第4章 室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)(1)

1、核心內(nèi)容第4章 室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)4.1 室內(nèi)聲學(xué)原理 4.2 室內(nèi)音質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)4.3 大廳容積的確定4.4 房間的體型設(shè)計(jì)4.5 混響時(shí)間設(shè)計(jì)4.6 電聲系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.7 各類廳堂的音質(zhì)設(shè)計(jì)概述一、廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)程序 廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)是廳堂建筑的一個(gè)組成部分，作為一個(gè)專業(yè)，必須與建筑各專業(yè)協(xié)同工作，并從初步設(shè)計(jì)階段就進(jìn)入角色。 廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)指標(biāo)、內(nèi)容及專業(yè)關(guān)系，隨建筑類別、演出方式、聽音對(duì)象(人耳或傳聲器)不同，音質(zhì)要求不同。音質(zhì)設(shè)計(jì)程序基本相同。 建筑師應(yīng)根據(jù)預(yù)定音質(zhì)指標(biāo)，按設(shè)計(jì)程序組織各專業(yè)協(xié)調(diào)工作，并將聲學(xué)要求與廳堂體型、內(nèi)裝修、陳設(shè)、通風(fēng)和照明等密切地配合起來。聲學(xué)處理不是作為一種追加設(shè)施，而是

2、融合于建筑整體藝術(shù)設(shè)計(jì)中，使成為有機(jī)結(jié)合體。建筑師的作用廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)程序和各專業(yè)間關(guān)系用地選擇總平面設(shè)計(jì)體型設(shè)計(jì)聲學(xué)設(shè)計(jì)施工聲學(xué)測(cè)試與調(diào)整驗(yàn)收音質(zhì)評(píng)價(jià)縮尺模型聲學(xué)修正二、廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)步驟1、選址、總平面設(shè)計(jì)用地選擇噪聲、振動(dòng) 為保證室內(nèi)背景噪聲處于較低水平，廳堂地址的選擇至關(guān)重要。 廳堂地址選擇要充分考慮日益增長(zhǎng)的交通噪聲，有時(shí)還應(yīng)考慮航空噪聲的影響，避免附近有較大的噪聲源。廳堂位置應(yīng)遠(yuǎn)離鐵路線、地鐵及主要交通干線、高噪聲工廠。 2、確定音質(zhì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)用戶的使用要求，確定音質(zhì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括確定聲音響度、混響時(shí)間及室內(nèi)允許的噪聲級(jí)等。 某劇院的總平面布置及單體建筑設(shè)計(jì)，力求避免噪聲影響大

3、廳的聽聞。 (S為噪聲源)某劇院總平面圖廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)的步驟3、進(jìn)行音質(zhì)設(shè)計(jì) 包括體型設(shè)計(jì)、混響時(shí)間設(shè)計(jì)、吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu)的選擇與布置、防噪措施與擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。4、測(cè)定、調(diào)整與評(píng)價(jià)鑒定重要步驟 竣工后應(yīng)組織試演，并請(qǐng)觀眾、演員、聲學(xué)專家及建筑工作者進(jìn)行評(píng)價(jià)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出竣工說明，必要時(shí)還需適當(dāng)修改和調(diào)整，直到滿意為止。4.2 室內(nèi)音質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一、音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1、響度、響度 人們聽到聲音的大小。足夠響度是室內(nèi)具有良好音質(zhì)的基本條件。與響度相對(duì)應(yīng)的物理指標(biāo)是聲壓級(jí)。2、豐滿度豐滿度音樂豐滿度音樂豐滿度 指人們對(duì)聲音發(fā)出后“余音”的感覺。室外，聲音感覺“干癟”，不豐滿。與豐滿度相對(duì)

4、應(yīng)的物理指標(biāo)是混響時(shí)間。3、色度感色度感音色音色 聲源音色保持和美化。保持音色不失真。美化聲源，如“溫暖”、“明亮”。相對(duì)應(yīng)的物理指標(biāo)主要是混響時(shí)間頻率特性及早期衰減的頻率特性 。音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)量合適的語(yǔ)言響度級(jí)6070方；音樂稍高4、空間感 指室內(nèi)環(huán)境給人的空間感覺，包括方向感、距離感（親切感）、圍繞感等?？臻g感與反射聲的強(qiáng)度、時(shí)間分布、空間分布有密切關(guān)系。5、清晰度、清晰度 語(yǔ)言清晰度語(yǔ)言清晰度 指語(yǔ)言用房間中，聲音是否聽得清楚。清晰度與混響時(shí)間有直接關(guān)系，還與聲音的空間的反射情況及衰減的頻率特性等綜合因素有關(guān)。6、無聲缺陷 如回聲、顫動(dòng)回聲、聲聚焦、聲影區(qū)、聲染色等音質(zhì)缺陷。7、低的背景噪

5、聲干擾。音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)量二、 客觀指標(biāo)1、聲壓級(jí) 房間中某處聲壓級(jí)反映響度。聲源功率一定時(shí)，增大聲壓級(jí)需獲得更多反射聲。2、混響時(shí)間RT及頻率特性曲線 混響時(shí)間RT與室內(nèi)豐滿度、清晰度有很大關(guān)系。RT越長(zhǎng)，越感豐滿，但清晰度越差；RT越短，越感“干 ”，但清晰度提高。 RT頻率特性與音色有一定關(guān)系。RT低頻適當(dāng)增長(zhǎng)，聲音有溫暖感；RT高頻適當(dāng)增長(zhǎng)，聲音有明亮感?？陀^指標(biāo)3、反射聲時(shí)間序列分布 人們最先聽到的是直達(dá)聲，之后是來自各個(gè)界面的反射聲。一般，直達(dá)聲后50ms內(nèi)到達(dá)的聲音稱近次反射聲對(duì)加強(qiáng)直達(dá)聲響度、提高清晰度、維護(hù)聲源方向起到很大作用。 對(duì)語(yǔ)言，提出清晰度D（definition) 概念

