風口噪音量，其噪音級高達52.0dB(A)，NC-50等級。由於室外雨勢減小，因此舞台區雨水聲較空調箱未開啟狀態小，舞台區平均噪音級為45.0dB(A)，NC-40等級。

1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2

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4-2 5-1 5-2

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P1

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圖六、音響性能測定測點位置圖

-舞台反射板收納狀態 圖七、音響性能測定測點位置圖

-舞台反射板組立狀態

P3

P1

P21-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2

4-1

7-17-2

4-2 5-1 5-2

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31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000

頻率(Hz)

噪音級( dB)

冰水主機開啟、觀眾席內的空調箱關閉狀態冰水主機開啟、舞台內的空調箱關閉狀態冰水主機、空調箱均開啟狀態(觀眾席)冰水主機、空調箱均開啟狀態(舞台)冰水主機、空調箱均開啟觀眾席回風口上方數列6

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16 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 16k all

pass頻率(Hz)

噪音級(dB(A))

冰水主機開啟、觀眾席內的空調箱關閉狀態

冰水主機開啟、舞台內的空調箱關閉狀態

冰水主機、空調箱均開啟狀態(觀眾席)

冰水主機、空調箱均開啟狀態(舞台)

冰水主機、空調箱均開啟觀眾席回風口上方

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16 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 16k all

pass

頻率(Hz)

噪音值(dB(A))

測定點1

測定點2

測定點3

測定點4

測定點5

測定點6

測定點7

測定點8

測定點9

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測定點11

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16 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 16k all

pass頻率(Hz)

噪音值(dB(A))

測定點1

測定點2

測定點3

測定點4

測定點5

測定點6

測定點7

(三) 館內公共空間

(1) 二樓公共空間背景噪音之測定結果

二樓公共空間測定點位於展示走廊及大廳，量測時空調為開啟的狀態。測定

結果如圖十所示，公共空間於平日開放時段時，各測試點量測結果之差異相當

大；在人少的狀態下，噪音值為 43.2dB(A)(測定點 18)；在附近有較多人交談的狀態，噪音值為 64.7dB(A)(測定點 4)。在空調出風口噪音較大的區域，噪音值為62.7dB(A)(測定點 12)。

(2) 一樓公共空間背景噪音及機房噪音之測定結果

一樓公共空間量測時，空調為開啟的狀態。測定結果如圖十一所示，空調機

房內噪音值超過 80dB(A)(測點 1、2)，而當廳內主機開啟時，風管旁的噪音值為53.9 dB(A) (測點 7)。

圖十、二樓公共空間背景噪音 之測定結果

圖九、廳內空調背景噪音與 NC曲線

圖十一、一樓公共空間背景噪音及機房背景噪音 之測定結果

圖八、廳內空調背景噪音之測定結果

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頻率(Hz)

餘響時間(s)

RT-舞台反射板收納RT-舞台反射板組立EDT-舞台反射板收納EDT-舞台反射板組立

依據日本音響學會之建議，多目的廳之背景噪音容許值為35 dB(A)以下，在本廳的量測結果中，當廳內冰水主機開啟、舞台及觀眾席內空調箱關閉時(觀眾席區：36.3 dB(A)、舞台區：42.8dB(A))均高於此容許值，且當冰水主機、空調箱均開啟時，觀眾席區之背景噪音隨即提高至41.2dB(A)等級，舞台區則提高至45 dB(A)等級，而觀眾席區地板回風口之噪音級更高達52 dB(A)。在公共空間量測方面，結果顯示在外周區之走廊的18個測點中，有16個測點均超過50dB(A)。

二、廳內建築音響性能

(一) 餘響時間 RT、早期衰減時間 EDT 在舞台反射板收納與組立

狀態，除了 RT值在 125Hz差距較大（分別為 1.36 秒與 1.57秒）之外，均相當接近(如圖十二所示)。兩種狀態 500Hz 之RT值均為 1.23秒，EDT值約為 1.1秒。 本廳未來的使用將以電氣

