第四章常用吸聲材料與混響時(shí)間

1、第四章第四章 常用吸聲材料與混響時(shí)間常用吸聲材料與混響時(shí)間 本章要點(diǎn)：本章要點(diǎn)： 廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)中常用的吸聲材料和結(jié)構(gòu)及其特性廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)中常用的吸聲材料和結(jié)構(gòu)及其特性 運(yùn)用運(yùn)用EASE 4.1軟件進(jìn)行吸聲材料的鋪設(shè)和設(shè)置軟件進(jìn)行吸聲材料的鋪設(shè)和設(shè)置 各類廳堂的最佳混響時(shí)間各類廳堂的最佳混響時(shí)間 運(yùn)用運(yùn)用EASE 4.1軟件進(jìn)行混響時(shí)間的計(jì)算和優(yōu)化軟件進(jìn)行混響時(shí)間的計(jì)算和優(yōu)化 廳堂聽眾區(qū)、聽眾座椅和廳堂顏色的設(shè)置方法廳堂聽眾區(qū)、聽眾座椅和廳堂顏色的設(shè)置方法 廳堂的噪聲設(shè)置和控制廳堂的噪聲設(shè)置和控制一一吸聲材料與結(jié)構(gòu)的類型吸聲材料與結(jié)構(gòu)的類型1.多孔材料多孔材料 多空材料的種類很多，以麻、棉、木絲

2、、多空材料的種類很多，以麻、棉、木絲、獸毛、玻璃棉等纖維材料加入適當(dāng)粘合獸毛、玻璃棉等纖維材料加入適當(dāng)粘合劑制成的板材等。劑制成的板材等。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 吸聲系數(shù)隨頻率的升高而增大，并在高吸聲系數(shù)隨頻率的升高而增大，并在高頻區(qū)出現(xiàn)不同程度的起伏。頻區(qū)出現(xiàn)不同程度的起伏。第一節(jié)第一節(jié) 常用吸聲材料和結(jié)構(gòu)常用吸聲材料和結(jié)構(gòu)2. 穿孔板結(jié)構(gòu)穿孔板結(jié)構(gòu) 是在金屬板、薄木板、水泥板或石膏板上是在金屬板、薄木板、水泥板或石膏板上穿以一定密度的圓孔，并在背后設(shè)置一定穿以一定密度的圓孔，并在背后設(shè)置一定的空氣層和多空材料。的空氣層和多空材料。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，吸聲特性可以預(yù)計(jì)。微穿孔板結(jié)構(gòu)簡單，吸聲特性

3、可以預(yù)計(jì)。微穿孔板常用鋁板，所以不生銹，也不怕氣流、水、常用鋁板，所以不生銹，也不怕氣流、水、溫度、濕度等的侵蝕，適用于特殊環(huán)境。溫度、濕度等的侵蝕，適用于特殊環(huán)境。3.3. 共振板結(jié)構(gòu)共振板結(jié)構(gòu) 是將膠合板、木纖板等具有一定彈性的薄板大面積的釘在龍骨上，使板后留有一個(gè)空氣腔，形成共振吸聲結(jié)構(gòu)。把聲能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)化為熱能。4. 空間吸聲體空間吸聲體 是一種設(shè)計(jì)好懸掛或懸挑在室內(nèi)空間的一種吸聲結(jié)構(gòu)。由于空間吸聲體有2個(gè)以上的面與聲波接觸，其有效吸聲面積遠(yuǎn)大于其投影面積。對于一些空間特別高大的廳堂，如果混聲時(shí)間過長，需要大量吸聲，且布置吸聲材料的位置受到限制，此時(shí)可以考慮使用空間吸聲體。5.

4、 簾幕簾幕 一般可以將簾幕看成是薄的多空材料，如一般可以將簾幕看成是薄的多空材料，如果將它貼墻懸掛，主要吸收高頻成分，如果將它貼墻懸掛，主要吸收高頻成分，如果距離墻面有一定距離懸掛，轉(zhuǎn)而吸收中、果距離墻面有一定距離懸掛，轉(zhuǎn)而吸收中、高頻。高頻。6. 可變吸聲體可變吸聲體 為適應(yīng)不同音質(zhì)要求而設(shè)置的一種吸聲性為適應(yīng)不同音質(zhì)要求而設(shè)置的一種吸聲性能可以改變的一種吸聲結(jié)構(gòu)。能可以改變的一種吸聲結(jié)構(gòu)。7. 觀眾和座椅觀眾和座椅觀眾吸聲主要是有衣服引起的，對中、高頻有明顯的吸收作用。座椅的吸聲系數(shù)由于其材質(zhì)、結(jié)構(gòu)不同，差別會比較大。二、吸聲材料與結(jié)構(gòu)的選用原則二、吸聲材料與結(jié)構(gòu)的選用原則1.滿足聲學(xué)環(huán)境

