建筑聲環(huán)境課后習(xí)題答案

11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(gè)聲音。求這兩個(gè)聲音到達(dá)

的時(shí)間間隔。

解：因?yàn)槁曇粼诳諝庵袀鞑サ乃俣葹?40m/s,而在鋼中的傳播速度為5000m/s。所以有:

1000

=2.94s=jooo=02sA/=_=274§

-3402500012

12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(shí)間差不大于100ms(l/10s),那么觀眾廳的最

大長(zhǎng)度應(yīng)不超過多少米？

O

解：因?yàn)槁曇粼诳諝庵袀鞑サ乃俣葹?40m/s,而光在空氣中傳播的速度為3.0x10'm/s.

所以有&二工-----^<—=>/3,0X1Q8-1]<3.0X107,由此解得L434。

3403.0x10s1()(340)

1-3.聲音的物理計(jì)量中采用級(jí)有什么實(shí)用意義？80dB的聲強(qiáng)級(jí)與80dB的聲壓級(jí)是否是一回事？為什

么？(用數(shù)學(xué)計(jì)算證明)

解：聲強(qiáng)和聲壓的數(shù)值變化范圍比擬大，聲強(qiáng)的數(shù)值變化范圍約為1萬億倍(10力，聲壓的數(shù)值變化范

圍約為1百萬倍(IO，),用聲強(qiáng)和聲壓計(jì)量很不方便；人對(duì)聲音的感覺變化不與聲強(qiáng)、聲壓成正比，而是

近似地跟他們的對(duì)數(shù)成正比，所以引入“級(jí)〃的概念。

在常溫下，空氣的介質(zhì)特性阻PM近似為400(N.S)/m3,通?？梢哉J(rèn)為二者數(shù)值相等，80dB的聲強(qiáng)級(jí)與

80dB的聲壓級(jí)是一回事。證明如下：

|22

因?yàn)椋?0=1O-IV//H,I%=2xl()TN/〃/,常溫下，AC=M0(N?§)/〃/,所以有

區(qū)二(2x10)-]0T2即/0=武。

00C400poc

又因?yàn)椋?=/:，L=201g-^-,L,=101g—

/%7o

所以：=101g^-=101g勺件=1()lgq=201g上■=勾。

/oPd/PoCP()Pc

1-4.求具有100dB聲強(qiáng)級(jí)的平面波的聲強(qiáng)與聲壓(空氣密度p=L21kg"/,聲速c=343m/s)。

,22

解：因?yàn)長(zhǎng)/=101g，,/0=10-W/m,L/=100M

，o

I.)1(X)2

所以/==10-12乂]010=]0-2卬/根2。又因?yàn)?=上_,所以

00c

p==A/10-2X1.21X343=7415x10-2=20.37x10-'=2.0377V/m2.

1-5.試證明在自由場(chǎng)中(-201g-11,式中4為聲源聲功率級(jí)，力為距聲源r米處之聲壓級(jí)。

解：在自由聲場(chǎng)中，點(diǎn)聲源發(fā)出的球而波，均勻地向四周輻射聲能，距聲源中心為r的球面上的聲強(qiáng)為:

W=IXS,，而/=H，/。與W°的數(shù)值相等，均為10~,所以

A―??一八八

/=，XQ°CP

二|:”,^.=10lg

￡=201g-=101g-^=101g"=101g---匕丁=101g1=101g--y-

4勿2x型

PoC

yy，

2

Lp=101g----101gr-10lg(4^-)=Lw-201gr-U。

Wo

1-6.錄音機(jī)重放時(shí)，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）

F-：錄音機(jī)是把聲音記錄下來以便重放的機(jī)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(hào)記錄在載體上。錄音時(shí)，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(jìn)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(chǎng)。磁帶緊貼著磁頭縫隙移動(dòng)，

磁帶上的磁粉層被磁化，在磁帶上就記錄下聲音的磁信號(hào)。

放音是錄音的逆過程，放音時(shí)，磁帶緊貼著放音磁頭的縫隙通過，磁帶上變化的磁場(chǎng)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(hào)相同，所以線圈中產(chǎn)生的是電流音頻，這個(gè)電流經(jīng)放

