建筑聲環(huán)境課后習(xí)題答案

1-1.用鐵錘敲擊鋼軌，在沿線上距此1km處收聽者耳朵貼近鋼軌可以聽到兩個聲音。求這兩

個聲音到達的時間間隔。

解：因為聲音在空氣中傳播的速度為340m/s,而在鋼中的傳播速度為5000m/So所以有:

=moo=294s,f=&2=0.2S,Ar=r,-r2=2.74S

'3402500012

1-2.如果影院內(nèi)最后一排觀眾聽到來自銀幕的聲音和畫面的時間差不大于100ms（l/10s）,那

么觀眾廳的最大長度應(yīng)不超過多少米？

o

解：因為聲音在空氣中傳播的速度為340m/s,而光在空氣中傳播的速度為3.0x10m/s.

所以有X------------<-=>-1W3.OX107,由此解得LW34。

3403.0x1仃10340)

1-3.聲音的物理計量中采用級有什么實用意義？80dB的聲強級與80dB的聲壓級是否是一回

事？為什么？（用數(shù)學(xué)計算證明）

解：聲強和聲壓的數(shù)值變化范圍比較大，聲強的數(shù)值變化范圍約為1萬億倍（IO"）,聲壓的

數(shù)值變化范圍約為1百萬倍（10個，用聲強和聲壓計量很不方便；人對聲音的感覺變化不與聲

強、聲壓成正比，而是近似地跟他們的對數(shù)成正比，所以引入“級”的概念。

表1?2泮強、聲壓與對應(yīng)的聲避級（或聲壓級）以及相應(yīng)的環(huán)境

聲強，W/m.聲壓/N/m，聲強級或聲壓級/dB相應(yīng)的壞境

101200140離噴氣機口3m處

120120疼痛閾

10-*2x5/io110風(fēng)動引燈機旁

10_,2100織布機務(wù)

10-'2X10-'80

10-。2X10-160相距1m處交談

1072X10740安靜的室內(nèi)

101°2X10-420

10-”2X10-'0人耳最低可聞腳

在常溫下，空氣的介質(zhì)特性阻PoC近似為400（N.S）/m3,通?？梢哉J為二者數(shù)值相等，80dB

的聲強級與80dB的聲壓級是一回事。證明如下：

因為：Po=2xl0-sN/m?,常溫下，/c=400（N-S）/m3,所以

有小嚼

2j

又因為：/=上一，L=201g-L,L,=10Ig—

PoCPo/()

所以：0=10炫；=10愴中處=101gg=201g3=4。

/()PoIP°CPoPo

1-4.求具有100dB聲強級的平面波的聲強與聲壓（空氣密度0=1.21必/加3,聲速

c=343m/5)o

22

解：因為L/=l()lg,，Zo=lQ-'W/m,L,=lOOdB,

L,1002

所以/=/010歷=l()T2xiO而=10-2卬/"/。又因為/=且_,所以

PoC

p=J/xpoC=)10-2x1.21x343=4415x10-2=20.37xlO-1=2.037N/m2.

1-5.試證明在自由場中(-20Igr-11,式中最為聲源聲功率級，4為距聲源r米

處之聲壓級。

解：在自由聲場中，點聲源發(fā)出的球面波，均勻地向四周輻射聲能，距聲源中心為r的球

面上的聲強為：W=/XS,/=」，，而/=上一，/()與卬。的數(shù)值相等，均為1。一"，

4"-poc

所以"5"J",p'等，品口。恒不

V4m4"IV,.

L?=201g—=101g^-=101g印

心=10|g——-一r=101g、=101g

4"-xp(,Po4"-x/04分xW

P。Po04^r-x--a

Poc

YVo2

Lp=101g--101gr-1()lg(4〃)=Ln,-2()lgr-lU

%

1-6.錄音機重放時，如果把原來按9.5cm/s錄制的聲音按19.5cm/s重放，聽起來是否一樣?

為什么？(用數(shù)學(xué)關(guān)系式表示)

解：錄音機是把聲音記錄下來以便重放的機器，它以硬磁性材料為載體，利用磁性材料的剩

磁特性將聲音信號記錄在載體上。錄音時，聲音使話筒中產(chǎn)生隨聲音而變化的感應(yīng)電流，音

頻電流經(jīng)放大電路放大后，進入錄音磁頭的線圈中，在磁頭的縫隙處產(chǎn)生隨音頻電流變化的

磁場。磁帶緊貼著磁頭縫隙移動，磁帶上的磁粉層被磁化，在磁帶上就記錄下聲音的磁信號。

放音是錄音的逆過程，放音時，磁帶緊貼著放音磁頭的縫隙通過，磁帶上變化的磁場使放音

磁頭線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的變化跟記錄下的磁信號相同，所以線圈中產(chǎn)生的是電

流音頻，這個電流經(jīng)放大電路放大后，送到揚聲器，揚聲器把音頻電流還原成聲音。

所以重放時錄制的聲音的波長不會因為播放的快慢而不同，即聲音的波長保持不變，但

聲音的頻率會受到影響。

X而％=2x,2=>/=卷=,=2.05

1-7.驗證中心頻率為250,500,1000,2000Hz的倍頻帶和3倍頻帶的上界和下屆頻率。

解：設(shè)倍頻帶的上界頻率和下屆頻率為/2和力，本倍頻帶的上界和下屆頻率為/2和/；。

則有中心頻率為250Hz的倍頻帶和3倍頻帶的上界和下屆頻率為：

?=2i,師=250n所=250n力=<^1^=12姐=17675=177"=2力=354

J\

g=2弋位=25g12"3f；=25（力/；=震"2227=2234=2，/7；=2806=281

J\

同理有中心頻率為500Hz的倍頻帶和3倍頻帶的上界和下屆頻率為：

；=2\V77T=500n72/7=500n力=353.5=354=%=2力=708

J1

?=2",阮=500nj2""2=500n￡=黑=445n￡=2"3f=5612=561

J\2

同理有中心頻率為1000Hz的倍頻帶和用倍頻帶的上界和卜屆頻率為：

A2',7777=1000n72/7=1000n/,=707.1=707n力=2fl-1414

力

同理有中心頻率為2000Hz的倍頻帶和加倍頻帶的上界和下屆頻率為:

與=2',47^=2000=府=2000=力=1414.2=1414=『2=2力x2828

J\

?=2力,7^=2000=7^7=2000=，=贄=1782=￡=2"3/尸2245

1-8.要求距廣場的楊聲器40m遠處的直達聲聲壓級不小于80dB,如把揚聲器看作是點聲源,

它的聲功率至少為多少？聲功率級是多少？

解：因為（=LH,—201gr—ll所以有ILp=Lw-201gr-11>80LH.>201gr+91

即：L,v>201g40+91=>Llv>123

Ww

所以〃一=101g—->123z=>——>10i12-3nW21.995W

Wvy0W。

1-9.下列純音相當于多少方？

頻率：1000Hz2000Hz5000Hz100Hz50Hz

聲壓級：40dB30dB60dB80dB80dB

解：根據(jù)書上圖1-15等響曲線，可知：

頻率：1000Hz2000Hz5000Hz100Hz50Hz

聲壓級：40dB30dB60dB80dB80dB

約相等于::40方33方66方75方64方

2-1.在運用幾何聲學(xué)方法時應(yīng)注意哪些條件？

⑴廳堂中各方面的尺度應(yīng)比入射波的波長大幾倍或幾十倍。

⑵聲波所遇到的反射面、障礙物的尺寸要大于波長。

2-2.混響聲與回聲有何區(qū)別？它們和反射聲的關(guān)系怎樣？

混響聲：聲音達到穩(wěn)態(tài)時，聲源停止發(fā)聲，直達聲消失后，聲音逐漸衰減的反射聲；

回聲：長時差的強反射聲或直達聲后50ms到達的強反射聲。

關(guān)系：混響聲和回聲都是由反射聲產(chǎn)生的，混響聲對直達聲具有加強作用；回聲使聲音產(chǎn)生

聲缺陷。

2-3.混響時間計算公式應(yīng)用的局限性何在？

（1）公式的假設(shè)條件與實際情況不符。聲源均具有一定的指向性，因此室內(nèi)各表面不可能

是均勻吸收或是均勻擴散的。

（2）代入公式的各項數(shù)據(jù)不準確。材料的吸聲系數(shù)是在實驗室條件下測得的，與實際使用

時的吸聲系數(shù)有一定的差異。

2-4.有一個車間尺寸為12”?X40/72X6/”,1000Hz時的平均吸聲系數(shù)為0.05,一機器的噪聲聲

功率級為96dB,試計算距機器10m處與30m處之聲壓級。并計算其混響半徑為若干？當

平均吸聲系數(shù)改為0.5時，再計算上述兩點處之聲壓級與混響半徑有何變化？

解：聲源發(fā)聲后室內(nèi)某點的聲壓級為：Lp=Lw+\G\^-^+^\,指向因數(shù)。=1,

房間常數(shù)R=房間室內(nèi)的總表面積為：S=2x（12x40^12x6+4O<6）=1584/

\-a

、,，一八”…門ScT1584x0.05n

當a=0.05時：R=------=---------------=83.37,

1-or1-0.05

b=0.147e^=0.14x783.37=0.14x9.13=1.27m

(Q+1=96+101g|14

Lpi=Lw+lO\g---------1------=82.88=83dB

4肛24^x10083.37

41I

Q+-l=96+101g|14

Lp2=+101g---------1------=82.82=83dB

4萬x90083.37

江:1584x03=83.37,

當a~=0.05時：R

1-or1-0.05

r0}=0.\A4QR=0.14x783.37=0.14x9.13=1.27m

i=96+101g|14

L。+10恒Q+---------1------=82.88=83dB

pi4將4^-xlOO83.37

(Q4)(14、

L?,+I01g-^r+—=96+101g--------+------=82.82-83dB

p2'R)U^x90083.37)

_八u"nSoT1584x0.5,_.

當a=0.5時：R=------=-------------=158o4,

1-a1-0.5

r02=0.1472^=0.14x71584=0.14x39.8=5.57m

1=96+101g|14

34+ioigQ+---------1-----=71.21?71dB

4m：4^-xlOO1584

14

Lpa—「+1°愴[4若R)96+101g+=70.17=70dB

4;rx9001584

25房間共振對音質(zhì)有何影響？什么叫共振頻率的簡并，如何避免？

(1)會導(dǎo)致室內(nèi)原有的聲音產(chǎn)生失真。

(2)當不同共振方式的共振頻率相同時，會出現(xiàn)共振頻率的重疊，稱為“簡并”。

(3)防止簡并現(xiàn)象的根本原則：使共振頻率分布盡可能均勻。

具體措施有：①選擇合適的房間尺寸、比例和形狀；②將房間的墻或天花做成不規(guī)則形狀;

③將吸聲材料不規(guī)則地分布在房間的界面上。

2-6.試計算一個4mx4mx4m的房間內(nèi)，63Hz以下的固有頻率有多少？

N=4叫+^_+工,/=6私V=43S=4x4x6L=4xlnN=5.4

3c34c28c1

即固有頻率有5個。

2-7.一個矩形錄音室尺寸為15mxi15〃x8加，側(cè)墻的吸聲系數(shù)a為0.30,天花的a為0.25,

地面全鋪地毯，a為0.33,室中央有一聲功率級為110dB的點聲源。求：

⑴距點聲源0.5m,lm,2m,4m處的聲壓級(用曲線表示)；⑵混響半徑；⑶混響時間；⑷上述

聲源移至兩墻交角處時，距聲源0.5m,Im,2m,4m處的聲壓級(可畫在⑴圖上)。

解：聲源發(fā)聲后室內(nèi)某點的聲壓級為：A=Ll(,+101g|-^y+-\指向因數(shù)。=1,

[4叱R)