5、的要求滿足聲學(xué)環(huán)境的要求 合理控制混響時(shí)間，避免出現(xiàn)聲音缺陷合理控制混響時(shí)間，避免出現(xiàn)聲音缺陷2.室內(nèi)空氣質(zhì)量室內(nèi)空氣質(zhì)量 避免使用容易發(fā)揮甲醛等有毒有害物質(zhì)的材料。避免使用容易發(fā)揮甲醛等有毒有害物質(zhì)的材料。3.建筑節(jié)能建筑節(jié)能 盡可能選用蓄熱系數(shù)小、傳熱系數(shù)小的吸聲材料。盡可能選用蓄熱系數(shù)小、傳熱系數(shù)小的吸聲材料。4.裝飾效果和美學(xué)要求裝飾效果和美學(xué)要求5.吸聲材料合理搭配，使廳堂在全頻范圍內(nèi)都具有吸聲材料合理搭配，使廳堂在全頻范圍內(nèi)都具有較為平直的頻響特性較為平直的頻響特性三、對廳堂內(nèi)表面吸聲處理要遵循如下設(shè)置原則三、對廳堂內(nèi)表面吸聲處理要遵循如下設(shè)置原則 1.優(yōu)先處理最容易受到聲波作用的

6、表面優(yōu)先處理最容易受到聲波作用的表面,使這些面使這些面充分吸收聲波充分吸收聲波,以達(dá)到降低混響時(shí)間的作用。最以達(dá)到降低混響時(shí)間的作用。最適宜作吸聲處理的面是頂棚適宜作吸聲處理的面是頂棚,其次是觀眾廳后墻其次是觀眾廳后墻和側(cè)墻。布置吸聲材料時(shí)還要考慮和側(cè)墻。布置吸聲材料時(shí)還要考慮,不宜僅對少不宜僅對少數(shù)幾個(gè)面采用強(qiáng)吸聲材料數(shù)幾個(gè)面采用強(qiáng)吸聲材料,而其他面不作吸聲處而其他面不作吸聲處理。理。2.側(cè)墻布置吸聲材料時(shí)還要與采光側(cè)墻布置吸聲材料時(shí)還要與采光(窗戶窗戶)等因素一等因素一起考慮。某些情況下起考慮。某些情況下,廳堂屋頂用玻璃幕墻采光廳堂屋頂用玻璃幕墻采光要與采用空間吸聲體吸聲結(jié)合起來考慮要與采

7、用空間吸聲體吸聲結(jié)合起來考慮,以便使以便使吸聲效果盡量與裝飾效果協(xié)調(diào)一致。吸聲效果盡量與裝飾效果協(xié)調(diào)一致。3.要考慮對舞臺后墻的吸聲處理要考慮對舞臺后墻的吸聲處理,以降低聲反饋以降低聲反饋,提提高傳聲增益。高傳聲增益。 4. 選用吸聲材料時(shí)選用吸聲材料時(shí),必須考慮材料吸聲頻率必須考慮材料吸聲頻率特性的均衡性特性的均衡性,以保持聽眾良好的聽聲感以保持聽眾良好的聽聲感覺。覺。5. 對吸聲材料本身也要提出如下要求對吸聲材料本身也要提出如下要求:在寬在寬的頻率范圍內(nèi)具有高的吸聲系數(shù)的頻率范圍內(nèi)具有高的吸聲系數(shù),且容重且容重要小要小,防潮性好防潮性好,無損害人體健康的氣味無損害人體健康的氣味,不不腐蝕吸

8、聲結(jié)構(gòu)的骨架腐蝕吸聲結(jié)構(gòu)的骨架,不易燃燒不易燃燒,施工簡便施工簡便,吸聲性能長期穩(wěn)定吸聲性能長期穩(wěn)定,兼顧裝飾效果與價(jià)格。兼顧裝飾效果與價(jià)格。 四、吸聲材料的設(shè)置步驟四、吸聲材料的設(shè)置步驟 1. 確定采用某種材料最多的面確定采用某種材料最多的面 首先考慮在建模中采用某種材料最多的面是哪些面首先考慮在建模中采用某種材料最多的面是哪些面,例例如墻面。先選擇一個(gè)面如墻面。先選擇一個(gè)面,呈黃色然后用呈黃色然后用F3鍵命令把全鍵命令把全部采用同樣材料的面作為一個(gè)選擇面并以紅色邊線顯部采用同樣材料的面作為一個(gè)選擇面并以紅色邊線顯示示,再按再按Ctrl+F3打開材料選擇選單打開材料選擇選單,選擇選擇MASO