大電路放大后，送到揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器把音頻電流復(fù)原成聲音。

所以重放時(shí)錄制的聲音的波長(zhǎng)不會(huì)因?yàn)椴シ诺目炻煌?，即聲音的波長(zhǎng)保持不變，但聲音的頻率

會(huì)受到影響。

17驗(yàn)證中心頻率為250,500,1000,2000Hz的倍頻帶和1/5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八和工，3倍頻帶的上界和下屆頻率為月和.。

那么有中心頻率為250Hz的倍頻帶和3倍頻帶的上界和下屆頻率為：

々=2],師=250=所=250=/=1^^=125&=176.75。177=力=2/=354

JiV,

,/3,/3

y=2,TAX=250=>娘=250nf；==222,7工223=>/2=2/；=280.6。281

J\V2

同理有中心頻率為500Hz的倍頻帶和卓倍頻帶的上界和下屆頻率為：

同理有中心頻率為1000Hz的倍頻帶和1/3倍頻帶的上界和下屆頻率為：

同理有中心頻率為2000Hz的倍頻帶和卑倍頻帶的上界和下屆頻率為：

1?8.要求距廣場(chǎng)的楊聲器40m遠(yuǎn)處的直達(dá)聲聲壓級(jí)不小于80dB,如把揚(yáng)聲器看作是點(diǎn)聲源，它的聲功

率至少為多少？聲功率級(jí)是多少？

解：因?yàn)?九一20國(guó)廠一11所以有：Lp=-201gr-11>80Lw>201gr+91

即：4,2201g40+91n。.2123

所以=10lg—>123=>—>10123=>W>\.995W

1.9.以下純音相當(dāng)于多少方？

頻率：1000Hz2000Hz5000Hz100Hz50Hz

聲壓級(jí)：40dB30dB60dB80dB80dB

解：根據(jù)書上圖1-15等響曲線，可知：

頻率:1000Hz2000Hz5000Hz100Hz50Hz

聲壓級(jí)：40dB30dB60dB80dB80dB

約相等于：40方33方66方75方64方

2」.在運(yùn)用幾何聲學(xué)方法時(shí)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(zhǎng)大幾倍或幾十倍。

(2)聲波所遇到的反射面、障礙物的尺寸要大于波長(zhǎng)。

22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：聲音到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，聲源停止發(fā)聲，直達(dá)聲消失后，聲音逐漸衰減的反射聲；

回聲：長(zhǎng)時(shí)差的強(qiáng)反射聲或直達(dá)聲后50ms到達(dá)的強(qiáng)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(duì)直達(dá)聲具有加強(qiáng)作用；回聲使聲音產(chǎn)生由缺陷。

23混響時(shí)間計(jì)算公式應(yīng)用的局限性何在？

(1)公式的假設(shè)條件與實(shí)際情況不符。聲源均具有一定的指向性，因此室內(nèi)各外表不可能是均勻吸收

或是均勻擴(kuò)散的。

(2)代入公式的各項(xiàng)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。材料的吸聲系數(shù)是在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)得的，與實(shí)際使用時(shí)的吸聲系

數(shù)有一定的差異。

24有一個(gè)車間尺寸為12mx40mx6m,1000Hz時(shí)的平均吸聲系數(shù)為0.05,一機(jī)器的噪聲聲功率級(jí)為

96dB,試計(jì)算距機(jī)器10m處與30m處之聲壓級(jí)。并計(jì)算其混響半徑為假設(shè)干？當(dāng)平均吸聲系數(shù)改為0.5

時(shí)，再計(jì)算上述兩點(diǎn)處之聲壓級(jí)與混響半徑有何變化？

解：聲源發(fā)聲后室內(nèi)某點(diǎn)的聲壓級(jí)為：￡=Ln，+10^1-^+-),指向因數(shù)Q=l,

R)

