大劇院-歌劇廳EASE模擬計(jì)算書2015

-計(jì)算機(jī)模擬是現(xiàn)代擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要手段，為了保證江蘇大劇院歌劇廳的擴(kuò)聲效果，需要對(duì)聲學(xué)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面地計(jì)算機(jī)聲場(chǎng)模擬分析，驗(yàn)證聲場(chǎng)設(shè)計(jì)是否達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。我們采用目前國際通用的電聲系統(tǒng)模擬軟件EASE4.3，其主要功能是對(duì)封閉大型空間或者敞開空間以及半閉空間的各種聲學(xué)行為加以模擬，它能夠較準(zhǔn)確地模擬出加入揚(yáng)聲器后各項(xiàng)聲學(xué)特性指標(biāo)。該系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于體育場(chǎng)館，劇場(chǎng)劇院、演播室等擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。它通過針對(duì)廳堂的建筑設(shè)計(jì)，建立與施工圖紙精確度相同的三維立體模型，在軟件中輸入各種揚(yáng)聲器參數(shù)，確定揚(yáng)聲器的安裝位置，通過計(jì)算機(jī)運(yùn)算，十分準(zhǔn)確的仿真出擴(kuò)聲聲場(chǎng)分布和聲學(xué)參數(shù)，預(yù)測(cè)聲場(chǎng)效果。通過模擬分析，驗(yàn)證和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，達(dá)到最終的設(shè)計(jì)目標(biāo)。EASE軟件可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)聲場(chǎng)分布、直達(dá)聲聲場(chǎng)分布、快速語言傳遞指數(shù)STIPA，輔音損失度%ALcons等。廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)由擴(kuò)聲設(shè)備和聲場(chǎng)組成。不同功能的廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)，國家設(shè)計(jì)規(guī)范都有相應(yīng)的聲學(xué)特性指標(biāo)要求，要滿足這些設(shè)計(jì)要求，傳統(tǒng)的做法是采用經(jīng)典的聲學(xué)公式（建筑聲學(xué)、電聲學(xué)）對(duì)廳堂進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行這樣的計(jì)算工作量大，而且準(zhǔn)確度小。采用聲學(xué)模擬設(shè)計(jì)軟件，用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法完成這一工作，能夠達(dá)到事半功倍的效果，廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到與其功能相當(dāng)?shù)膹d堂擴(kuò)聲系統(tǒng)的聲學(xué)特性指標(biāo)。在進(jìn)行工程的深化設(shè)計(jì)時(shí)，需提供圖文并茂的廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)工程專業(yè)設(shè)計(jì)方案。除了電聲系統(tǒng)設(shè)備組成設(shè)計(jì)外，還包括用聲學(xué)模擬軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，提供廳堂建筑模型圖、混響時(shí)間與頻率關(guān)系曲線圖、輔音清晰度損失率分布曲線圖、快速語言傳遞指數(shù)分布曲線圖、聽音面7個(gè)頻率下的聲壓級(jí)分布圖等。以便預(yù)計(jì)本工程達(dá)到相應(yīng)聲學(xué)指標(biāo)的情況，對(duì)工程調(diào)試進(jìn)行指導(dǎo)。自20世紀(jì)70年代以來國際上一些著名的公司相繼開發(fā)聲學(xué)（建聲、電聲）模擬計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。這些軟件在不同的時(shí)期適應(yīng)不同品牌揚(yáng)聲器數(shù)據(jù)庫。隨著計(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)的逐漸升級(jí)，其軟件計(jì)算方法也在不斷完善，建模方法和計(jì)算結(jié)果的顯示也在不斷地完善。但目前國際上廣泛采用的是德國AhnertS聲學(xué)設(shè)計(jì)公司（ADA公司）自1990年起開發(fā)的EASE設(shè)計(jì)軟件。在德國ADA公司的EASE聲學(xué)模擬軟件已為世界40多個(gè)國家所廣泛采用，它的揚(yáng)聲器數(shù)據(jù)庫包含了70多家世界著名的揚(yáng)聲器廠商提供的揚(yáng)聲器數(shù)據(jù)。因此EASE聲學(xué)模擬軟件成為了一個(gè)統(tǒng)一的聲學(xué)模擬設(shè)計(jì)計(jì)算平臺(tái)。通過EASE軟件可以對(duì)不同品牌的揚(yáng)聲器計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。針對(duì)該廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)聲學(xué)特性指標(biāo)，采用聲學(xué)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件EASE（ElectroAcousticSimulatorforEngineers）4.3版本進(jìn)行設(shè)計(jì)及計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果以聲場(chǎng)分布彩色展示圖的方式給出。通過EASE軟件所計(jì)算的主要內(nèi)容包括：混響時(shí)間頻率特性曲線；直達(dá)聲聲壓級(jí)（DirectSPL）；總聲壓級(jí)(TotalSPL)；臨界距離(CriticalDistance);直達(dá)聲/混響聲比(D/RRatio)；輔音損失率（ALcons%）；快速傳遞指數(shù)（RASTI、STIPA）；C系列參量(CMeasurements)；江蘇大劇院歌劇廳江蘇大劇院歌劇廳3D模型效果圖模型體積：79200.13立方米濕度：60％溫度：20℃空氣氣壓：101.3hPa背景噪聲：40dB江蘇大劇院歌劇廳3D模型內(nèi)部效果圖EASE聲學(xué)模型四視圖EASE聲學(xué)模型音箱布局四視圖江蘇大劇院歌劇廳觀眾席區(qū)域從后舞臺(tái)往觀眾席看