房間室內(nèi)的總表面積為：S=ZS,=2x(15x11.5+15x8+11.5x8)=769m2

平均吸聲系數(shù)：a=登金2x(11.5+15)x8x0.3+l1.5x15x0.25+11.5x15x0.33

-0.3

769

房間常數(shù)R=*乙=7MS?=324.64，混響半徑為:

1-a1-0.3

r0=0.1472^-=0.14xV324.64=0.14x18.02=2.52m

]

110+101+324.64=105.19=105dB

4^x0.25

(Q+4、(1+4]

L=L+W\g=110+101g=99.63=100dB

p2w^4^x1324.64J

'Q4、j+4]

Lp3=+1。1g=110+10Ig=95.08=95dB

<4^x4324.64J

fQ+4、’1f4)=92.37?92dB

Lp4=Lw+101g=110+101g

14"：/?J14萬X16324.64

0.161V0.161x15x11.5x8八

—O.o1s

-Sln(l-a)-769xln(l-0.3)

將聲源移至墻角時，指向因數(shù)。=4,其他參數(shù)不變?；祉憰r間仍為:

T=—0?笆絲0.161x15x11,5x8_QS1

-51n(l-a)-769xln(l-0.3),

%=0.14&F=0.14xJ4x324.64=0.14x36=5.04m

(Q4)=110+101』---+^—U111.09-lll

Lkv+101g+—dB

pl(4町2R)(4;rx0.25324.64J

(Q+144]

*2=L+101g=110+101gr+-IQ~ins

W14孫2324.64J

RJ、4〃xl

'Q4、'4+4]

Lp3

=Lw+101g=110+101g=99.63=100dB

、4宿14"x4324.64J

(Q+〃f4I4)=95.08=95

Lp4=L+101g14若=110+101g,324.64dB

W、4〃xl6

2-8.一間長15m,寬8m,高4m的教室，關(guān)窗時的混響時間是1.2S。側(cè)墻上有8個15〃x2.0m

的窗，全部打開時，混響時間變成多少秒？

解：房間室內(nèi)的總表面積為：S=ZS,=2x(15x8+15x4+4x8)=424m2

房間室內(nèi)的總?cè)莘e為：V=15x8x4=480m3

關(guān)窗時：

平均吸聲系數(shù)：5=登發(fā)

鄧

./—___0_._1__6_1_V____

_-51n(l-a)-

開窗時：

???77????79779????7777?????79?

