建筑物理聲學(xué)室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)

1、建筑物理聲學(xué)室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)按按聲聲源源性性質(zhì)質(zhì)分分語言用廳堂語言用廳堂音樂用廳堂音樂用廳堂多功能廳堂多功能廳堂教室、會(huì)議室、播音室、法庭等教室、會(huì)議室、播音室、法庭等特點(diǎn)：用于語言交流，響度變化范圍特點(diǎn)：用于語言交流，響度變化范圍小、清晰度要求高、混響時(shí)間較短。小、清晰度要求高、混響時(shí)間較短。專門用于音樂演出：音樂廳專門用于音樂演出：音樂廳特點(diǎn)：用于音樂欣賞，響度變化范圍特點(diǎn)：用于音樂欣賞，響度變化范圍大、清晰度和豐滿度要求高、混響大、清晰度和豐滿度要求高、混響時(shí)間較長(zhǎng)。時(shí)間較長(zhǎng)。電影院、歌劇院、禮堂、舞廳等電影院、歌劇院、禮堂、舞廳等特點(diǎn)：特點(diǎn)間于語言用廳堂與音樂廳特點(diǎn)：特點(diǎn)間于語言用廳堂與音

2、樂廳之間；有調(diào)節(jié)功能最好。之間；有調(diào)節(jié)功能最好。6.2 室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)要求室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)要求（3）滿意的清晰度、明晰度、豐滿度和立體感可懂度：可懂度：聽者對(duì)語言的理解和聽懂程度聽者對(duì)語言的理解和聽懂程度，習(xí)慣上，習(xí)慣上當(dāng)語言單位間有上下文聯(lián)系時(shí)，用可懂度；上下文當(dāng)語言單位間有上下文聯(lián)系時(shí)，用可懂度；上下文無聯(lián)系時(shí)用清晰度。無聯(lián)系時(shí)用清晰度。清晰度：清晰度：聽者對(duì)語言聽者對(duì)語言聽得清楚的程度聽得清楚的程度。清晰度與。清晰度與混響時(shí)間和響度有直接關(guān)系，還與聲音的空間混響時(shí)間和響度有直接關(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)。的反射情況及衰減的頻率特性等綜合因素有關(guān)。清晰度與可懂度

3、間關(guān)系清晰度與可懂度間關(guān)系清晰度與聲壓級(jí)關(guān)系清晰度與聲壓級(jí)關(guān)系清晰度的客觀描述清晰度的客觀描述清晰度與噪聲間關(guān)系清晰度與噪聲間關(guān)系清晰度與明晰度間關(guān)系清晰度與明晰度間關(guān)系豐滿度：豐滿度： 室外聲音由于缺乏反射聲使人感覺室外聲音由于缺乏反射聲使人感覺“干干癟癟”，不豐滿。指相對(duì)于室外而言，室內(nèi)聲音，不豐滿。指相對(duì)于室外而言，室內(nèi)聲音音質(zhì)的提高程度；或指人們對(duì)聲音發(fā)出后音質(zhì)的提高程度；或指人們對(duì)聲音發(fā)出后“余余音音”的感覺?；蚍Q活躍的感覺?；蚍Q活躍( (余音悠揚(yáng)），或稱親切余音悠揚(yáng)），或稱親切（堅(jiān)實(shí)飽滿）或稱溫暖（音色渾厚）。（堅(jiān)實(shí)飽滿）或稱溫暖（音色渾厚）。 影響豐滿度的物理指標(biāo)是混響時(shí)間。影響

4、豐滿度的物理指標(biāo)是混響時(shí)間。（4）合適的混響時(shí)間）合適的混響時(shí)間語言廳語言廳: :0.80.81.11.1秒；秒；音樂廳音樂廳: :稍長(zhǎng)些，與稍長(zhǎng)些，與體積有關(guān)。體積有關(guān)。6.3 音質(zhì)設(shè)計(jì)關(guān)注的指標(biāo)音質(zhì)設(shè)計(jì)關(guān)注的指標(biāo)6.4 音質(zhì)設(shè)音質(zhì)設(shè)計(jì)的步驟計(jì)的步驟和方法和方法 確定容積 目的：滿足使用要求，造價(jià)合理 方法：綜合建筑、結(jié)構(gòu)、聲學(xué)、照明通風(fēng),造價(jià)施工等因素 總圖布置、房間組合 目的：防止外界噪聲和附屬房間對(duì)主要聽音室的影響和噪聲干擾. 方法：布局合理，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定噪聲. 體型設(shè)計(jì) 目的：充分利用有效聲能、避免音質(zhì)缺陷 方法：幾何聲學(xué)作用或模型實(shí)驗(yàn) 噪聲控制 目的： 保證室內(nèi)達(dá)到噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)。 方法