音響為主要訴求，故餘響時間

目標值為 1.0~1.1秒(滿席；500Hz)，就目前量測結果，中頻之餘響時間接近目標值。根據最適餘響時間之頻率特性【1】，低頻所喜好的餘響時間約為中頻之 1.2~1.5倍，高頻則為 1.0~1.1倍，檢討本廳餘響時間之頻率特性，反射板收納時，低頻 125Hz約為中頻的 1.11倍、250Hz約為中頻的 1.16倍，而高頻 1000Hz、2000Hz及 4000Hz分別為中頻的 0.83、0.89及 0.87倍；當反射板組立後，低頻 125Hz約為中頻的 1.28倍、250Hz約為中頻的 1.15倍，而高頻 1000Hz、2000Hz及 4000Hz分別為中頻的 0.85、0.89及 0.91倍。與最佳餘響時間頻率特性相較，當反射板收納時，125Hz、1000Hz、2000Hz及 4000Hz稍嫌不足，而將反射板組立後，125Hz顯著提升。 (二) 明晰度 C80、清晰度 D50 舞台反射板為收納的狀態時，音源在 P1~P3三個位置點，C值、D值最差的部

位均在觀眾席中央後側及後側側邊靠牆的位置；以接近舞台的觀眾席區 C值、D值較佳(圖十三~圖十八)。 舞台反射板為組立的狀態時，測定結果如圖十九~圖二十六所示。音源在七個

位置點中，以在 P2測試點時，觀眾席區整體之 C值、D值較佳；音源在舞台後側P5、P6位置時，觀眾席區整體之 C80最差。

圖十二、餘響時間 RT及早期衰減時間 EDT測定結果

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圖十三、 C80 測定結果,反射板收納,

音源位於 P1(500Hz)(單位 dB)圖十四、 D50 測定結果,反射板收納,

音源位於 P1(500Hz)

圖十五、 C80 測定結果,反射板收納,

音源位於 P2(500Hz)(單位 dB)

圖十六、 D50 測定結果,反射板收納,

音源位於 P2(500Hz)

圖十九、C80 測定結果,反射板組立,

音源位於 P2(500Hz)(單位 dB) 圖二十、D50 測定結果,反射板組立,

音源位於 P2(500Hz)

圖二十一、C80 測定結果,反射板組立,

音源位於 P5(500Hz)(單位 dB)

圖二十二、D50 測定結果,反射板組立,

音源位於 P5(500Hz)

圖十七、C80 測定結果,反射板收納,

音源位於 P3(500Hz)(單位 dB)

圖十八、D50 測定結果,反射板收納,

音源位於 P3(500Hz)

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(a) 音源點 P3

(b) 音源點 P2

比較舞台反射板收納及組立後之量測結果，當音源點於舞台正前方 P1點、反射板組

立後時，觀眾席前方至中間位置的 C80有提升之趨勢，而觀眾席前方之 D50反而降低；P2點於反射板組立後，觀眾席中間至後方位置的 C80、D50 明顯提升，且廳內整體分佈情形較佳；而 P3點於反射板組立後，卻無助於提升廳內 C值及 D值。

(三) 脈衝響應

反射板組立之狀況，音源在舞台前側

P2、P3位置點，觀眾席測試點 3-2，在頻率2000Hz 以上之脈衝響應，有直達音之後50ms 反射音能量，大於直達音能量之現象(圖二十七~圖三十)。音源在舞台後側 P6 位置點，觀眾席測點 7-1、7-2、8-1、8-2 均有直達音後 50ms之反射音能量過大之現象；

反射板收納之狀況，音源在舞台前側 P2及 P3 兩個位置點，觀眾席中央後排位置(測試點 3-2)，在頻率 2000Hz以上之脈衝響應，有直達音 50ms 以後的反射音能量過大之現象(圖三十一~圖三十四)。