9、NRY PT(抹灰的磚墻抹灰的磚墻),按按OK鍵鍵,全部紅色面就都從原來的全部紅色面就都從原來的“理想全吸聲材料理想全吸聲材料”改成為改成為“抹灰的磚墻抹灰的磚墻”。2. 再確定采用某些特定材料的面再確定采用某些特定材料的面 3. 最后確定頂棚材料最后確定頂棚材料 4. 材料的調(diào)整材料的調(diào)整 五 吸聲材料設(shè)置的一種誤區(qū) 混響時(shí)間是說明一座廳堂建筑聲學(xué)特性的混響時(shí)間是說明一座廳堂建筑聲學(xué)特性的一個(gè)客觀參量。它取決于廳堂建筑的容積一個(gè)客觀參量。它取決于廳堂建筑的容積和內(nèi)表面材料在不同頻率下的吸聲量。換和內(nèi)表面材料在不同頻率下的吸聲量。換言之言之,當(dāng)一座廳堂建筑容積確定當(dāng)一座廳堂建筑容積確定(與之對

10、應(yīng)的與之對應(yīng)的建筑模型也就確定建筑模型也就確定),此時(shí)內(nèi)表面放置不同吸此時(shí)內(nèi)表面放置不同吸聲材料就會得出不同的混響時(shí)間聲材料就會得出不同的混響時(shí)間-頻率特性頻率特性曲線。曲線。 采用理想吸聲材料得出采用理想吸聲材料得出“理想混響時(shí)間理想混響時(shí)間”是一部分設(shè)計(jì)者進(jìn)行是一部分設(shè)計(jì)者進(jìn)行EASE設(shè)計(jì)存在的一種設(shè)計(jì)存在的一種誤區(qū)誤區(qū) 所謂所謂“理想混響時(shí)間理想混響時(shí)間”如圖曲線所示。如圖曲線所示。 “理想混響時(shí)間理想混響時(shí)間”是經(jīng)過房間建模和吸聲材是經(jīng)過房間建模和吸聲材料設(shè)置料設(shè)置,通過通過Eyring或或Sabine公式按公式按EASE規(guī)定的程序計(jì)算出來的。規(guī)定的程序計(jì)算出來的。 EASE軟件吸聲材

11、料數(shù)據(jù)庫軟件吸聲材料數(shù)據(jù)庫Full中包括中包括189種不同的吸聲材料種不同的吸聲材料,廳堂建筑中常用的吸聲廳堂建筑中常用的吸聲材料大多包含在其中。這里也包括幾種特材料大多包含在其中。這里也包括幾種特殊的吸聲材料殊的吸聲材料,即理想吸聲材料。所謂理想即理想吸聲材料。所謂理想吸聲材料吸聲材料,就是這種材料的吸聲系數(shù)不隨頻就是這種材料的吸聲系數(shù)不隨頻率的改變而改變。例如吸聲材料的吸聲系率的改變而改變。例如吸聲材料的吸聲系數(shù)為數(shù)為10%,在任何頻率下都保持吸聲系數(shù)在任何頻率下都保持吸聲系數(shù)10%不變不變,此外還有此外還有20%,90%等等,因此這因此這種材料也稱為百分比材料。種材料也稱為百分比材料。

12、把房間的把房間的“面面”設(shè)置為百分比材料設(shè)置為百分比材料,經(jīng)過程經(jīng)過程序計(jì)算就會得出序計(jì)算就會得出“理想混響時(shí)間理想混響時(shí)間”曲線。曲線。該曲線不能作為反映該實(shí)際廳堂聲學(xué)特性該曲線不能作為反映該實(shí)際廳堂聲學(xué)特性的客觀技術(shù)參數(shù)的客觀技術(shù)參數(shù),而是通過用而是通過用“虛擬材料虛擬材料”構(gòu)建的房間導(dǎo)出的假想混響時(shí)間。構(gòu)建的房間導(dǎo)出的假想混響時(shí)間。 用這樣的混響時(shí)間所進(jìn)行的一切聲學(xué)特性用這樣的混響時(shí)間所進(jìn)行的一切聲學(xué)特性模擬和運(yùn)算的結(jié)果模擬和運(yùn)算的結(jié)果(包括各種效果圖包括各種效果圖),也都也都不反映和代表現(xiàn)實(shí)廳堂聲學(xué)特性的真實(shí)情不反映和代表現(xiàn)實(shí)廳堂聲學(xué)特性的真實(shí)情況況,因此不能完全用于指導(dǎo)廳堂施工和說明