5、： 計(jì)算和試驗(yàn)隔聲措施、 設(shè)備噪聲控制 混響時(shí)間選擇和控制 目的： 達(dá)到合適的混響時(shí)間。 方法： 計(jì)算布置吸聲材料、 模型試驗(yàn) 聲場(chǎng)計(jì)算 目的： 響度達(dá)到合適 , 聲 能 分 布 均勻。 方法： 計(jì)算或模型試驗(yàn) 擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目的： 有足夠的響度和清晰度。 方法：計(jì)算設(shè)計(jì) 施工中的測(cè)試和調(diào)整 目的：檢查音質(zhì)設(shè)計(jì)指標(biāo) 方法：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、采取措施 音質(zhì)鑒定 目的：指標(biāo)是否達(dá)到要求 方法：客觀指標(biāo)測(cè)量，主觀評(píng)價(jià) 第一步： 總圖布置及房間組合目的：主要從區(qū)域規(guī)目的：主要從區(qū)域規(guī)劃和單體設(shè)計(jì)上控制劃和單體設(shè)計(jì)上控制外界噪聲。外界噪聲。方法：方法：（1）利用噪聲等值）利用噪聲等值線線（2）利用過渡地帶）利用

6、過渡地帶和吵鬧場(chǎng)所屏蔽噪聲。和吵鬧場(chǎng)所屏蔽噪聲。（3）將靜室與鬧室集）將靜室與鬧室集中分開布置等中分開布置等?？倛D總圖布置布置例例第二步：確定廳堂容積第二步：確定廳堂容積目的：保證廳內(nèi)有足夠的響度與目的：保證廳內(nèi)有足夠的響度與合適的混響合適的混響時(shí)間時(shí)間。對(duì)于以自然聲為主的廳堂，大廳的體積有一對(duì)于以自然聲為主的廳堂，大廳的體積有一定限度。定限度。 （推薦值見下表）（推薦值見下表）以電聲為主的可以不受限制。以電聲為主的可以不受限制。方法：按每座容積確定。人的吸聲量占房間吸聲方法：按每座容積確定。人的吸聲量占房間吸聲量量1/32/3。不同用途的廳堂的混響時(shí)間與每座。不同用途的廳堂的混響時(shí)間與每座容

7、積率關(guān)系較大。容積率關(guān)系較大。第三步：廳堂體形設(shè)計(jì)目的目的：（：（1）充分利）充分利用直達(dá)聲與反射聲用直達(dá)聲與反射聲 （2）避免聲音）避免聲音缺陷缺陷方法方法：從平面和剖面：從平面和剖面兩方面考慮；兩方面考慮；利用聲利用聲線分析法進(jìn)行分析線分析法進(jìn)行分析關(guān)系到直達(dá)聲、近次反射聲、混響聲在室內(nèi)的分布情關(guān)系到直達(dá)聲、近次反射聲、混響聲在室內(nèi)的分布情況，對(duì)音質(zhì)有很大的影響，是聲學(xué)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：況，對(duì)音質(zhì)有很大的影響，是聲學(xué)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：平面、剖面形式、房間尺寸比例、室內(nèi)反射面（天花平面、剖面形式、房間尺寸比例、室內(nèi)反射面（天花墻面）形式做法，反射板設(shè)計(jì)等。墻面）形式做法，反射板設(shè)計(jì)等。（1）充分

