第4章-室內音質設計(3).

1、第4章 室內音質設計4.1 室內聲學原理室內聲學原理 4.2 室內音質評價標準室內音質評價標準4.3 大廳容積的確定4.4 房間的體型設計4.5 混響時間設計4.6 電聲系統(tǒng)設計 4.7 各類廳堂的音質設計4.5 室內混響設計 混響時間混響時間及其頻率特性曲線頻率特性曲線與主觀評價量密切相關，廳堂音質設計的主要內容 具體內容包括： 1）選擇最佳混響時間及其頻率特性（根據(jù)使用功能）； 2）混響時間計算（體積和吸聲量計算）； 3）室內裝修材料的選擇與布置?？陀^量一、最佳混響時間T60及T60頻率特性曲線的確定：（一）最佳混響時間T60的確定1、定義：中頻500Hz所對應的混響時間稱最佳混響時間。最

2、佳混響時間主要是以500Hz為代表，根據(jù)大量已建房間的試驗測定，并通過人們的主觀評價及統(tǒng)計歸納而得到?？陀^量常用最佳混響時間(秒)音樂廳1.82.2劇院1.41.7多功能1.01.3電影院0.81.0高保真0.40.6錄音室0.30.42、特點：與功能、容積有關 試驗表明：房間用途不同，其最佳混響時間也不相同：用于語言的房間電影院、報告廳、會議室、教室等，其最佳混響時間要比用于音樂的房間音樂廳、歌劇院短些。 房間容積不同，其最佳混響時間也不同：房間容積大的，最佳混響時間要比容積小的長些。 房 間 用 途RT（s）房 間 用 途RT（s）音樂廳歌劇院多功能廳話劇院、會堂普通電影院立體聲電影院多功

3、能綜合性體育館音樂錄音室（自然混響）1.62.11.41.61.11.40.91.30.81.10.450.91.42.01.21.6強吸聲錄音室電視演播室 語言 音樂電影同期錄音棚語言錄音室琴室教室、講演室視聽教室 語言 音樂0.30.60.40.70.61.00.40.80.250.40.30.60.81.00.40.80.61.0各類建筑混響時間適當范圍（500與1kHz平均值） （二）最佳混響時間T60的頻率特性：各個頻率的混響時間T60 以頻率為橫坐標，以各個頻率混響時間T60與500Hz時的比率比率為縱坐標。 1、語言類： 對于主要用于語言的房間，尤其是播音室，為提高語言的清晰度，

4、低頻混響時間應不高于中頻其混響時間的頻率特性曲線以保持平直保持平直為好。 計算混響時間的頻率： 125Hz，250Hz，500Hz， 1000Hz ，2000Hz ，4000Hz 6個倍頻程的中心頻率。 2、音樂類： 對于音樂用房間，為使聲音增加豐滿、渾厚的效果，應提高低頻混響時間，使低頻(125250Hz)混響時間為中頻(5001000Hz)混響時間的1.3倍左右最多不超過1.6倍；而高頻（2000 4000Hz）的混響時間則應與中頻相同（實際上可略低于中頻）。計算混響時間的頻率： 63 Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz、8000Hz 8個倍

5、頻程的中心頻率。推薦的混響時間頻率特性推薦的混響時間頻率特性 最佳混響時間頻率特性曲線從上圖可以得出：T60（500）= T60（500） T60（250）= 1.15T60（500） T60（125）= 1.48T60（500）二、混響時間的計算步驟：（1）根據(jù)設計完成的體型，計算出房間的容積V和內表面積S。（2）據(jù)房間使用要求及確定混響時間及其頻率特性的設計值。（3）根據(jù)混響時間計算公式求出房間平均吸聲系數(shù)。一般采用改進的伊林公式：mVSVT4)1ln(161.0604mV空氣吸收衰減系數(shù)，見表，在2000Hz以上考慮空氣的吸收。頻率（Hz）室 內 對 濕 度30%40%50%60%200