99,?9799??9799999999799999999999

3-1.多孔吸聲材料具有怎樣的吸聲特性？隨著材料密度、厚度的增加，其吸聲特性有何變

化？試以超細玻璃棉為例予以說明。

解：⑴多孔吸聲材料的吸聲特性：對中高頻的聲音具有良好的吸聲效果。

⑵隨著材料密度、厚度的增加，對中低頻范圍的吸聲系數(shù)顯著增大。

在單位面枳重量相等的情況下，增加材料厚度所引起的變化要比增加密度所引起的變化大。

32例題3-2中的穿孔板厚6mm,孔徑6mm，穿孔板按正方形排列，孔距20mm，穿孔板背后

留有10cm空氣層?，F(xiàn)在空氣層厚度改為30cm,則兩個公式計算出的共振頻率各為多少？若

又將穿空率改為0.02（孔徑不變），結(jié)果又是怎樣？

解:空氣層厚度改為30cm后，穿孔板的穿孔率仍為=刎Ixf竺）=0.0706

4（口4（2.0J

穿孔板的共振頻率計算公式為/0所以有

cIP=34000I0.0706

27T\L(t+5)-2x3.14\30x(0.64-0.6x0.8)一

穿孔板的共振頻率的精確計算公式為f0=，卬+7）；於3

cP=34000I0.0706

/o五街+力+4/3-2x3.14^130x(0.64-0.6x0.8)+0.0706x3tf/3

3-3.4mm的玻璃窗，單位面積質(zhì)量為lOKg/m）剛度因素K約為3x10$/^/（〃尸.$2）,用

式（3-9）計算窗的共振頻率。如果做成雙層玻璃窗，兩層玻璃間的空氣間層為5cm,用式

（3-18）計算這時窗的共振頻率。并討論兩次計算時各自忽略了哪些因素。

1際2K_]/1.29X34023X106

解:薄膜的共振頻率為了。五靛-2x3.14^10x4x10-3+ioy320Hz

雙層膜及其空氣間層組成一個振動系統(tǒng),其固有頻率人為人則有

3-4.何謂質(zhì)量定律與吻合效應(yīng)？在隔聲構(gòu)件中如何避免吻合效應(yīng)？

質(zhì)量定律：墻體被聲波激發(fā)后其振動的大小只與墻的慣性有關(guān)，即墻的質(zhì)量有關(guān)。墻的單位

面積質(zhì)量越大，隔聲效果越好。質(zhì)量或頻率每增加一倍，墻體的隔聲量會增加6分貝。

吻合效應(yīng)：墻壁的受迫彎曲波速度，與自由彎曲波速度相吻合時的效應(yīng)，此時墻就失去了傳

聲的阻力。

避免吻合效應(yīng)可采取的措施：

⑴通?？刹捎糜捕竦膲Π鍋斫档团R界頻率。

⑵或用軟而薄的墻板來提高臨界頻率。

3-5.試列舉一兩種方案，說明如何提高輕型墻體的隔聲能力？

1）夾芯結(jié)構(gòu)2）復(fù)合結(jié)構(gòu)做到厚度相同，質(zhì)量不同

3）設(shè)空氣層（d>7.5）R=8-10dB4）內(nèi)設(shè)吸聲材料，

36設(shè)計隔聲門窗時應(yīng)注意什么問題？

隔聲門：提高門的密封能力；

設(shè)置聲閘；

采用狹縫消聲措施

隔聲窗：保證窗玻璃的厚度和層數(shù)；

為避免共振，玻璃應(yīng)做成不平行的；

提高窗戶的密封能力

可放置吸聲材料

3-7.提高樓板隔絕撞擊聲能力的途徑？

1）彈性面層處理：表面鋪設(shè)柔軟材料，地毯、橡皮布、軟木板、塑料地面等。

2）彈性墊層處理：做彈性墊層

3）樓板做吊頂處理

3.8

3-9?79????9?77?????7797?

3-10.有一占墻面積1/100的孔，若墻本身的隔聲量為50dB,試求此墻的平均隔聲量。

-99x10-5+1x1,c2

T=-------------=10

100

R=101g1=101g需=20dB

3-11.有一雙層玻璃窗，玻璃厚均為6mm,空氣層厚10cm,試求此雙層窗的共振頻率（玻璃

密度為2500kg/m3）。

M=2500x0.006=15kglm2

4-1.簡述音質(zhì)的主觀評價與室內(nèi)聲場物理指標的關(guān)系。

音質(zhì)的主觀評價，大體可以分為三個方面，量的因素、質(zhì)的因素和空間因素.具體分為

（1）合適的響度與豐滿度：聽聞最基本的要求，有足夠的響度，聽眾才能接收、識別信息，

才能有聽的好與壞的問題，響度和聲壓級相對應(yīng)。要求：語言類60~70方，音樂類80方

左右。另外還要有比較好的混響時間，即豐滿度。

（2）低的噪聲干擾：廳堂雖有足夠的響度，但有較高的噪聲將使聲信息識別困難。這屬于質(zhì)

的因素，與其相對應(yīng)的物理指標主要是混響時間的頻率特性以及早期衰減的頻率特性.

(3)無聲學(xué)缺陷：出現(xiàn)聲學(xué)缺陷的聲學(xué)建筑是失敗的設(shè)計，完全無法使用。

①回聲：大小和時差都大到足以和直達聲區(qū)別開的反射聲或由其它原因返回的聲。

②顫動回聲：一連串快速、連續(xù)可察覺的回聲?；芈暺仁孤犝咦⒁饬Ω叨燃?，但信息仍很

難識別，使人疲勞，感到厭煩甚至無法忍受，故回聲是廳堂中最嚴重的缺陷。

③聲聚焦：部分區(qū)域響度過大，另一部分區(qū)域響度過低，聽聞吃力或根本聽不清的現(xiàn)象。

④聲染色：由房間共振所賦予的?種特征型音色。

(4)高的清晰度：它可保證語言與音樂信息接收準確，其細節(jié)可識別，能全面的接收聲信號。

評價：語言清晰度和音節(jié)清晰度。

語言清晰度常用“音節(jié)清晰度”表示，它是在某種聲學(xué)條件下，聽者能夠正確聽到的音節(jié)數(shù)

占發(fā)音人發(fā)出的全部音節(jié)數(shù)的百分比.音節(jié)清晰度的測定結(jié)果因發(fā)音人和聽者的不同，差異

很大.

(5)好的音色

這主要是對音樂的要求①豐滿度：指聲音飽滿、圓潤，溫暖、渾厚有彈性，有余音悠揚之

感，反之干澀單薄。②親切感(力度)：聲音透亮，堅實有力，反之聲音較散，發(fā)飄、無力。

取決于早期反射聲的延遲時間，即20ms左右的早期反射聲的有無及多少。③擴散感(環(huán)繞

感)：一種被音樂所包圍的感覺，沉浸在音樂中，空間感好、方位感好，有臨場感，反之場

所印象差。取決于房間的大小，擴散設(shè)計的使用。④清晰度：對音色細微變化的感覺，對樂

音層次的感覺。

4-2.為什么混響時間相同的兩個大廳音質(zhì)可能不同？

音質(zhì)的客觀技術(shù)指標

⑴混響時間及頻率特性

A混響時間的長短B頻率特性是否平直

一—是衡量廳堂音質(zhì)的最基本、重要的參數(shù)，也是設(shè)計階段準確控制的指標。

作用：直接對清晰度、豐滿度、明亮度的等影響，混響時間適當，可保證各聲部間平衡。

評價：125~4KHz6個倍頻帶。以500Hz為代表，大量的經(jīng)主觀評價認定為音質(zhì)良好的觀眾廳,

進行RT測定所得到的統(tǒng)計平均值作為標準。

(2)聲脈沖響應(yīng)分析(反射聲的時間分布)

早期反射聲：在房間內(nèi)，可與直達聲共同產(chǎn)生所需音質(zhì)效果的各反射聲；(50ms內(nèi)所到達的

反射聲。)①對響度的影響50ms以內(nèi)的反射聲起到加強直達聲的作用，其數(shù)量越多，響度

增大越明顯②時清晰度的影響聲學(xué)比越高越清晰。根據(jù)直達聲、近次反射聲與混響時間對■清

晰度的不同影響，提供了一個清晰度指標，又稱D值。其中P為聲壓。D值的意義是，直達

聲及其后50ms以內(nèi)的聲能與全部聲能之比。D值越高，對清晰度越有利。

③對豐滿度的影響缺乏早期反射聲，使直達聲與混響聲脫節(jié)，感覺聲斷續(xù)，飄浮，聲音干澀。

使低頻RT較中頻RT長，保證30ms內(nèi)早期反射聲的數(shù)量，可增加聲音的豐滿度和溫暖感。

④對親切感的影響20ms左右的早期反射聲的多少決定了親切感。

討論：為什么混響時間相同的大廳音質(zhì)可能不同？

(3)方向性擴散(反射聲的空間分布)

