家庭影院房間初步聲學方案

1、家庭影院房間聲學設計初步方案設計日期：2010-04-07一 總體概況1.1項目概況項目為家庭影院房間。主要功能為播放影片。該廳空間構型為一矩形空間，該廳面積為12.5，室內容積為28.7m³。設計座位為2座。1.1 聲學設計依據1、中華人民共和國建設部、廣播電影電視部標準電影院建筑設計規(guī)范（JGJ58-88）2、中華人民共和國國家標準電影院視聽環(huán)境技術要求（GB/T 355794）。3、國家廣播電影電視總局文件關于印發(fā)電影星級評定暫行辦法和電影院星級評定要求（廣發(fā)影字【2002】838號）。4、中華人民共和國國家標準劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規(guī)范（GB/T50356200

2、5）。5、數字立體聲電影院的技術標準（GY/T183-2002）。6、甲方提供的建筑平面及裝飾平、剖面圖紙。1.2聲學設計概述從建筑設聲學設計技術的角度上講，家庭影院房間是影片錄音的放音室，而且要真實地反映錄音的效果。家庭影院房間的混響時間，都應有平直的混響頻率特性以及強吸聲較短的混響時間。但是考慮到控制低頻混響的實際困難，相對于中頻而言，一般允許低頻混響時間略有提升。而高頻由于被吸收，實際情況又多為偏低。由于家庭影院內的放映平均聲壓級可達8085dB，甚至更高。因此，根據本家庭影院的使用功能為立體聲要求；背景噪聲應控制在NR-30或35dB(A)左右。否則影廳放映時不可能有立體感。同時；還有

3、做好所用外圍護結構的隔聲工作。1.3 房間圖紙二 音質設計分析2.1音質設計概述音質設計主要是指通過對房間的體型以及室內的界面材料的設計，使得廳堂具有符合廳堂聲學功能的使用。音質設計的主要內容有廳堂的體型空間設計分析、最佳混響時間的分析、聲缺陷設計分析、吸聲材料設計、混響時間設計、吸聲材料布置位置設計、聲擴散設計、計算機模擬。2.2廳堂概括分析 該廳空間構型為一矩形空間，該廳面積為12.5，室內容積為28.6m³。設計座位為2座。2.21長寬比家庭影院房間的最佳長寬比為1.5，允許范圍為1.5±0.2，該廳的長寬比值為1.66。位于家庭影院房間最佳長寬比范圍內。 2.2.2

4、每座容積廳堂的每座容積關系廳堂內的聲學材料的布置面積。通常的情況，如果廳堂內的每座容積大時，需要較多的吸聲材料。因此較合適的每座容積可以有效的節(jié)省裝飾的費用，并且合理的利用空間。推薦的最佳每座容積為6.08.0m³/座。而該項目的的每座容積為6.25m³/座，符合要求 2.3廳堂音質設計分析最佳混響時間混響時間是音質設計中的最重要的數據。最佳混響時間是綜合廳堂的使用功能、容積、空間構型、聲源狀況等因素確定。從使用功能上分析、該項目的用途為立體聲家庭影院房間聽聲場所。電影廳為重放電影對白、音樂、環(huán)境聲音、特效聲音等，由于在電影制作的過程中，已經對聲音信號進行處理。電影廳的功能

5、就是還原電影中的聲音信號，因此要求電影廳具有較短的混響時間即強吸聲處理，以減少房間對電影聲音的影響。圖1中為國家標準劇場、音樂廳和多功能廳堂建筑聲學設計規(guī)范（GB/T 50356-2005）中的電影院廳堂中頻最佳混響時間的推薦值。根據圖1所示，該廳的中頻最佳混響時間為之間。 數字立體聲電影院的技術標準（GY/T183-2002）中頻混響時間的上限和下限值計算式為；中頻混響時間上限值：RT600.07653V0.287353中頻混響時間下限值：RT600.0328V0.333333綜合以上國家行業(yè)標準可以確定，該項目各廳中頻最佳混響時間范圍為。表1混響時間的頻率特性設計范圍F（Hz）125250

6、5001k2k3k4kTf60/T500601.21.01.11.01.00.81.00.71.00.60.9圖1 國家標準GB/T 50356-2005中頻最佳混響時間推薦值混響時間頻率特性設計分析混響時間的頻率特性是指低頻和高頻相對于中頻混響時間的比例關系。在考慮施工造價、音質要求、室內設計難度和施工難度等因素的基礎上，觀眾廳內混響時間盡量做到低頻略長、中高頻趨平的特點，倍頻程各中心頻率的混響時間與中頻混響時間之比追求的設計目標詳見表1聲缺陷分析廳堂的主要聲學缺陷有回聲、顫動回聲、聲聚焦、聲染色，產生聲學缺陷的主要因素有房間的空間構型以及廳內各界面的材料的吸聲性能等因素。回聲聲音經過聲源發(fā)

7、出后，直接通過聲音介質直接傳到聽聲者的為直達聲，而經過其他界面或是結反射后傳到聽聲者的為混響聲，而直達聲與混響聲延時超過0.1s后，人耳即可明顯分辨出。即可以聽到回聲現象。由于回聲與直達聲重疊，所以會影響聽聲效果。避免回聲的主要方法為：一、縮短聲學傳播的聲程，即將聲能較大的早期反射聲時延降低；二、在反射面設置吸聲材料，降低反射聲能。顫動回聲顫動回聲指的是平行墻面產生的往復反射的聲音，從聽覺上感覺有一串來回反射的聲音。避免顫動回聲的主要方法有：一、避免平行的聲強反射墻面；二、墻面設置吸聲材料；三、在墻面上設置聲擴散體或結構。聲聚焦聲聚焦指的是指凹面對聲波形成集中反射，使反射聲聚焦與某個區(qū)域，造成