13、因此不能完全用于指導(dǎo)廳堂施工和說明此工程設(shè)計(jì)廳堂預(yù)計(jì)達(dá)到的聲學(xué)效果此工程設(shè)計(jì)廳堂預(yù)計(jì)達(dá)到的聲學(xué)效果。 第二節(jié)第二節(jié) 吸聲材料的鋪設(shè)與設(shè)置吸聲材料的鋪設(shè)與設(shè)置一一 鋪設(shè)吸聲材料鋪設(shè)吸聲材料1.查看面的屬性查看面的屬性工程編輯窗口，鼠標(biāo)右鍵菜單，工程編輯窗口，鼠標(biāo)右鍵菜單，Properties鼠標(biāo)右鍵菜單 面屬性窗口 名稱欄名稱欄屬性欄屬性欄材料欄材料欄點(diǎn)屬性點(diǎn)屬性欄欄材質(zhì)屬性材質(zhì)屬性欄欄材質(zhì)屬性窗口 2.鋪設(shè)吸聲材料鋪設(shè)吸聲材料 選擇吸聲材料 EASE 4.1材料庫 二二修改吸聲材料修改吸聲材料如果修改的材料不在預(yù)先選定的材料中如果修改的材料不在預(yù)先選定的材料中的話，需要進(jìn)入面屬性編輯窗口，在材

14、的話，需要進(jìn)入面屬性編輯窗口，在材料庫中重新選擇新的材料，再鋪設(shè)到需料庫中重新選擇新的材料，再鋪設(shè)到需要修改的面上；要修改的面上；如果修改的材料已經(jīng)存在于選定的材料如果修改的材料已經(jīng)存在于選定的材料中，那么只要選定需要修改的面，右鍵中，那么只要選定需要修改的面，右鍵進(jìn)入快捷菜單，選擇進(jìn)入快捷菜單，選擇Change Wall Material（快捷鍵（快捷鍵F2）即可）即可 三三 添加坐席區(qū)添加坐席區(qū)面屬性窗口，面屬性窗口，Two Folder，Is Coat Of添加坐席區(qū) 設(shè)置坐席區(qū) 第三節(jié)第三節(jié) 混響時(shí)間混響時(shí)間一一混響時(shí)間混響時(shí)間混響時(shí)間混響時(shí)間T是指當(dāng)聲源在房間內(nèi)停止發(fā)聲是指當(dāng)聲源在房

15、間內(nèi)停止發(fā)聲后，殘余聲能在房間內(nèi)往復(fù)反射，經(jīng)吸后，殘余聲能在房間內(nèi)往復(fù)反射，經(jīng)吸聲材料吸收，其聲能密度衰變聲材料吸收，其聲能密度衰變60dB所需所需要的時(shí)間。要的時(shí)間。 賽賓公式：賽賓公式： 艾潤公式：艾潤公式： 賽賓努特生公式：賽賓努特生公式： 艾潤努特生公式：艾潤努特生公式： 0.163VTS0.163ln(1)VTS0.1634VTSmV0.163ln(1)4VTSmV 房間內(nèi)空氣吸收房間內(nèi)空氣吸收4m（m1 ） 頻率（頻率（Hz）溫度（溫度（C）相對濕度（）相對濕度（）10204060801000150.0130.0060.0040.0040.003200.0110.0060.0040

16、.0040.003300.0070.0050.0040.0040.0032000150.0440.0220.0110.090.008200.0360.0170.0100.0090.008300.0230.0130.0100.0090.0084000150.0900.0740.0360.0240.021200.1010.0580.0290.0220.020300.0800.0390.0250.0220.0208000150.1280.1920.1190.0790.061200.1860.1880.0950.0650.053300.2380.1280.0670.0560.051二二最佳混響時(shí)間最佳