廳堂中指定位置各方向反射聲的強度與數(shù)量

近次反射聲不僅在時間分布上與音質(zhì)有關(guān)，而且在其方向分布上也與音質(zhì)有關(guān)。

來自前方的的近次反射聲有加強親切感的作用，而來自側(cè)面的近次反射聲，有形成圍繞感的

作用。與側(cè)向反射有關(guān)的指標中有代表性的是"房間響應(yīng)"(簡稱RR)。

一般說來，聽者左右兩耳接收的直達聲信號以及來自前方的近次反射聲信號都大體相同，而

左右兩耳接收的側(cè)向反射聲的差異卻很大。一般來講，兩耳關(guān)聯(lián)函數(shù)越小，圍繞感就越強。

(4)語言傳輸指數(shù)RASTI

聲源發(fā)出模擬語言音節(jié)的調(diào)制信號，然后在室內(nèi)聲場的條件下房間中信號經(jīng)傳輸后，在接收

點上由于混響時間和背景噪聲的存在而發(fā)生畸變，比較原始信號與接收信號，其包絡(luò)的變化

來表達房間對音質(zhì)的改變。

⑸背景噪聲A聲級或是NR數(shù)

4-3.在音質(zhì)設(shè)計中，大廳的容積應(yīng)如何確定？

解：確定大廳的容積需要考慮兩方面的因素⑴保證足夠的響度⑵保證合適的混響時間。確

定容積需考慮的因素

⑴響度：體積大，聲源不變的情況下，聲能密度D小，則Lp較小。以電聲為主（保證響度）

一一體積不受限制；以自然聲為主（音樂廳）一一體積受限制。

（2）混響時間

RT與V成正比，與A成反比。廳堂中，觀眾吸聲量占所需總吸聲量的故觀

眾吸聲量起很大的作用。

控制好廳堂的容積V與觀眾人數(shù)的比例，就在相當程度上保證或控制了RT

⑶每座容積

對已判定為音質(zhì)良好的廳堂大量統(tǒng)計分析所得到的結(jié)果。音樂廳8-10m3/每座，歌劇院

6—8n?/每座，多用途劇場、禮堂5—6m3/每座，講演廳、大教室4m3/每座（推薦值）。

⑷確定V方法：功能一一選每座容積；容量一一觀眾數(shù)量；考慮其它要求；得出體積。

4-4.大廳的體型設(shè)計要注意什么問題？簡述聲線法的適用范圍。

⑴體型設(shè)計的方法

考慮音頻范圍內(nèi)聲波比大廳的尺寸要小的多，可以忽略聲波的折射、衍射、干涉，兩個聲音

相加時只作能量相加。近似地用幾何光學(xué)的方法描述大廳中聲的傳播、反射等現(xiàn)象。這種方

法叫“幾何聲學(xué)法”或“聲線法”，這種分析方法在相當大的程度上與實際相符，是大廳體

型設(shè)計中常用的方法。

（2）體型設(shè)計原則

①充分利用直達聲一一保證直達聲可達到每個聽眾

影響因素：a、長距離的自然衰減-6dB/倍距離；b、遮擋和掠射吸收（30m有10~20dB的衰

減）c、偏離輻射主軸角度增大時，高頻聲明顯減弱

人講話時在水平面上的指向特?性.圖案，由

5OOHz.1OOOHz和2OOOHz三個場帶的平均位杼

出等聲壓級曲線，由此拜知水平輻射角（-

6dB）約為100°

措施：a、控制大廳尺寸比例避免過長。使觀眾席位盡可能靠近聲源，?般劇場長度＜30m,

最大＜33m,音樂廳＜45m；設(shè)樓座；短而寬布置：夾角＜120°,極限＜140°。b、避免被遮擋

和掠射吸收：地面應(yīng)有一定的坡度；按視線要求進行設(shè)計即可；錯位排列。

②爭取和控制好早期反射聲（難點）

A早期反射聲的形成：容易形成部位為天花和側(cè)墻；分析方式：將時差轉(zhuǎn)換聲程差進行判

斷50ms-----17m；30ms------10.2m；20ms------6.8m；一般原貝U：按廳堂首排座位與聲源的

距離一一10m；天花高度＜L3m廳堂寬度＜26m（按聲程差小于17m計算）；超過此尺度,

應(yīng)加以特殊處理。一知平剖面圖，做聲線圖。根據(jù)聲線圖分析是否存在回聲，是否分布均勻,

是否存在聲聚焦利聲影。

B天花形狀一一剖面設(shè)計：前部天花（臺口附近），天花可向廳內(nèi)絕大多數(shù)地方提供一次反

射，故其高度與傾角十分重要。原則是一次反射均勻的分布在大部分觀眾席；后部天花的原

則是向觀眾席及側(cè)墻擴散聲能。形式有折板式、鋸齒式、擴散體式。聲源位置：大幕線后

2~3m,高1.5M

觀眾廳頂棚形式（縱剖面）基本類型

1一平面式;2—鋸齒式；3一折線式“一弧面式;5—擴散體式；6—浮云式

C側(cè)墻處理一一平面形式：基本平面分類為矩形、扇形、馬蹄形，又演變有鐘形、六角形。

②平面形狀的選擇。原則：前次反射聲的多少，聲場分布均勻，特殊形狀應(yīng)作處理。