8、聲音在該區(qū)域特別響的現象，聲聚造成聲能過分集中，使聲能匯聚點的聲音。嘈雜，而其他區(qū)域聽音條件變差，擴大了聲場不均勻度，嚴重影響聽眾的聽音條件。避免聲聚焦的方法有：一、避免凹面等空間構型；二、在產生聲聚焦的界面上設置強吸聲材料；三、在聲聚焦的界面上設置聲擴散結構。可以通過廳堂的聲場不均勻度參數反映是否存在聲聚焦現象。本方案通過計算機模擬的方式計算出聲場不均勻度的方法進行分析。 聲擴散設計分析聲音在入射到材料表面時，材料除了要對聲音進行吸收外，還要對聲波進行反射。而不同的材料或結構對于聲波的反射的特性不相同。圖2中所示的是不同結構對聲波的擴散的性能比較圖2不同結構對聲波的擴散作用聲擴散主要是通過幾

9、何結構的方式來實現。在室內界面設置凸型體，如球切面、圓柱面、多邊形、三角形等。幾種聲擴散體的剖面結構見圖3所示。建議在電影廳內側墻使用聲擴散體，避免顫動回聲、聲聚焦等聲學缺陷。 具體設置方案見？房間最佳比例及簡正諧波分析該房間為矩形空間，剛性的矩形空間容易產生駐波現象，從而影響房間內低頻聲的分布，而比例合適的房間會具有比較良好的簡正諧波分布。圖4表示的該房間的簡正諧波的分布，每個點代表一個模式，當房間內各模式間的頻率相差較小時，房間內會出現駐波現象，稱為簡正諧波的兼并現象。而合適的房間比例可以避免產生兼并現象。而在長寬高達到一定比例時，為矩形房間的最佳比例，即最優(yōu)房間比例。由于該房間的長已經固

10、定為4.52m，而根據該房型的比例經過計算得知該房間的最優(yōu)房型為4.52m（長）*3.3m（寬）*2.37m（高）。那么在進行房間隔斷時房間的寬和高盡量靠近最優(yōu)的房型。圖4 設計隔斷尺寸根據實際的情況，房間的最終隔斷的形狀為通過簡正諧波的運算驗證，該房間的尺寸所得的簡正諧波各模式的簡正頻率得知，在2階以內的簡正諧波共26個模式內的頻率分布較為均勻，沒有較為嚴重的簡并的現象，因此該房間的體形采用4.52m（長）*3.3m（寬）*2.37m（高）的比例。該房間的房型比例不會出現聲染色的現象。圖5 低頻駐波分析圖聲線分析圖6 側墻反射聲聲線分析四視圖聲線分析 見圖6、圖7中的聲線分析，由主音箱發(fā)出的

11、聲線主要經過標注為暗紅色線條區(qū)域墻壁反射。因此宜在該部分墻壁設置擴散板，通過聲擴散作用防止該區(qū)域的第一次反射聲直達過強。同時防止過度吸聲造成的聲場不均的問題。在該位置設置擴散板同時也可以提高房間的早期反射聲。圖7 聲線分析z軸分析幕布方向三 具體聲學設計3.1 聲學材料 聲學材料的選擇原則l 聲學材料具有良好的吸聲性能l 聲學材料達到廳堂防火的要求l 聲學材料為市面常見聲學材料l 價格適當l 安裝簡便 聲學材料選用說明由于聲學材料的吸聲系數和材料本身性能，聲學材料的結構有關，因此在選用材料和施工的時候要嚴格遵照聲學方案中的種類和結構。同種類型聲學材料相同結構的情況下，由于生產原料及工藝的不同也

12、會導致吸聲性能的差異。本方案聲學材料的吸聲系數在表2中列出了常規(guī)聲學材料的吸聲系數。因此要求甲方在選用聲學材料時，需要材料廠家提供該聲學材料的國家權威聲學檢測部門的吸聲系數檢測報告。如果檢測報告與表2中所列的材料的吸聲系數相差較大，需要與聲學顧問咨詢協(xié)商 說明：由于是初步方案，不提供材料的結構節(jié)點圖。 大長城吸聲板圖8大長城吸聲板 聚酯吸聲板圖9 聚酯纖維吸聲板實物圖圖10 圓球型擴散體擴散板圖11 三角斜面擴散體 聲學材料吸聲系數材料名稱及結構125hz250hz500hz1khz2khz4khz聚酯吸聲板 0.220.560.860.990.960.98大長城吸聲板0.430.210.150.060.060.04圓球擴散體0.510.300.130.080.090.10三角斜面擴散體0.540.340.150.090.080.08座椅0.120.240.300.450.480.51表2 吸聲材料吸聲系數表3.2 吸聲材料面積及位置由于是初步方案，僅給出各種材料的設置面積，具體位置和材料結構等暫不提供。頂面頂面采用聚酯纖維吸聲板，和圓圈擴散體墻面墻面采用聚酯吸聲板、大長城板、三角斜面擴散板。這三種的吸聲特性在各頻段