8、利用直達(dá)聲的措施：）充分利用直達(dá)聲的措施：直接影響響度和清晰度；直達(dá)聲有衰減，被聽直接影響響度和清晰度；直達(dá)聲有衰減，被聽眾吸收衰減更快。眾吸收衰減更快。B B、觀眾席盡量靠近聲源布置、觀眾席盡量靠近聲源布置平面：采用扇形、六角形、馬蹄形平面：采用扇形、六角形、馬蹄形剖面：觀眾廳人數(shù)剖面：觀眾廳人數(shù)15001500人時(shí)，采用一人時(shí)，采用一層眺臺(tái)；層眺臺(tái)；25002500人時(shí)，人時(shí)，二層或多層眺臺(tái)。二層或多層眺臺(tái)。典型平面形狀典型平面形狀 剖面形狀分析剖面形狀分析矩形：矩形：容量較小，聲能分布較均勻（側(cè)墻反容量較小，聲能分布較均勻（側(cè)墻反射）：座區(qū)前部反射聲空白?。粚挾壬洌鹤鶇^(qū)前部反射聲空白小

9、；寬度大于大于30m30m，會(huì)在前區(qū)中部產(chǎn)生回聲，會(huì)在前區(qū)中部產(chǎn)生回聲，而且邊座偏離聲源輻射主軸多，而且邊座偏離聲源輻射主軸多。鐘形：鐘形：容量較小，對(duì)減少反射距離很有效；容量較小，對(duì)減少反射距離很有效；后墻作成曲率半徑較大曲面。結(jié)構(gòu)后墻作成曲率半徑較大曲面。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，空間規(guī)整，適于簡(jiǎn)單，施工方便，空間規(guī)整，適于中小型。中小型。扇形：扇形：視角良好，視距較好，偏座較多。視角良好，視距較好，偏座較多。聲音效果決定側(cè)墻與軸線夾角，一聲音效果決定側(cè)墻與軸線夾角，一般不應(yīng)大于般不應(yīng)大于22.5，應(yīng)在，應(yīng)在10左左右。側(cè)墻做成擴(kuò)散體，后墻曲右。側(cè)墻做成擴(kuò)散體，后墻曲率半徑要大，曲率中心在午臺(tái)率

10、半徑要大，曲率中心在午臺(tái)后。后。倒扇形能為聽眾提供更多反射。倒扇形能為聽眾提供更多反射。六角形：六角形：偏座少，用于伸出式舞臺(tái)的偏座少，用于伸出式舞臺(tái)的場(chǎng)合，如話劇院、會(huì)議廳等。場(chǎng)合，如話劇院、會(huì)議廳等。聲場(chǎng)分布均勻，座區(qū)中心能聲場(chǎng)分布均勻，座區(qū)中心能接受更多反射聲；接受更多反射聲；側(cè)墻前短后長(zhǎng)較好；視距近，側(cè)墻前短后長(zhǎng)較好；視距近，視角好。視角好。圓形：圓形：聲場(chǎng)分布不均，有沿邊反聲場(chǎng)分布不均，有沿邊反射和聲聚焦；射和聲聚焦；沿墻應(yīng)做擴(kuò)散處理；沿墻應(yīng)做擴(kuò)散處理；視角偏，座位多，直達(dá)聲視角偏，座位多，直達(dá)聲程短。程短。卵形：卵形：聲場(chǎng)不均可能性大，沿墻應(yīng)設(shè)聲場(chǎng)不均可能性大，沿墻應(yīng)設(shè)擴(kuò)散體，視角

11、好，偏而遠(yuǎn)的座擴(kuò)散體，視角好，偏而遠(yuǎn)的座位少。位少。有利于聲場(chǎng)擴(kuò)散和均勻，視線有利于聲場(chǎng)擴(kuò)散和均勻，視線好。好。15m：聽不費(fèi)力，可懂：聽不費(fèi)力，可懂度度100%，1520m：聽聞良好，：聽聞良好，95%2025m：聽聞滿意，：聽聞滿意，85%30m：不用電聲極限。：不用電聲極限。C、按可懂度等值線布置觀眾席：、按可懂度等值線布置觀眾席：可懂度等值線：可懂度相等的點(diǎn)連接而成的曲線?？啥鹊戎稻€：可懂度相等的點(diǎn)連接而成的曲線。對(duì)于揚(yáng)聲器也有對(duì)于揚(yáng)聲器也有方向性，且高頻方向性，且高頻的方向性更強(qiáng)。的方向性更強(qiáng)。D、座位盡量布置、座位盡量布置在以聲源為頂點(diǎn)的在以聲源為頂點(diǎn)的140角范圍內(nèi)。角范圍內(nèi)。