圖二十三、C80 測定結果,反射板組立,

音源位於 P6(500Hz)(單位 dB)

圖二十四、D50 測定結果,反射板組立,

音源位於 P6(500Hz)

圖二十六、D50 測定結果,反射板組立,

音源位於 P7(500Hz)

圖二十五、C80 測定結果,反射板組立,

音源位於 P7(500Hz)(單位 dB)

P3

3-2

P2

3-2

圖三十五、回音路徑及反射點

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檢討反射板收納及組立的情況下，音源於舞台前方兩側(P2、P3)時，觀眾席測點 3-2之反射音大於直達音 50ms的狀況，其反射點位於觀眾席第 15階旁側牆、高 8.4m處及第 19階側牆、高 7.2m處(圖三十五)。

圖二十七、反射板組立,音源點 P2,測試點 3-2(2000Hz) 圖二十八、反射板組立,音源點 P2,測試點 3-2(4000Hz)

圖二十九、反射板組立,音源點P3,測試點3-2(2000Hz) 圖三十、反射板組立,音源點 P3,測試點 3-2(4000Hz)

圖三十一、反射板收納,音源點 P2,測試點 3-2(2000Hz) 圖三十二、反射板收納,音源點 P2,測試點 3-2(4000Hz)

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伍、結論

一、室內噪音過大，特別當冰水主機、空調箱均開啟時，觀眾席區之背景噪音隨即提高，

而廳內地板出風口之噪音過大，其噪音級高達 52.0dB(A)，由此可知空調噪音為影響本廳音響品質之關鍵因子。

二、內部構造隔音能力不足，外部公共空間之噪音有過高的趨勢，容易影響廳內背景噪音。

本研究於量測過程中，可明顯聽到外部公共空間傳來之廣播音樂聲、閱兵聲，甚至下

雨聲，亟需改善。 三、本廳屬於多目的表演廳(音樂及戲劇類型使用)，因此根據兩種使用模式之室容積計算結果，並以空間之最佳餘響時間【3】來檢視本廳之餘響時間，顯示出室內材料之平均吸音率過高，但由於本廳未來的使用以電氣音響為主，因此餘響時間不宜過高，就目前

量測值來看，其結果尚在目標範圍內，僅高頻部分需稍微提升。 四、設置舞台音響反射板不僅可以減少聲音在舞台吊幕空間內之損失，更可利用反射性材

料將聲源反射至觀眾席中後方，加強中後方之聲音響度。比較舞台前方位置點

(P1~P3)，於反射板組立前、後之量測結果，發現在上方反射板組立後，確實有助於改善廳內 P1及 P2點之明晰度及清晰度。但當反射板組立後，側反射板僅約為舞台之 1/3深，與舞台前端之左右兩邊各形成一處缺口，雖有側反射板，卻無實質之功用，導致

組立後舞台後方聲源(P5~P7)無法有效的傳遞至觀眾席。 五、廳內觀眾席內有顯著的回音現象，特別是正中央後方的位置(測點 3-2)，可於造成回音之反射點處，適當的改變傾斜角度，使反射音落到較近的觀眾席，或者以擴散處理的

方式解決回音的問題。

圖三十三、反射板收納,音源點 P3,測試點 3-2(2000Hz) 圖三十四、反射板收納,音源點 P3,測試點 3-2(4000Hz)

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陸、誌謝

感謝國立國父紀念館館方於現場量測時之全力配合與協助

感謝楊瑞禎建築師事務所於現場量測之協助及資料之提供

柒、參考文獻

1. 田原靖彥，「最適殘響時間特性たよる-試案」，日本音響學會演講論文集，第 9頁(1985)。 2. 木村翔、關口克明，日本建築學會論文報告集，第 117卷，第 79頁(1970)。 3. 永田穗，建築之音響設計，才一ム社(1974)。