房間常數(shù)R=房間室內(nèi)的總外表積為：5=2x(12x40+12x6+40x6)=1584，n2

\-a

一八八UH1584x0.05_

當(dāng)a=0.05時(shí)：Ro=--------=-------------------=83.3o7，

\-cc1-0.05

巾一八八UQcS61584x0.05ccrr

當(dāng)a=0.05時(shí)：R=--------=-------------------=83.37，

\-cc1-0.05

一八"…cSee1584x0.5.__

當(dāng)a=0.5時(shí)：R=--------=-----------------=1584,

\-a1-0.5

25房間共振對(duì)音質(zhì)有何影響？什么叫共振頻率的簡(jiǎn)并，如何防止？

⑴會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)原有的聲音產(chǎn)生失真。

⑵當(dāng)不同共振方式的共振頻率相同時(shí)，會(huì)出現(xiàn)共振頻率的重疊，稱為“簡(jiǎn)并”。

⑶防止簡(jiǎn)并現(xiàn)象的根本原那么：使共振頻率分布盡可能均勻。

具體措施有：①選擇適宜的房間尺寸、比例和形狀；②將房間的墻或天花做成不規(guī)那么形狀；③將吸聲

材料不規(guī)那么地分布在房間的界面上。

26試計(jì)算一個(gè)4mx4mx4m的房間內(nèi)，63Hz以下的固有頻率有多少？

N=%券-+磔-+幺，￡=63%V=43S=4x4x6L=4xlnN=5.4

3c34c28cf

即固有頻率有5個(gè)。

2.7.一個(gè)矩形錄音室尺寸為15mx11.5mx8m,側(cè)墻的吸聲系數(shù)a為030,天花的a為0.25,地面全鋪

地毯，。為0.33,室中央有一聲功率級(jí)為llOdB的點(diǎn)聲源。求：

⑴距點(diǎn)聲源0.5m,4m處的聲壓級(jí)I：用曲線表示）：⑵混響半徑：⑶混響時(shí)間：⑷上述聲源移至兩

墻交角處時(shí)，距聲源0.5m,lm,2E,4m處的聲壓級(jí)（可畫在⑴圖上）。

Q+2),指向因數(shù)0=1,

解：聲源發(fā)聲后室內(nèi)某點(diǎn)的聲壓級(jí)為：=L+101g

1V4m,2

房間室內(nèi)的總外表積為：S=^i=2x(15x11.5+15x8+11.5x8)=769m

2x(11.5+15)x8x0.3+11.5x15x0.25+11.5x15x0.33

平均吸聲系數(shù)：歹二冬一---------------------------------------------?0.3

769

房間常數(shù)R=與-=769x0.3=32464,混響半徑為:

\-a1-0.3

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

28一間長(zhǎng)15m,寬8m,高4m的教室,關(guān)窗時(shí)的混響時(shí)間是1.2S。側(cè)墻上有8個(gè)1.5mx2.0m的窗，全部

翻開時(shí)，混響時(shí)間變成多少秒？

解：房間室內(nèi)的總外表積為：S=ZE=2x（15x8+15x4+4x8）=424m2

房間室內(nèi)的總?cè)莘e為：V=15/8x4=480m

關(guān)窗時(shí):

yS：a

平均吸聲系數(shù)：，二告一i

%

開窗時(shí)：

9999999999999999999999999999999

34.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(xì)

玻璃棉為例予以說明。

解：⑴多孔吸聲材料的吸聲特性：對(duì)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(duì)中低頻范圍的吸聲系數(shù)顯著增大。

在單位面積重量相等的情況下，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。

3.2.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,那么兩個(gè)公式計(jì)算出的共振頻率各為多少？假設(shè)又將穿空率改為

0.02（孔徑不變），結(jié)果又是怎樣？

2

2〃.6

解：空氣層厚度改為30cm后，穿孔板的穿孔率仍為P==Hlx=0.0706

4<76

穿孔板的共振頻率計(jì)算公式為/,=—所以有

2））,

P

穿孔板的共振頻率的精確計(jì)算公式為6）+尸尸/3

3-3.4mm的玻璃窗，單位面積質(zhì)量為lOKg/rn?,剛度因素K約為3x1。6必/（〃/.一），用式⑶砂計(jì)

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Scm,用式（3-18）計(jì)算這時(shí)窗的共

振頻率。并討論兩次計(jì)算時(shí)各自忽略了哪些因素。

，1后―F111.29x34（）2—3X106”八

解：薄膜的共振頻率為/。=五J詬+豆=赤石<許名行+丁”320Hz

雙層膜及其空氣間層組成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，其固有頻率人為f0=^2l—+—那么有

個(gè)L7〃6tn2

600=+=120HZ

y0=7Z^W^

34何謂質(zhì)量定律與吻合效應(yīng)？在隔聲構(gòu)件中如何防止吻合效應(yīng)？

質(zhì)量定律：墻體被聲波激發(fā)后其振動(dòng)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(huì)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(shí)的效應(yīng)，此時(shí)墻就失去了傳者的阻力。