江蘇大劇院歌劇廳臺(tái)口區(qū)域江蘇大劇院歌劇廳樓座區(qū)域江蘇大劇院歌劇廳觀眾席聽音區(qū)覆蓋圖江蘇大劇院歌劇廳模擬混響時(shí)間：1.6s（500Hz）

左、右聲道直達(dá)聲聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果250Hz左、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：101.53dB；最小值：95.38dB；最大值：108.13dB。500Hz左、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：101.60dB；最小值：98.68dB；最大值：108.23dB。1000Hz左、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：99.64dB；最小值：96.76dB；最大值：105.79dB。2000Hz左、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：98.30dB；最小值：94.66dB；最大值：102.64dB。4000Hz左、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：97.99dB；最小值：92.71dB；最大值：102.19dB。6300Hz左、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：97.89dB；最小值：92.57dB；最大值：102.37dB。8000Hz左、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：97.94dB；最小值：92.43dB；最大值：102.59dB。左、右聲道混響聲聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果250Hz左、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：107.08dB；最小值：106.29dB；最大值：108.31dB。500Hz左、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：107.05dB；最小值：106.29dB；最大值：108.11dB。1000Hz左、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：105.35dB；最小值：104.57dB；最大值：106.38dB。2000Hz左、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：103.52dB；最小值：102.73dB；最大值：104.63dB。4000Hz左、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：104.25dB；最小值：103.42dB；最大值：106.32dB。6300Hz左、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：104.26dB；最小值：103.42dB；最大值：106.38dB8000Hz左、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：104.36dB；最小值：103.52dB；最大值：106.54dB左、右聲道250Hz～8000Hz直達(dá)聲計(jì)算結(jié)果左、右聲道直達(dá)聲250Hz～8kH計(jì)算結(jié)果平均值：98.81dB；最小值：95.63dB；最大值：101.75dB。左、右聲道250Hz～8000Hz混響聲計(jì)算結(jié)果左、右聲道混響聲250Hz～8kH計(jì)算結(jié)果平均值：104.96dB；最小值：104.37dB；最大值：106.25dB。中央聲道直達(dá)聲聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果250Hz中央聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：98.01dB；最小值：93.08dB；最大值：105.69dB。500Hz中央聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：96.94dB；最小值：91.45dB；最大值：102.79dB。1000Hz中央聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：95.48dB；最小值：91.69dB；最大值：100.39dB。2000Hz中央聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：94.64dB；最小值：90.67B；最大值：98.57dB。4000Hz中央聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：94.16dB；最小值：89.01dB；最大值：98.59dB。6300Hz中央聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：94.09dB；最小值：88.82dB；最大值：98.90dB。8000Hz中央聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：94.14dB；最小值：88.81dB；最大值：99.12dB。中央聲道混響聲聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果250Hz中央聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：102.11dB；最小值：100.50dB；最大值：106.60dB。500Hz中央聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：100.76dB；最小值：99.03dB；最大值：103.68dB。1000Hz中央聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：98.81dB；最小值：97.16dB；最大值：100.87dB。2000Hz中央聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：97.65dB；最小值：95.64dB；最大值：99.81dB。4000Hz中央聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：97.72dB；最小值：95.95dB；最大值：100.86dB。