12、E、足夠的地面坡度升高：、足夠的地面坡度升高：減少聲吸收，以視線要求即可，后排較減少聲吸收，以視線要求即可，后排較前排升高，一般為前排升高，一般為12cm。聲線分析方法：以聲線分析方法：以5為角引出。為角引出。（2）充分利用有益反射聲的措施：）充分利用有益反射聲的措施：確定反射面的位置、角度、尺寸、材料選擇：確定反射面的位置、角度、尺寸、材料選擇：A、控制廳堂高度與寬度、控制廳堂高度與寬度北京師范大學(xué)音樂廳上海大劇院觀眾廳反射面設(shè)計(jì)注意：反射面設(shè)計(jì)注意：反射板的尺寸應(yīng)大于聲波波長(zhǎng)；反射板的尺寸應(yīng)大于聲波波長(zhǎng)；材料選用密實(shí)堅(jiān)硬，反射性能好的材料，如抹灰材料選用密實(shí)堅(jiān)硬，反射性能好的材料，如抹灰磚

13、墻、混凝土板，厚度大于磚墻、混凝土板，厚度大于1919mmmm的木板，大于的木板，大于1616mmmm石膏板，大于石膏板，大于3030mmmm的抹灰吊頂?shù)?；的抹灰吊頂?shù)龋怀浞掷每拷曉吹奶旎ê蛪γ孀龇瓷涿?，處充分利用靠近聲源的天花和墻面做反射面，處理好反射面與面光，耳光孔與揚(yáng)聲器之間關(guān)系，理好反射面與面光，耳光孔與揚(yáng)聲器之間關(guān)系，避免聲能的逸散和被遮擋。避免聲能的逸散和被遮擋。聲：能使聲場(chǎng)分布均勻，使清晰度提高、聲聲：能使聲場(chǎng)分布均勻，使清晰度提高、聲音柔和、創(chuàng)造親切感。音柔和、創(chuàng)造親切感。 聲音遇到與聲波相當(dāng)?shù)奈矬w時(shí)，會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)散，聲音遇到與聲波相當(dāng)?shù)奈矬w時(shí)，會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)散，一些歐洲古典音樂廳音

14、質(zhì)所以良好，除了房間形一些歐洲古典音樂廳音質(zhì)所以良好，除了房間形狀比例有關(guān)外，還與室內(nèi)許多裝飾處理有關(guān)，如狀比例有關(guān)外，還與室內(nèi)許多裝飾處理有關(guān)，如壁柱、雕刻、藻井式天花，大的吊頂?shù)?，可結(jié)合壁柱、雕刻、藻井式天花，大的吊頂?shù)?，可結(jié)合室內(nèi)設(shè)計(jì)進(jìn)行，如鋸齒形，波浪形天花和墻面，室內(nèi)設(shè)計(jì)進(jìn)行，如鋸齒形，波浪形天花和墻面，內(nèi)表面貼浮雕式的幾何體，懸吊幾何體，采用不內(nèi)表面貼浮雕式的幾何體，懸吊幾何體，采用不規(guī)則的平面布局。規(guī)則的平面布局。柏林室內(nèi)音樂廳柏林室內(nèi)音樂廳上海大劇院觀眾廳上海大劇院觀眾廳多倫多路易多倫多路易.湯姆森音樂廳交響樂演奏情景湯姆森音樂廳交響樂演奏情景舞臺(tái)舞臺(tái)上方上方擴(kuò)散擴(kuò)散處理處理哈