防止吻合效應(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。

35成列舉一兩種方案，說明如何提高輕型1嗇體的隔聲能力？

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(jì)隔聲門窗時(shí)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)；

為防止共振，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：外表鋪設(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

33999999999999<>99999999

3.9

3-10.有一占?jí)γ娣e1/100的孔，假設(shè)墻本身的隔聲量為50dB,試求此墻的平均隔聲量。

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）o

4」.簡(jiǎn)述音質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)與室內(nèi)聲場(chǎng)物理指標(biāo)的關(guān)系。

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

⑴適宜的響度與飽滿度：聽聞最根本的要求，有足夠的響度，聽眾才能接收、識(shí)別信息，才能有聽的

好與壞的問題，響度和聲壓級(jí)相對(duì)應(yīng)。要求：語言類60~7。方，音樂類80方左右。另外還要有比擬好

的混響時(shí)間，即飽滿度。

⑵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(shí)別困難。這屬于質(zhì)的因素，與

其相對(duì)應(yīng)的物理指標(biāo)主要是混響時(shí)間的頻率特性以及早期衰減的頻率特性.

⑶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(jì)，完全無法使用。

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

②顫抖回聲：一連串快速、連續(xù)可發(fā)覺的回聲?；芈暺仁孤犝咦⒁饬Ω叨燃?，但信息仍很難識(shí)別，使

人疲勞，感到厭煩甚至無法忍受，故回聲是廳堂中最嚴(yán)重的缺陷。

③聲聚焦：局部區(qū)域響度過大，另?局部區(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一種特征型音色。

（4）高的清晰度：它可保證語言與音樂信息接收準(zhǔn)確，其細(xì)節(jié)可識(shí)別，能全面的接收聲信號(hào)。

評(píng)價(jià)：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(cè)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(duì)音樂的要求①飽滿度：指聲音飽滿、圓潤(rùn)，溫暖、渾厚有彈性，有余音悠揚(yáng)之感，反之干澀

薄弱。②親切感（力度）：聲音透亮，堅(jiān)實(shí)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(shí)間，即20ms左右的早期反射聲的有無及多少。③擴(kuò)散感（環(huán)繞感）：一種被音樂所包圍II勺感覺，沉

浸在音樂中，空間感好、方位感好，有臨場(chǎng)感，反之場(chǎng)所印象差。取決于房間的大小，擴(kuò)散設(shè)計(jì)的使用。

④清晰度：對(duì)音色細(xì)微變化的感覺，對(duì)樂音層次的感覺。

42為什么混響時(shí)間相同的兩個(gè)大廳音質(zhì)可能不同？

音質(zhì)的客觀技術(shù)指標(biāo)

⑴混響時(shí)間及頻率特性

A混響時(shí)間的長(zhǎng)短B頻率特性是否平直

一一是衡量廳堂音質(zhì)的最根本、重要的參數(shù)，也是設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)確控制的指標(biāo)。

作用：直接對(duì)清晰度、飽滿度、明亮度的等影響，混響時(shí)間適當(dāng)，可保證各聲部間平衡。

評(píng)價(jià)：125~4KHz6個(gè)倍頻帶。以500Hz為代表，大量的經(jīng)主觀評(píng)價(jià)認(rèn)定為音質(zhì)良好的觀眾廳，進(jìn)行RT

測(cè)定所得到的統(tǒng)計(jì)平均值作為標(biāo)準(zhǔn)。

⑵聲脈沖響應(yīng)分析（反射聲的時(shí)間分布）

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

①對(duì)響度的影響50ms以內(nèi)的反射聲起到加強(qiáng)直達(dá)聲的作用，其數(shù)量越多，響度增大越明顯②對(duì)清晰度

的影響聲學(xué)比越高越清晰。根據(jù)直達(dá)聲、近次反射聲與混響時(shí)間對(duì)清晰度的不同影響，提供了一個(gè)清晰

度指標(biāo)，乂稱D值。其中P為聲壓。D值的意義是，直達(dá)聲及其后50ms以內(nèi)的聲能與全部聲能之比。

D值越高，對(duì)清晰度越有利。

③對(duì)飽滿度的影響缺乏早期反射聲，使直達(dá)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(zhǎng)，保證30ms內(nèi)早期反射聲的數(shù)量，可增加聲音的飽滿度和溫暖感。④對(duì)親切感的影響20ms