a一般以鐘形、矩形平面較多；b扇形平面，墻面與中軸夾角＜8~10°；c弧形墻面須做

擴散或吸聲處理。一個簡單幾何形平面，若不做特殊處理，視線最好的中前區(qū)將會缺乏一次

側(cè)向反射聲。

③前部側(cè)墻

a盡可能減小耳光孔的面積一一減小聲能消耗；b耳光樓懸挑，高出舞臺面2m以上，其

側(cè)面、底板下部墻面按?次反射面設(shè)計：c設(shè)跌落式包廂或挑臺挑臺欄板，底板按一次反

射面設(shè)計；d側(cè)墻內(nèi)設(shè)反射板在透氣的側(cè)墻裝修內(nèi)設(shè)置（懸掛）高反射的板（混凝土板、

厚木板）；e側(cè)墻內(nèi)傾擴大一次反射面，但其傾角＜10°。

⑶防止產(chǎn)生回聲及其他聲學(xué)缺陷

①回聲：a出現(xiàn)部位：舞臺、樂池、觀眾席前部；b產(chǎn)生部位：臺口前天花（過高）一次反

射樓座欄板二次反射后墻二次反射；c危害：干擾聽聞、破壞音質(zhì)；d措施：天花高度＜13m

或吸聲擴散整樓座欄板傾角或吸聲處理；后墻處理：吸聲吸聲系數(shù)＞0.6的強吸聲傾角.調(diào)整

向后部提供一次反射擴散，不形成定向反射。

②顫動回聲：a出現(xiàn)部位：平行墻面間；b產(chǎn)生條件：（a）聲源與接收點同在平行墻面間

（b）墻面強反射；c危害干擾聽聞，破壞音質(zhì)；d措施（a）相對墻面夾角＞5°；（b）

墻面擴散，吸聲處理。

③聲聚焦：a出現(xiàn)部位：弧形墻面、殼形天花前的空間某位置；b產(chǎn)生條件：曲率半徑小，

強反射：c危害：形成第二聲源，嚴重干擾聽聞室內(nèi)聲場極不均勻；d措施：避免使用弧形

墻面廳堂高度蕓2R,弧形墻面上擴散吸聲處理。

④聲影：a出現(xiàn)部位：樓座挑臺下方；b產(chǎn)生條件：挑臺過深；C危害：堂座后區(qū)反射聲

被遮擋，響度不夠，音質(zhì)較差；d措施：取合適的樓座挑臺高度與深度比廳內(nèi)充分擴散聲能

⑤聲學(xué)缺陷出現(xiàn)的一般規(guī)律：a建筑形體（平剖面）不當；b室內(nèi)特殊部位設(shè)計不當；c

短混響時間。

⑷擴散設(shè)計

三種方式達到聲擴散的目的：1）將廳堂內(nèi)表面處理成不規(guī)則形狀和設(shè)擴散體。2）體型設(shè)計

中采用不規(guī)則平、剖面處理。3）吸聲材料交叉布置。

（5）舞臺的反射板

將舞臺的上部、兩側(cè)和后部用反射板封閉起來，使舞臺上演員的聲音反射到觀眾廳，能顯著

提高觀眾席上的聲能密度。不僅如此，舞臺反射板還有加強演員的自我聽聞和演員與樂隊、

以及樂隊各部分之間的相互聽聞的作用。這是音樂演出，特別是交響樂演出的一個重要條件。

舞臺反射板在全頻帶上應(yīng)當都是反射性的；

舞臺反射板所圍繞的空間的大小，取決于樂隊的布置和規(guī)模，同時還應(yīng)使反射聲的延時有利

于臺上演員的聽聞。

4-5.熟練掌握大廳的混響時間計算方法。

混響時間的計算（RT設(shè)計步驟）：

⑴計算廳堂準確的體積V、表面積S——平、剖面圖

（2）確定最佳RT及頻率特性一一功能+容積

⑶根據(jù)混響時間的計算公式求出大廳的平均吸聲系數(shù)。0.161V

⑷計算各頻帶f所需的總吸聲量A總--51n(l-a)+4/?zV

⑸確定必須的固定吸聲量Af明

⑹計算所需補充的吸聲量/Af

⑺吸聲材料的選擇一可布置位置、構(gòu)造、藝術(shù)效果，使/Af=SiaI+S2a2+Sna。達到要求。

⑻整理RT設(shè)計方案,驗算RT

就魔酗同計籟依蚓,當=2蝙I

，解魏財神(d)

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4-6.擴散處理和音質(zhì)有什么關(guān)系？

聲場擴散和表面散射：擴散一詞在聲學(xué)名詞術(shù)語(GB/T3947-1996)中定義為：

“能量密度均勻，在各個傳播方向作無規(guī)分布的聲場”。前者簡稱為均勻性，后者

簡稱為各向等同性或同向性，兩者是不可或缺的條件。人們常對擴散僅僅與均勻性

聯(lián)系起來，忽略它的同向性要求。后者在評價衰變過程中的音質(zhì)往往格外重要。

室內(nèi)聲場是由直達聲和來自各界面的反射聲所組成。在室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計中我們所