15、爾濱工人文化宮哈爾濱工人文化宮側(cè)墻擴(kuò)散處理側(cè)墻擴(kuò)散處理側(cè)、后墻擴(kuò)散處理側(cè)、后墻擴(kuò)散處理立柱擴(kuò)散，凸體擴(kuò)散立柱擴(kuò)散，凸體擴(kuò)散擴(kuò)散體形狀及設(shè)計(jì)擴(kuò)散體形狀及設(shè)計(jì)擴(kuò)散體的尺寸計(jì)算擴(kuò)散體的尺寸計(jì)算a擴(kuò)散體寬度擴(kuò)散體寬度 b擴(kuò)散體凸出部分?jǐn)U散體凸出部分 g擴(kuò)散體間距擴(kuò)散體間距A.確定確定500HZ最佳混響時(shí)間最佳混響時(shí)間B.確定確定其他頻率下混響時(shí)間其他頻率下混響時(shí)間C.C.確定最佳混響時(shí)間下的吸聲量確定最佳混響時(shí)間下的吸聲量D.實(shí)測(cè)混響時(shí)間確定已有吸聲量實(shí)測(cè)混響時(shí)間確定已有吸聲量E.選擇布置吸聲材料料面積，選擇布置吸聲材料料面積，確定吸聲系數(shù)確定吸聲系數(shù)避免吸聲材料集中布置：與反射面、擴(kuò)散體避免吸聲材料

16、集中布置：與反射面、擴(kuò)散體錯(cuò)開、均勻布置。錯(cuò)開、均勻布置?；祉憰r(shí)間較短的廳堂，混響時(shí)間較短的廳堂，演播室和錄音室演播室和錄音室需要需要布置較多吸聲材料的。布置較多吸聲材料的。 (5)聲學(xué)缺陷處理聲學(xué)缺陷處理A.回聲與顫動(dòng)回聲處理回聲與顫動(dòng)回聲處理回聲最易出現(xiàn)的地方是中回聲最易出現(xiàn)的地方是中前坐區(qū)前坐區(qū), ,頂棚、后墻、眺臺(tái)、頂棚、后墻、眺臺(tái)、側(cè)墻反射。側(cè)墻反射。顫顫動(dòng)動(dòng)回回聲聲B.B.聲聚焦處理：聲聚焦處理：多出現(xiàn)于具有凹形的平割面大廳中。多出現(xiàn)于具有凹形的平割面大廳中。改變弧面曲率，吸聲或擴(kuò)散處理。改變弧面曲率，吸聲或擴(kuò)散處理。C.C.聲影處理：聲影處理：主要出現(xiàn)在眺臺(tái)下面，控制開口比：主要

17、出現(xiàn)在眺臺(tái)下面，控制開口比：音樂廳：音樂廳：DHDH歌劇院：歌劇院：D2HD2H 6.5 室內(nèi)音質(zhì)評(píng)價(jià)與鑒定室內(nèi)音質(zhì)評(píng)價(jià)與鑒定語言聲主觀評(píng)價(jià)與鑒定語言聲主觀評(píng)價(jià)與鑒定音樂聲主觀評(píng)價(jià)與鑒定音樂聲主觀評(píng)價(jià)與鑒定組成：組成：一般包括拾聲、擴(kuò)聲、重放。一般包括拾聲、擴(kuò)聲、重放。擴(kuò)聲系統(tǒng)簡(jiǎn)介作用：提高聲源在聽眾席的聲級(jí)，提高大型主席作用：提高聲源在聽眾席的聲級(jí)，提高大型主席臺(tái)后或兩側(cè)的聲壓級(jí)和清晰度臺(tái)后或兩側(cè)的聲壓級(jí)和清晰度; ;配合戲劇、話劇歌劇、地方戲演出時(shí)音響效果；配合戲劇、話劇歌劇、地方戲演出時(shí)音響效果；利用人工混響和頻響均衡器利用人工混響和頻響均衡器, ,達(dá)到某種聲學(xué)效果達(dá)到某種聲學(xué)效果; ;向向觀眾廳以外地區(qū)（如候演室、化妝室、燈控室人員）觀眾廳以外地區(qū)（如候演室、化妝室、燈控室人員）廣播舞臺(tái)演出實(shí)況廣播舞臺(tái)演出實(shí)況; ;對(duì)觀眾廳、廳外和有關(guān)房間發(fā)布對(duì)觀眾廳、廳外和有關(guān)房間發(fā)布通知。通知。要求：頻率響應(yīng)范圍寬：對(duì)語言要求：頻率響應(yīng)范圍寬：對(duì)語言300HZ300HZ8000HZ8000HZ，對(duì)音樂對(duì)音樂303012000HZ12000H