左右的早期反射聲的多少?zèng)Q定了親切感。

討論：為什么混響時(shí)間相同的大廳音質(zhì)可能不同？

（3）方向性擴(kuò)散（反射聲的空間分布）

廳堂中指定位置各方向反射聲的強(qiáng)度與數(shù)量

近次反射聲不僅在時(shí)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(qiáng)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(biāo)中有代表性的是“房間響應(yīng)"（簡(jiǎn)稱RR）。

?般說來，聽者左右兩耳接收的直達(dá)聲信號(hào)以及來自前方的近次反射聲信號(hào)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(qiáng)。

（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(hào)，然后在室內(nèi)聲場(chǎng)的條件下房間中信號(hào)經(jīng)傳輸后，在接收點(diǎn)上由于混

響時(shí)間和背景噪聲的存在而發(fā)生畸變，比擬原始信號(hào)與接收信號(hào)，其包絡(luò)的變化來表達(dá)房間對(duì)音質(zhì)的改

變。

⑸背景噪聲A聲級(jí)或是NR數(shù)

43在音質(zhì)設(shè)計(jì)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保證適宜的混響時(shí)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，那么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。

⑵混響時(shí)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加，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(dāng)程度上保證或控制了RT

⑶每座容積

對(duì)已判定為音質(zhì)良好的廳堂大量統(tǒng)計(jì)分析所得到的結(jié)果。音樂廳810m3/每座，歌劇院63m3/每座，

多用途劇場(chǎng)、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。

44大廳的體型設(shè)計(jì)要注意什么問題？簡(jiǎn)述聲線法的適用范圍c

⑴體型設(shè)計(jì)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、干預(yù)，兩個(gè)聲音相加時(shí)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(dāng)大的程度上與實(shí)際相符，是大廳體型設(shè)計(jì)中常用的方法。

⑵體型設(shè)計(jì)原那么①充分利用直達(dá)聲一一保證直達(dá)聲可到達(dá)每個(gè)聽眾影響因素：a、氏距離的自然衰減

-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(shí)，高頻聲

明顯減弱

指施：a、控制大廳尺寸比例防止過長(zhǎng)。使觀眾席位盡可能靠近聲源，一般劇場(chǎng)長(zhǎng)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、防止被遮擋和掠射吸收；地面應(yīng)有一

定的坡度；按視線要求進(jìn)行設(shè)計(jì)即可；錯(cuò)位排列。

②爭(zhēng)取和控制好早期反射聲（難點(diǎn)）

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(shí)差轉(zhuǎn)換聲程差進(jìn)行判斷

50ms一一17m；30ms一一10.2m；20ms一一6.8m；一般原那么：按廳堂首排座位與聲源的距離一一10m；

天花高度＜13m廳堂寬度＜26m（按聲程差小于17m計(jì)算）；超過此尺度，應(yīng)加以特殊處理。平剖面圖，

做聲線圖。根據(jù)聲線圖分析是杳存在回聲，是否分布均勻，是否存在聲聚焦和聲影。

B天花形狀一一剖面設(shè)計(jì)：前部天花（臺(tái)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。原那么是一次反射均勻的分布在大局部觀眾席；后部天花的原那么是向觀眾席及側(cè)

墻擴(kuò)散聲能。形式有折板式、鋌齒式、擴(kuò)散體式。聲源位置：大幕線后2~3m,高L5M

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

②平面形狀的選擇。原那么：前次反射聲的多少，聲場(chǎng)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(kuò)散或吸聲

處理。一個(gè)簡(jiǎn)單幾何形平面，假設(shè)不做特殊處理，視線最好的中前區(qū)將會(huì)缺乏一次側(cè)向反射南。

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(tái)面2m以上，其惻面、底板

下部墻面按一次反射面設(shè)計(jì)；c設(shè)跌落式包廂或挑臺(tái)挑臺(tái)欄板，底板按一次反射面設(shè)計(jì)；d側(cè)堵內(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)傾獷大一次反

射面，但其傾角＜10。。

（3）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(tái)、樂池、觀眾席前部；b產(chǎn)生部位：臺(tái)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(kuò)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(qiáng)吸聲傾角.調(diào)整向后部提供一次反射擴(kuò)散，不形成