考慮的重點往往是如何處理好各種反射聲，主要是控制它們的強度、到達方向和延

遲時間。前兩者取決于界面的吸收性能、鏡面反射方向和散射(漫射)程度。來自

一個很強吸聲表面上的反射聲對擴散聲場起不了好作用，所以它會削弱聲場的擴散

效果。同樣，在鏡面反射為主的情況下，反射聲帶有很強方向性，對聲場也不會帶

來擴散效果。只有在穩(wěn)態(tài)聲條件下，經(jīng)過一定時間的多次鏡面反射，才能達到充分

的交混回響，使之逐漸接近擴散聲場。但也只能在離開聲源相當距離之外的所謂混

響場內(nèi)才會出現(xiàn)。如果表面是散射性質(zhì)的，則可以較早地達到擴散，而且更趨理想

擴散條件。散射表面雖對于非穩(wěn)態(tài)聲的后期聲場擴散有幫助，但在早期階段只有分

離的少數(shù)幾個反射聲，仍不可能形成擴散聲場。

擴散體的散射效果與入射角、頻率等的關(guān)系比較復(fù)雜。目前也只有依靠實測散

射圖案得到一些半定量的結(jié)果，尚無參量可表征。利用分散式布置吸聲材料也能起

到聲散射效果，但迄無實用資料，即使定性的說明也了解不夠。

擴散聲場的評價：早期對擴散聲場的評價限于從混響衰變曲線中去分析考察。

但由于這些現(xiàn)象與廳堂音質(zhì)的主觀評價缺乏聯(lián)系，要達到怎樣的擴散聲場才稱滿意

也就無從談起。廿世紀50年代前后，人們認識到混響時間本身已不是判斷廳堂音質(zhì)

的唯一指標。在探索第二音質(zhì)評價參量時，將室內(nèi)聲場擴散程度亦作為考慮的內(nèi)容

之一。但是它與聽者主觀評價有何關(guān)系一直未能確定。廿世紀50年代初期的一場對

聲場擴散評價參量的熱烈討論就此掩旗息鼓。

三種方式達到聲擴散的目的：1）將廳堂內(nèi)表面處理成不規(guī)則形狀和設(shè)擴散體。2）體型

設(shè)計中采用不規(guī)則平、剖面處理。3）吸聲材料交叉布置。

4-7.廳堂用揚聲器有幾種類型？各有什么特點？如何根據(jù)廳堂的不同情況布置揚聲器？

揚聲器是把音頻電流轉(zhuǎn)換成聲音的電聲器件，揚聲器俗稱喇叭，種類很多。

按能量方式分類：電動（動圈）揚聲器、電磁揚聲器、靜電（電容）揚聲器、壓電（晶體）

揚聲器、放電（離子）揚聲器。按輻射方式分類：紙盆（直接輻射式）揚聲器、號筒（間接

輻射式）揚聲器。

按振膜形式分類：紙盆揚聲器、球頂形揚聲器、帶式揚聲器、平板驅(qū)動式揚聲器。

按組成方式分類：單紙盆揚聲器、組合紙盆揚聲器、組合號筒揚聲器、同軸復(fù)合揚聲器。

按用途分類：高保真（家庭用）揚聲器、監(jiān)聽揚聲器、擴音用揚聲器、樂器用揚聲器、接收

機用小型揚聲器、水中用揚聲器。

按外型分類：圓形揚聲器、橢圓形揚聲器、圓筒形揚聲器、矩形揚聲器。

在室內(nèi)如何布置揚聲器，是電聲系統(tǒng)設(shè)計的重要問題。

室內(nèi)揚聲器布置的要求是：

（a）使全部觀眾席上的聲壓分布均勻。

（b）多數(shù)觀眾席上的聲源方向感良好。

?控制聲反饋和避免產(chǎn)生回聲干擾。

揚聲器的布置方式，大體可以分為集中式與分散式兩種，也有將這兩種并用的。

在觀眾廳，采用集中與分散并用方式有以下幾種情況：

⑶廳的規(guī)模較大，前面的揚聲器不能使廳的后部有足夠的音量。特別是由于有較深的挑臺

遮擋，下部得不到臺口上部揚聲器的直達聲；

（b）集中式布置時，揚聲器在臺口上部，由于臺口較高，靠近舞臺的觀眾感到聲音來自頭頂,

方向感不佳。

?在集中式布置之外，在觀眾廳天花、側(cè)墻以至地面上分散布置揚聲器。這些揚聲器用于提

供電影、戲劇演出時的效果聲，屬于重放系統(tǒng)。或接混響器，增加大廳內(nèi)的混響時感。

揚聲器也是室內(nèi)建筑處理的?個組成部分，但它的安裝與設(shè)置不應(yīng)因此妨礙揚聲器性能的發(fā)