6300Hz中央聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：97.76dB；最小值：96.00dB；最大值：101.10dB8000Hz中央聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：97.82dB；最小值：95.85dB；最大值：101.22dB中央聲道250Hz～8000Hz直達(dá)聲計(jì)算結(jié)果中央聲道直達(dá)聲250Hz～8kH計(jì)算結(jié)果平均值：94.89dB；最小值：91.22dB；最大值：98.58dB。中央聲道250Hz～8000Hz混響聲計(jì)算結(jié)果中央聲道混響聲250Hz～8kH計(jì)算結(jié)果平均值：98.24dB；最小值：96.44dB；最大值：101.43dB。左、中、右聲道直達(dá)聲聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果250Hz左、中、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：103.27dB；最小值：98.04dB；最大值：109.48dB。500Hz左、中、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：102.89dB；最小值：99.24dB；最大值：109.12dB。1000Hz左、中、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：101.04dB；最小值：98.03dB；最大值：106.77dB。2000Hz左、中、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：99.88dB；最小值：97.21dB；最大值：104.15dB。4000Hz左、中、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：99.55dB；最小值：95.86dB；最大值：103.50dB。6300Hz左、中、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：99.47dB；最小值：95.36dB；最大值：103.77dB。8000Hz左、中、右聲道直達(dá)聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。平均值：99.52dB；最小值：95.11dB；最大值：104.00dB。左、中、右聲道混響聲聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果250Hz左、中、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：108.30dB；最小值：107.39dB；最大值：110.34dB。500Hz左、中、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：107.98dB；最小值：107.18dB；最大值：108.87dB。1000Hz左、中、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：106.23dB；最小值：105.36dB；最大值：107.28dB。2000Hz左、中、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：104.53dB；最小值：103.72dB；最大值：105.67dB。4000Hz左、中、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：105.14dB；最小值：104.35dB；最大值：107.11dB。6300Hz左、中、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：105.15dB；最小值：103.34dB；最大值：107.22dB8000Hz左、中、右聲道混響聲計(jì)算結(jié)果。平均值：105.24dB；最小值：104.38dB；最大值：107.38dB左、中、右聲道250Hz～8000Hz直達(dá)聲計(jì)算結(jié)左、中、右聲道直達(dá)聲250Hz～8kH計(jì)算結(jié)果平均值：100.30dB；最小值：97.56dB；最大值：103.40dB。左、中、右聲道250Hz～8000Hz混響聲計(jì)算結(jié)果左、中、右聲道混響聲250Hz～8kH計(jì)算結(jié)果平均值：105.81dB；最小值：105.12dB；最大值：107.20dB。語言可懂度C50250Hz～8000Hz計(jì)算結(jié)果語言可懂度C50250Hz～8000Hz計(jì)算結(jié)果平均值：-1.68dB；最小值：-7.57dB；最大值：1.46dB。音樂明晰度C80250Hz～8000Hz計(jì)算結(jié)果音樂明晰度C80250Hz～8000Hz計(jì)算結(jié)果平均值：1.07dB；最小值：-2.36dB；最大值：3.49dB。輔音損失率ALC計(jì)算結(jié)果輔音損失率ALC計(jì)算結(jié)果平均值：7.48%；最小值：5.75%；最大值：9.51%。語言傳輸指數(shù)STIPA計(jì)算語言傳輸指數(shù)STIPA計(jì)算結(jié)果平均值：0.578；最小值：0.533；最大值：0.625。計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)左、中、右聲道直達(dá)聲聲壓級(jí)統(tǒng)計(jì)表頻率(Hz)250Hz500Hz1KHz2KHz4KHz6.3KHz8KHz聲壓級(jí)(dB)Max109.48109.12106.77104.15103.50103.77104.00Min98.0499.2498.0397.2195.8695.3695.11Avg103.27102.89101.0499.8899.5599.4799.52左、中、右聲道總聲壓級(jí)統(tǒng)計(jì)表頻率(Hz)250Hz500Hz1KHz2KHz4KHz6.3KHz8KHz聲壓級(jí)(dB)Max110.34108.87107.28105.67107.11107.22107.38Min107.39107.18105.36103.72104.35103.34104.38Avg108.30107.98106.23104.53105.14105.15105.24左、中、右聲道計(jì)算結(jié)果與國標(biāo)對(duì)比表比較參數(shù)計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算聲學(xué)特性指標(biāo)結(jié)果《廳堂、體育場(chǎng)館擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T28049——2011）文藝演出類擴(kuò)聲系統(tǒng)聲學(xué)特性指標(biāo)“一級(jí)”聲學(xué)特性參量是否滿足最大聲壓級(jí)(dB)106.08dB≥106dB滿足不均勻度100Hz3.15dB100Hz≤10dB滿足1000Hz1.92dB1000Hz≤6dB滿足