定向反射。

②顫抖回聲：a出現(xiàn)部位：平行墻面間；b產(chǎn)生條件：（a）聲源與接收點(diǎn)同在平行墻面間（b）墻面強(qiáng)

反射：C危害干擾聽聞，破壞音而：d措施（a）相對(duì)墻面夾角＞5。：（b）墻面擴(kuò)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(qiáng)反射；c危

害：形成第二聲源，嚴(yán)重干擾聽聞室內(nèi)聲場(chǎng)極不均勻；d措施：防止使用弧形墻面廳堂高度呈2R,弧形

墻面上擴(kuò)散吸聲處理。

④聲影：a出現(xiàn)部位：樓座挑臺(tái)下方；b產(chǎn)生條件：挑臺(tái)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：取適宜的樓座挑臺(tái)百度與深度比廳內(nèi)充分?jǐn)U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(dāng)；b室內(nèi)特殊部位設(shè)計(jì)不當(dāng)；c短混響時(shí)

間。

（4）擴(kuò)散設(shè)計(jì)

三種方式到達(dá)聲擴(kuò)散的目的；1）將廳堂內(nèi)外表處理成不規(guī)那么形狀和設(shè)擴(kuò)散體。2）體型設(shè)計(jì)中采用不

規(guī)那么平、剖面處理。3）吸聲材料交叉布置。

⑸舞臺(tái)的反射板

將舞臺(tái)的上部、兩側(cè)和后部用反射板封閉起來，使舞臺(tái)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(tái)反射板還有加強(qiáng)演員的自我聽聞和演員與樂隊(duì)、以及樂隊(duì)各局部之間的

相互聽聞的作用。這是音樂演出，特別是交響樂演出的一個(gè)重要條件。

舞臺(tái)反射板在全頻帶上應(yīng)當(dāng)都是反射性的：

舞臺(tái)反射板所圍繞的空間的大小，取決于樂隊(duì)的布置和規(guī)模，同時(shí)還應(yīng)使反射聲的延時(shí)有利于臺(tái)上演員

的聽聞。

45熟練掌握大廳的混響時(shí)間計(jì)算方法。

混響時(shí)間的計(jì)算（RT設(shè)計(jì)步驟）：

⑴計(jì)算廳堂準(zhǔn)確的體積V、外表積S——平、剖面圖

（2）確定最正確RT及頻率特性一一功能+容積

⑶根據(jù)混響時(shí)間的計(jì)算公式求出大廳的平均吸聲系數(shù)。[0.16W]

⑷計(jì)算各頻帶f所需的總吸聲量A總|——Sln（l-丹

⑸確定必須的固定吸聲量Af困

⑹計(jì)算所需補(bǔ)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=SMi+S2a2+SnCln到達(dá)要求。

⑻整理RT設(shè)計(jì)方案，驗(yàn)算RT

46擴(kuò)散處理和音質(zhì)有什么關(guān)系？

聲場(chǎng)擴(kuò)散和外表散射：擴(kuò)散一詞在聲學(xué)名詞術(shù)語（GB/T3947T996）中定義為：“能量密

度均勻，在各個(gè)傳播方向作無規(guī)分布的聲場(chǎng)〃。前者簡(jiǎn)稱為均勻性，后者簡(jiǎn)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(duì)擴(kuò)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(píng)價(jià)衰變過程中的音質(zhì)往往格外重要。

室內(nèi)聲場(chǎng)是由直達(dá)聲和來自各界面的反射聲所組成。在室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)中我們所考慮的重點(diǎn)

往往是如何處理好各種反射聲，主要是控制它們的強(qiáng)度、到達(dá)方向和延遲時(shí)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(gè)很強(qiáng)吸聲外表上的反射聲對(duì)擴(kuò)

散聲場(chǎng)起不了好作用，所以它會(huì)削弱聲場(chǎng)的擴(kuò)散效果。同樣，在鏡面反射為主的情況下，反射

聲帶有很強(qiáng)方向性，對(duì)聲場(chǎng)也不會(huì)帶來擴(kuò)散效果。只有在穩(wěn)態(tài)聲條件下，經(jīng)過一定時(shí)間的屢次