揮，揚聲器的安裝位置與朝向應(yīng)當嚴格按照電聲設(shè)計的要求。

⑶最好使揚聲器離開室內(nèi)界面懸空安裝，不能有物體遮擋揚聲器的輻射；

（b）或使揚聲器的前面板突出界面，如果必須設(shè)在界面之后，則必須留足夠的開口。開口部

分最好不設(shè)格柵，如果必須設(shè)置，開口率不能小于80%。

（c）揚聲器不能與天花板或側(cè)墻的裝修板材直接相連，以免引起這些板材的共振。一般裝在金

屬的固定框架匕固定架直接與屋架或結(jié)構(gòu)墻相連，與裝修板材脫開。

（d）設(shè)于天花板上的大型揚聲器或揚聲器組，其背后應(yīng)設(shè)天橋，以便上人調(diào)整、檢修，天橋

周圍應(yīng)以吸聲材料加以隔斷。

4-8簡述聲反饋的產(chǎn)生及控制方法。

聲反饋的產(chǎn)生不僅與電聲設(shè)備有關(guān)，而且與室內(nèi)的聲學(xué)條件有關(guān)。

擴聲系統(tǒng)的傳聲器要接收來自三個方面的聲音：⑶演講者或演員、樂器（一次聲源）；（b）

揚聲器傳來的重發(fā)聲；（c）室內(nèi)墻面、天花等的反射聲；

控制聲反饋是擴聲系統(tǒng)設(shè)計的首要問題?？刂坡暦答伌胧┯幸韵聨讉€方面：

（a）使傳聲器接收一次聲源的聲音盡量大；（b）盡量減小由揚聲器傳入傳聲器的聲音；

?減少返回傳聲器的室內(nèi)反射聲；（d）選用頻率響應(yīng)曲線平直的電聲設(shè)備；

（e）在調(diào)音臺的周邊設(shè)備中應(yīng)用“反饋抑制器”設(shè)備。

4-9.聲控室的聲學(xué)設(shè)計要注意些什么問題？

擴聲控制室是廳堂擴聲系統(tǒng)的中樞，主要功能是監(jiān)聽與控制。內(nèi)部有監(jiān)聽揚聲器、調(diào)音臺、

各種放大器、錄音機及各種附屬設(shè)備。

（1）一個中等規(guī)模的廳堂，聲控制室的面積不應(yīng)小于（12~15加2。

⑵聲控制室應(yīng)能通過觀察窗看到全部舞臺和部分觀眾廳，其位置一般布置在觀眾廳的后部

或是耳光口附近。

⑶將功放部分與聲控室分離，在臺口附近專門設(shè)置一間“功放室”，功放設(shè)備與調(diào)音臺用信

號線連接。

⑷聲控室內(nèi)的天花、墻面應(yīng)作吸聲處理，以適應(yīng)監(jiān)聽的要求。

⑸聲控室內(nèi)的地面應(yīng)作絕緣地板，并留有布線溝。

⑹考慮到各種機器的散熱，室內(nèi)應(yīng)有空調(diào)。

⑺在只需作簡單的廣播通知時，可在聲控室內(nèi)設(shè)一傳聲器。如果要求高時，應(yīng)在鄰接聲控

室設(shè)單獨的廣播室，并有隔聲窗朝向觀眾廳和聲控室。此室應(yīng)有空調(diào)。

⑻根據(jù)需要還應(yīng)在聲控室旁設(shè)工具、儲藏室，存放話筒、話筒架、磁帶、唱片、光盤及備

用器材，此室應(yīng)有空調(diào)以除塵、去濕。

4-10.簡述音樂廳、劇院、電影院、多功能大廳、教室、講堂、以及體育館的聲學(xué)特點和聲

學(xué)設(shè)計的具體要求。

音樂廳的音質(zhì)設(shè)計大體上應(yīng)當遵循以下原則；

（1）使大廳具有較長的混響時間以保證廳內(nèi)聲場有足夠的豐滿度。同時廳內(nèi)盡量少用或不

用吸聲材料。在混響時間的頻率特性上，應(yīng)當使低頻適當高于中頻，以取得溫暖感。

（2）充分利用近次反射聲，使之均勻分布于觀眾席，以保證大多數(shù)座位有足夠的響度和親

切感，特別注意增加側(cè)向反射，使廳內(nèi)有良好的圍繞感。廳頂部的處理，除考慮向觀眾席反

射外，還應(yīng)有適當部分的反射聲返回演奏席、以利演唱、演奏者的互相聽聞。

（3）保證廳內(nèi)具有良好的擴散。古典式大廳有豐富的裝飾構(gòu)件，可起擴散作用，新式大廳

也應(yīng)布置擴散體。

此外，音樂廳的允許噪聲標準要高于其他廳堂，評價指數(shù)應(yīng)在20以卜一，為此，音樂廳的選

址應(yīng)注意遠離交通干道等噪聲較高地區(qū)，內(nèi)部要作好隔聲，通風(fēng)系統(tǒng)要有足夠的消聲處理，

音樂廳內(nèi)的演出一般不用擴聲設(shè)備，但要考慮到語言擴聲、現(xiàn)場轉(zhuǎn)播及錄音的需要，還需設(shè)

置聲控室。

劇院有單獨的舞臺空間，以鏡框式臺口與觀眾廳相連，一般還有樂池。

西方古典的歌劇院多是馬蹄形平面，側(cè)面及后面有多層包廂。新式的歌劇院平面多為扇形、

六角形等形式，合口后有大型舞臺。我國最早的劇場，舞臺三面伸入觀眾席，沒有樂池。目

前這種形式已不多見。京劇及其他地方戲的演出也大多是在鏡框式臺口之內(nèi)進行，只是伴奏

仍在臺側(cè)，不用樂池。

歌劇是以歌唱、音樂為主，混響時間應(yīng)當較長，但比音樂廳短。京劇及我國其他地方戲的最

佳混響時間尚無定論，一般可按歌劇院考慮，或較之略短。

話劇院一般較歌劇院規(guī)模為小，一般也有鏡框式臺口，也有的話劇院，舞臺可以伸到觀眾席

中，即所謂伸出式舞臺。

話劇院應(yīng)按語言用大廳的要求，取較短的混響時間，以保證有足夠的清晰度。

歌劇院、話劇院在體型上都應(yīng)考慮近次反射聲在觀眾席上的均勻分布。歌劇院還應(yīng)有適當?shù)?/p>

擴散處理；話劇院要特別注意避免出現(xiàn)回聲。

樂池的聲學(xué)持性也必須注意：一是要保持樂池內(nèi)各聲部聲音的平衡I:是不使觀眾廳內(nèi)聽到

的樂池中的伴奏聲壓倒舞臺上的演員聲。這要求樂池的開口與進深保持適當?shù)谋壤?，樂池?/p>

部的天花有適當?shù)男螤钆c傾角。

近年來，歌劇、話劇演出使用電聲的情況越來越多，同時，還有效果聲的需要，因此，劇院

應(yīng)當有較為完善的電聲系統(tǒng)。電聲系統(tǒng)最理想的使用狀態(tài)應(yīng)當是,既加強了觀眾席上的聲級,

又能控制其音量，不使其破壞自然的方向感，使觀眾幾乎感覺不到它的存在。

劇院的允許噪聲級可采用N為20或25。

電影院按放聲方式分為揚聲器布置在銀幕后面、片寬為35mm的普通電影、遮幅法和

變形法寬銀幕立體聲影院，和片寬為70mm,揚聲器不只在銀幕之后，在觀眾