6、00.0120.010.010.00940000.0380.0290.0240.02263000.0840.0620.050.043 平均吸聲系數(shù)乘以總內表面積S，即為房間所需總吸聲量。一般計算頻率為1254000Hz 6個倍率程中心頻率。空氣吸收衰減系數(shù)4m值（室內溫度20，相對濕度60%） （4）計算房間內固有吸聲量，包括室內家具和觀眾的吸聲量等。房間所需總吸聲量減去固有吸聲量即為所需增加的吸聲量。（5）查閱材料及結構的吸聲系數(shù)數(shù)據(jù)，從中選擇適當?shù)牟牧霞敖Y構，確定各自的面積，以滿足所需增加的吸聲量及頻率特性。一般常需反復選擇、調整，才能達到要求。 混響時間設計及裝修效果要求確定一個方案，然

7、后用混響時間計算公式進行驗算。通過反復修改、調整設計方案，直至混響時間滿足設計范圍為止。下表為一觀眾廳混響時間計算例。觀眾廳混響時間計算表（V5400m3，2480m2） 序號項目材料及做法面積吸聲系數(shù)和吸聲單位(m3)(m2)125Hz250Hz500Hz1000Hz2000Hz4000HzaSaaSaaSaaSaaSaaSa1觀眾及座椅1000人按人數(shù)計算吸聲量0.191900.232300.323200.353500.474700.424202吊頂4mm厚F C 板大空腔9 000.252250.1900.05450.05450.06540.07633墻面三夾板后空50mm1 500.2

8、131.50.73109.50.2131.50.1928.50.08120.121849.5mm厚穿孔石膏板8 % 板后貼桑皮紙空腔50mm1 000.17170.48480.92920.75750.31310.1313墻面5墻面水泥抹面3 760.027.50.027.50.027.50.0311.30.0311.30.0311.36走道樂池混凝土面3 400.026.80.026.80.026.80.0311.60.0311.60.0311.67門木板門280.164.50.154.20.12.80.12.80.12.80.12.88開口舞臺口耳光口面光口1 300.3390.3545.5

9、0.4520.4558.50.5650.565通風口送、回風口 三、選擇與布置室內裝修材料 1、充分掌握各種吸聲材料與結構的吸聲性能； 2、各種吸聲材料與結構的位置確定1）吸聲材料、構造確定，應注意低頻、中頻、高頻吸聲的平衡，保證所需的音色，同時兼顧建筑裝飾效果。2）舞臺周圍墻面、天花、側墻下部應當布置反射性能好的材料，以便向觀眾席提供早期反射聲。3）觀眾廳后墻宜布置吸聲材料或結構，以消除回聲干擾。如所需吸聲量較多時，可在大廳中后部天花、側墻上部布置吸聲材料和結構4）當舞臺空間吸聲較少時就會將較多混響聲返回給觀眾廳，使大廳清晰度降低。 因此，舞臺上應有適當吸聲。吸聲材料用量應使舞臺空間混響時間

10、與觀眾廳基本相同為宜。 對觀眾席座椅總的聲學要求是：吸聲量大小合適，且坐人時與不坐人時相比吸聲量變化不大，以保證觀眾廳有穩(wěn)定的音質。 具體要求座椅靠背后板為厚夾板或鋼板，靠背軟墊不到邊，座椅底面可穿孔，但穿孔率須大于15。 觀眾席座椅吸聲舉例：座椅每座吸聲量 頻率125250500100020004000（Hz）吸聲量0.250.350.300.400.400.500.400.500.400.500.400.50（m2）5）座椅吸聲）座椅吸聲 日期：日期：2005.4.028某報告廳混響時間設計計算表某報告廳混響時間設計計算表項目名稱：項目名稱： t60 計算計算面面 積積1252505001

11、k2k4k備備 注注AAAAAA頂部頂部頂棚（石膏板吊頂）3090.261.80.1546.350.130.90.0721.630.0515.450.026.18地面地面舞 臺 區(qū) 地 面（木地面）21.40.010.210.010.210.010.210.020.430.020.430.020.43觀眾座椅吸聲3190.395.70.35111.650.4127.60.45143.550.5159.50.48153.12其余地面（地毯）1470.114.70.1217.640.1217.640.229.40.2536.750.2536.75立面立面織物窗簾620.053.10.053.10.