鏡面反射，才能到達(dá)充分的交混回響，使之逐漸接近擴(kuò)散聲場(chǎng)。但也只能在離開聲源相當(dāng)距離

之外的所謂混響場(chǎng)內(nèi)才會(huì)出現(xiàn)。如果外表是散射性質(zhì)的，那么可以較早地到達(dá)擴(kuò)散，而且更趨

理想擴(kuò)散條件。散射外表雖對(duì)于非稔態(tài)聲的后期聲場(chǎng)擴(kuò)散有幫助，但在早期階段只有別離的少

數(shù)幾個(gè)反射聲，仍不可能形成擴(kuò)散聲場(chǎng)。

擴(kuò)散體的散射效果與入射角、頻率等的關(guān)系比擬復(fù)雜。口前也只有依靠實(shí)測(cè)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(shí)用資料，即使定性的說明也了解不夠。

擴(kuò)散聲場(chǎng)的評(píng)價(jià)：早期對(duì)擴(kuò)散聲場(chǎng)的評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)缺乏聯(lián)系，要到達(dá)怎樣的擴(kuò)散聲場(chǎng)才稱滿意也就無從談起。廿世紀(jì)

50年代前后，人們認(rèn)識(shí)到混響時(shí)間本身已不是判斷廳堂音質(zhì)的唯一指標(biāo)。在探索第二音質(zhì)評(píng)價(jià)

參量時(shí)，將室內(nèi)聲場(chǎng)擴(kuò)散程度亦作為考慮的內(nèi)容之一。但是它與聽者主觀評(píng)價(jià)有何關(guān)系一直未

能確定。廿世紀(jì)50年代初期的一場(chǎng)對(duì)聲場(chǎng)擴(kuò)散評(píng)價(jià)參量為熱烈討論就此掩旗息鼓。

三種方式到達(dá)聲擴(kuò)散的目的：1）將廳堂內(nèi)外表處理成不規(guī)那么形狀和設(shè)擴(kuò)散體。2）體型設(shè)計(jì)中采

川不規(guī)那么平、剖面處理。3）吸聲材料交叉布置。

47廳堂用揚(yáng)聲器有幾種類型？各有什么特點(diǎn)？如何根據(jù)廳堂的不同情況布置揚(yáng)聲器？

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

按能量方式分類：電動(dòng)〔動(dòng)圈）揚(yáng)聲器、電磁揚(yáng)聲器、靜電（電容）揚(yáng)聲器、壓電（晶體）揚(yáng)聲器、放

電（離子）揚(yáng)聲器。按輻射方式分類；紙盆（直接輻射式）揚(yáng)聲器、號(hào)筒（間接輻射式）揚(yáng)聲器。

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

按組成方式分類：?jiǎn)渭埮钃P(yáng)聲器、組合紙盆揚(yáng)聲器、組合號(hào)筒揚(yáng)聲器、同軸更合揚(yáng)聲器。

按用途分類：高保真（家庭用）揚(yáng)聲器、監(jiān)聽揚(yáng)聲器、擴(kuò)音用揚(yáng)聲器、樂器用揚(yáng)聲器、接收機(jī)用小型揚(yáng)

聲器、水中用揚(yáng)聲器。

按外型分類：圓形揚(yáng)聲器、橢圓形揚(yáng)聲器、圓筒形揚(yáng)聲器、矩形揚(yáng)聲器。

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

室內(nèi)揚(yáng)聲器布置的要求是：

⑶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應(yīng)好。

（c）控制聲反應(yīng)和防止產(chǎn)生回聲干擾。

揚(yáng)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(yáng)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(tái)遮著，下部得

不到臺(tái)口上部揚(yáng)聲器的直達(dá)聲；

（b）集中式布置時(shí)，揚(yáng)聲器在臺(tái)口上部，由于臺(tái)口較高，靠近舞臺(tái)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(yáng)聲器。這些揚(yáng)聲器用于提供電影、戲

劇演出時(shí)的效果聲，屬于重放系統(tǒng)?；蚪踊祉懫鳎黾哟髲d內(nèi)的混響時(shí)感。

揚(yáng)聲器也是室內(nèi)建筑處理的一個(gè)組成局部，但它的安裝與設(shè)置不應(yīng)因此阻得揚(yáng)聲器性能的發(fā)奔，揚(yáng)聲器

的安裝位置與朝向應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照電聲設(shè)計(jì)的要求。

⑶最好使揚(yáng)聲器離開室內(nèi)界面懸空安裝，不能有物體遮擋揚(yáng)聲器的輻射：

（b）或使揚(yáng)聲器的前面板突出界面，如果必須設(shè)在界面之后，那么必須留足夠的開口。開口局部最好不設(shè)