17、混響時(shí)間混響時(shí)間是廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)混響時(shí)間是廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它的任務(wù)是使室內(nèi)具有適合使用要容，它的任務(wù)是使室內(nèi)具有適合使用要求的混響時(shí)間及其頻率特性。求的混響時(shí)間及其頻率特性。廳堂的混響時(shí)間根據(jù)其容積大小、使用廳堂的混響時(shí)間根據(jù)其容積大小、使用用途、節(jié)目類型以及演出規(guī)模，在用途、節(jié)目類型以及演出規(guī)模，在5001000Hz范圍內(nèi)有著不同的最佳控制范圍。范圍內(nèi)有著不同的最佳控制范圍。 1.最佳混響時(shí)間的確定最佳混響時(shí)間的確定時(shí) 間 上時(shí) 間 上限限時(shí) 間 下時(shí) 間 下限限時(shí) 間 上時(shí) 間 上限限時(shí) 間 下時(shí) 間 下限限2.混響時(shí)間頻率特性的確定混響時(shí)間頻率特性的確定 頻率（頻率

18、（Hz）混響時(shí)間比值混響時(shí)間比值歌劇歌劇話劇、戲曲話劇、戲曲電影院電影院會堂、報(bào)告廳、多用途廳會堂、報(bào)告廳、多用途廳1251.01.31.01.21.01.21.01.32501.01.151.01.11.01.11.01.1550010001.001.001.001.0020000.91.00.91.00.91.00.91.040000.81.00.81.00.81.00.81.0理想比值理想比值容 差 范容 差 范圍圍三三 混響時(shí)間的設(shè)置與優(yōu)化混響時(shí)間的設(shè)置與優(yōu)化1.查看混響時(shí)間數(shù)據(jù)查看混響時(shí)間數(shù)據(jù)工程編輯窗口，工程編輯窗口，Edit Room Data 房間數(shù)據(jù)（艾潤） 房間數(shù)據(jù)（賽賓）

19、 2.查看混響時(shí)間曲線查看混響時(shí)間曲線 工程編輯窗口，工程編輯窗口，ViewRoom RT 房間混響時(shí)間曲線（艾潤） 房間混響時(shí)間曲線（賽賓） 3.查看滿場混響時(shí)間查看滿場混響時(shí)間工程編輯窗口，鼠標(biāo)右鍵菜單，工程編輯窗口，鼠標(biāo)右鍵菜單，Change Wall Material 房間數(shù)據(jù) 4.混響時(shí)間的優(yōu)化混響時(shí)間的優(yōu)化 時(shí)間上限時(shí)間上限時(shí)間下限時(shí)間下限時(shí)間上限時(shí)間上限時(shí)間下限時(shí)間下限實(shí)際曲線實(shí)際曲線 工程編輯窗口，工程編輯窗口，ToolsOptimize RT 優(yōu)化混響時(shí)間 選擇備用材料 目標(biāo)混響時(shí)間 查找目標(biāo)材料 優(yōu)化后的混響時(shí)間 優(yōu)化后的混響時(shí)間 時(shí)間上限時(shí)間上限時(shí)間下限時(shí)間下限優(yōu)化后的曲

20、優(yōu)化后的曲線線四四 房間的其他設(shè)置房間的其他設(shè)置1.加入聽眾區(qū)加入聽眾區(qū)工程編輯窗口，工程編輯窗口，InsertAudience Area 加入聽眾區(qū) 加入聽眾區(qū) 2.加入聽眾座椅加入聽眾座椅工程編輯窗口，鼠標(biāo)右鍵菜單，工程編輯窗口，鼠標(biāo)右鍵菜單，Seat On Area工程編輯窗口，工程編輯窗口， InsertListener Seat工程編輯窗口，鼠標(biāo)右鍵菜單，工程編輯窗口，鼠標(biāo)右鍵菜單， Insert Seat Grid 加入聽眾座椅 3.設(shè)置房間顏色設(shè)置房間顏色主程序窗口，主程序窗口，ViewStandard Rendering 三維繪圖窗口 選擇房間顏色 房間顏色 第三節(jié)第三節(jié) 噪聲控制噪聲控制一一噪聲控制的一般要求噪聲控制的一般要求噪聲控制的主要目的就是將各項(xiàng)噪聲源噪聲控制的主要目的就是將各項(xiàng)噪聲源對觀眾廳的干擾降到最低限度。對于噪對觀眾廳的干擾降到最低限度。對于噪聲干擾，除了設(shè)計(jì)時(shí)要考慮將觀眾廳安聲干擾，除了設(shè)計(jì)時(shí)要考慮將觀眾廳安置在相對安靜的環(huán)境中外，還要考慮減置在相對安靜的環(huán)境中外，還要考慮減弱室內(nèi)噪聲的能量。弱室內(nèi)噪聲的能量。 二二 觀眾廳內(nèi)的噪聲限值觀眾廳內(nèi)的噪聲限值觀眾廳類型觀眾廳類型自然聲