6、；對(duì)于音樂，提出明晰度C(Clarity)的概念。客觀指標(biāo)直達(dá)聲后50ms內(nèi)到達(dá)聲能與50ms后聲能比值近次反射聲很重要直達(dá)聲后80ms內(nèi) 50ms以外的反射聲一般被認(rèn)為混響聲?；祉懧曉蕉唷⒃綇?qiáng)，豐滿度、環(huán)繞感好，但清晰度差；50ms以外的強(qiáng)反射聲會(huì)產(chǎn)生回聲。近次反射聲和混響聲中間不能脫節(jié)，否則，雖混響時(shí)間較長(zhǎng)但豐滿度不夠?；祉懧暸c回聲的區(qū)別： 50ms以外的反射聲一般被認(rèn)為是混響聲，對(duì)聲音延續(xù)；而50ms以外的強(qiáng)反射聲會(huì)產(chǎn)生回聲，與直達(dá)聲相比聽起來是兩個(gè)聲音。混響聲與回聲和反射聲的關(guān)系： 混響聲與回聲均為反射聲，混響聲為有益的反射聲，回聲為有害的反射聲。 混響聲與回聲直達(dá)聲、近次反射聲（早期

7、反射聲）、混響聲或回聲。4、反射聲空間分布 來自前方的近次反射聲能夠增加親切感，來自側(cè)向的反射聲能夠增加環(huán)繞感。 聽者左右兩耳接收的側(cè)向反射聲有較大差別，形成了人們對(duì)聲源的空間印象使用兩耳互相關(guān)函數(shù)IACC來表示空間圍繞感。IACC越小，表明房間反射造成的雙耳到達(dá)信號(hào)相關(guān)性越小，空間圍繞感越強(qiáng)。三、 音質(zhì)設(shè)計(jì)步驟音質(zhì)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下幾個(gè)步驟：1）防止外部噪聲及振動(dòng)傳入室內(nèi)，使室內(nèi)的背景噪聲足夠低。注意避免室內(nèi)外噪聲的影響2）使室內(nèi)各處都有足夠響度，并保證聲場(chǎng)分布盡可能均勻。 充分利用直達(dá)聲以保證合適響度3）聽眾各點(diǎn)應(yīng)安排足夠的近次反射聲。合理分布近次反射聲4）使房間具有與使用要求相適應(yīng)的混響時(shí)間

8、。 正確控制混響時(shí)間及其頻率特性5）防止出現(xiàn)回聲、多重回聲、聲聚焦、聲影區(qū)、聲染色等音質(zhì)缺陷。注意避免和消除聲缺陷，與體型設(shè)計(jì)有關(guān) 四、音質(zhì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1、大廳容積的確定2、廳堂體型設(shè)計(jì)3、混響時(shí)間的設(shè)計(jì)4、擴(kuò)聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)核心內(nèi)容4.2 房間容積的確定 廳堂聲學(xué)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是根據(jù)用途和音質(zhì)要求確定廳堂有效容積。 建筑設(shè)計(jì)任務(wù)書內(nèi)通常只提供廳堂規(guī)模(容量)、建筑面積和造價(jià)。 從聲學(xué)設(shè)計(jì)角度，確定廳堂有效容積，一般應(yīng)根據(jù)保證有足夠響度與合適混響時(shí)間兩方面確定。一、決定因素（一）保證廳內(nèi)有足夠的響度。 人所能發(fā)出的自然聲能是很有限的，聲功率較弱。如果廳堂容積很大而又不注意充分利用，則隨著與聲源距離

9、增加，直達(dá)聲將有較大衰減，而早期反射聲補(bǔ)強(qiáng)作用有限。 400萬人同時(shí)大聲講話產(chǎn)生功率相當(dāng)于一只40W燈泡的電功率合適的語(yǔ)言響度級(jí)6070方；音樂稍高用途教室 講演話劇獨(dú)唱、獨(dú)奏大型交響樂最大容積（m3) 5002000300060001200025000以自然聲為主的廳堂體積的推薦值實(shí)用建筑聲學(xué)P118表5-2 （二）合適的混響時(shí)間 混響時(shí)間計(jì)算公式 人吸聲量占房間吸聲量很大一部分。如劇院觀眾廳，觀眾吸聲量占總吸聲量的1/21/3。故建筑方案設(shè)計(jì)中，通過控制容積V與觀眾數(shù)n比值，一定程度上能控制混響時(shí)間。 每座容積來控制廳堂容積。如果選擇適當(dāng)，就可在不用或少用額外吸聲處理的情況下得到適宜混響時(shí)間。引入每座容積每座容積V/n： 大廳容積V與觀眾數(shù)n比值。 不同用途的廳堂的混響時(shí)間與每座容積關(guān)系較大。用途推薦每座容積（m3)音樂廳810歌劇院68多功能廳、禮堂56演講廳、教室35電影院4聲學(xué)設(shè)計(jì)手冊(cè)用途推薦每座容積（m3)音樂廳712歌劇院68多功能劇場(chǎng)、禮堂57講演廳、大教室35電影院45用途推薦每座容積（m3)以音樂為主68多功能廳4.55.5以語(yǔ)言為主3.54.5每座容積建議值實(shí)用建筑聲學(xué)P118表5-3【例