12、063.720.053.10.053.10.053.1木條板結構1170.223.40.111.70.055.850.055.850.055.850.055.85其它墻面(柱石材或鋁塑板)260.12.60.082.080.051.30.041.040.030.780.020.52木條穿孔板吸聲結構1480.344.40.3551.80.6596.20.6596.20.3551.80.2537 p=10%門150.253.750.152.250.11.50.081.20.071.050.040.6空氣吸收修正0000000.0034.30.00912.890.02231.5室內總面積 (m2)

13、 平均吸聲系數(shù)0.2490.2460.2840.3020.2740.2431002 總吸聲量249.66246.78284.92302.4274.71243.55室內容積 (m3) 混響時間(T60)0.810.820.70.640.70.751432混響時間頻率特性曲線0.810.820.700.640.700.750.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.01252505001k2k4k 計算結果為理論推算值。嚴格施工的條件下仍可能存在0.1s的誤差。其誤差原因主要是：理論公式成立條件與實際狀況的差異；各構造、材料的實際聲學性能與計算值間的差異；土建空間尺度與圖紙標定

14、尺寸的差異等。保證混響時間及頻率特性的措施：施工中出現(xiàn)新的建筑材料，構造經實驗室測量、鑒定后方可使用。施工質量應嚴格、準確、施工過程中，必須進行混響時間測定，檢驗理論計算與實際施工差異，根據(jù)需要調整才能保證音質的最后效果?；祉憰r間計算結果為聲學設計的參考值。小結：室內音質設計（3） 重點：廳堂最佳混響時間的確定；混響時間頻率特性曲線。難點：廳堂音質設計中混響時間的計算。值得注意：良好的建聲設計是完善的電聲設計的基礎。一般包括廣播通訊、擴聲、重放等系統(tǒng)。 一、 擴聲重放系統(tǒng)二、 擴聲系統(tǒng)的原理原理：傳聲器把自然聲的聲壓轉變?yōu)榻涣麟姷碾妷?，然后輸送到擴音機放大，再由揚聲器將已放大的電壓轉換成聲能。

15、二、 揚聲器布置要求 在室內如何布置揚聲器，是電聲系統(tǒng)設計的重要問題，它與建筑處理的關系也最密切。室內揚聲器布置的要求要求是： (1)使全部觀眾席上的聲壓分布聲壓分布均勻均勻。 (2)多數(shù)觀眾席上的聲源方向感聲源方向感良好良好，即觀眾聽到的揚聲器的聲音與看到的講演者、演員在方向上一致。 (3)控制聲反饋和避免產生回聲回聲干擾干擾。揚聲器的布置方式，大體上可分為：1）集中式 2）分散式 3）集中分散式 1集中式布置位置：在觀眾席的前方或前上方前方或前上方(一般是在臺口上部或兩側)設置有適當指向性的揚聲器或揚聲器組合(一般是聲柱或揚聲器組合，在音質要求不高的廳中也可以是喇叭式揚聲器)，將揚聲器的主軸指向觀眾席的中、后部。適用場合：這是劇場、禮堂及體育館等常采用的布置方式。優(yōu)點：是方向感好，觀眾的聽覺與視覺一致，射向天花、墻面的聲能較少，直達聲強，清晰度高。 2分散式適用地點：在面積較大、天花很低的廳。布置方式：用集中式布置無法使聲壓分布均勻時，將許多個單個揚聲器分分散布置在天花板上散布置在天花板上。特點：聲壓在室內均勻分布，但聽眾首先聽到的是距自己最近的揚聲器發(fā)出的聲音，所以方向感不佳。如果設置延時器，將附近的揚聲器的發(fā)聲推遲到一次聲源的直達聲到達之后，方向感可以明顯改善，但在這之后還會有遠處的揚聲器的聲音陸續(xù)到達，使