结构围合空间的声学效果主要取决于材料对声波的吸收与反射特性、空间的几何形状以及空间体积大小。而膜材是一种柔性的轻质材料,对声音尤其是低频声具有较强的吸收特性。一般膜结构空间容易产生缺乏反射声,音质较差、声音不清晰等缺陷,声音衰弱同传统结构空间相比十分明显。
膜结构的声学设计向声学专家提出了许多挑战,因为膜结构不仅面临任何其他建筑结构面临的声学问题,还面临其独有的问题。具体问题归纳如下:
1)室外渗入的噪声及内部产生的噪声会造成较强的背景噪声,如来自外部飞机或道路交通的环境噪声,以及室内表演或演讲的扩音设备产生的室内噪声,都会严重影响室内声学环境。
2)对膜面而言,由于膜材厚度很小且质量很轻,所以上述背景噪声会引起膜面的剧烈震颤。另外,背景噪声可能会沿着配套设施传至结构并发生共振。
3)膜面的击鼓效应,即雨和冰雹落在膜面上的强度和节奏在室内产生的回声。风暴持续的时间一般很短,较强的噪声集中在数分钟内。尽管此,在高峰时刻,室内的声强也超过90dB,声强和频率与膜面的张力及曲率_。
4)膜材的吸声能力较差,回声、声音聚焦、声场分布不均以及常遇到的回响时间过长等问题都是膜结构建筑中常见的问题。这些问题会导致室内声环境较差并难以控制。