格柵，如果必須設(shè)置，開口率不能小于80%。

（c）揚(yáng)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

架上，固定架直接與屋架或結(jié)構(gòu)墻相連，與裝修板材脫開。

（c）設(shè)于天花板上的大型揚(yáng)聲器或揚(yáng)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(jiǎn)述聲反應(yīng)的產(chǎn)生及控制方法。

聲反應(yīng)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)。

獷聲系統(tǒng)的傳聲器要接收來自三個(gè)方面的聲音：（a）演講者或演員、樂器1一次聲源）；（b）揚(yáng)聲器傳

來的重發(fā)聲；（c）室內(nèi)墻面、天花等的反射聲；

控制聲反應(yīng)是擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要問題?？刂坡暦磻?yīng)措施有以下幾個(gè)方面：

⑶使傳聲器接收一次聲源的聲音盡量大；（b）盡量減小由揚(yáng)聲器傳入傳聲器的聲音；

（c）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；

⑹在調(diào)音臺(tái)的周邊設(shè)備中應(yīng)用“反應(yīng)抑制器〃設(shè)備。

4?9.聲控室的聲學(xué)設(shè)計(jì)要注意些什么問題？

擴(kuò)聲控制室是廳堂擴(kuò)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(yáng)聲器、調(diào)音臺(tái)、各種放大器、

錄音機(jī)及各種附屬設(shè)備。

⑴一個(gè)中等規(guī)模的廳堂，聲控制室的面積不應(yīng)小于(12~15)m2。

(2)聲控制室應(yīng)能通過觀察窗看到全部舞臺(tái)和局部觀眾廳，其位置.一般布置在觀眾廳的后部或是耳光口附

近。

⑶將功放局部與聲控室別離，在臺(tái)口附近專門設(shè)置一間“功放室”，功放設(shè)備與調(diào)音臺(tái)用信號(hào)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。

(6)考慮到各種機(jī)器的散熱，室內(nèi)應(yīng)有空調(diào)。

⑺在只需作簡(jiǎn)單的播送通知時(shí)，可在聲控室內(nèi)設(shè)?傳聲器。如果要求高時(shí)，應(yīng)在鄰接聲控室設(shè)單獨(dú)的播

送室，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(chǔ)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(jiǎn)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(diǎn)和聲學(xué)設(shè)計(jì)的具體

要求。

音樂廳的音質(zhì)設(shè)計(jì)大體上應(yīng)當(dāng)遵循以下原那么；

(1)使大廳具有較長(zhǎng)的混響時(shí)間以保證廳內(nèi)聲場(chǎng)有足夠的飽滿度。同時(shí)廳內(nèi)盡量少用或不用吸聲材料。

在混響時(shí)間的頻率特性上，應(yīng)當(dāng)使低頻適當(dāng)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(dāng)局部

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(kuò)散。古典式大廳有豐富的裝飾構(gòu)件，可起擴(kuò)散作用，新式大廳也應(yīng)布置擴(kuò)

散體。

此外，音樂廳的允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)要高于其他廳堂，評(píng)價(jià)指數(shù)應(yīng)在20以下，為此，音樂廳的選址應(yīng)注意遠(yuǎn)

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(kuò)聲設(shè)備，但要考慮到語言擴(kuò)聲、現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播及錄音的需要，還需設(shè)置聲控室。

劇院有單獨(dú)的舞臺(tái)空間，以鏡框式臺(tái)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，臺(tái)II后有大型舞臺(tái)。我國(guó)最早的劇場(chǎng)，舞臺(tái)三間伸入觀眾席，沒有樂池。目前這種形式已小多見。

京劇及其他地方戲的演出也大多是在鏡框式臺(tái)口之內(nèi)進(jìn)行，只是伴奏仍在臺(tái)側(cè)，不用樂池。

歌劇是以歌唱、音樂為主，混響時(shí)間應(yīng)當(dāng)較長(zhǎng)，但比音樂廳短，京劇及我國(guó)其他地方戲的最正確混響時(shí)

間尚無定論，一般可按歌劇院考慮，或較之略短。

話劇院?般較歌劇院規(guī)模為小，?般也有鏡框式臺(tái)口，也有的話劇院，舞臺(tái)可以伸到觀眾席中，即所謂

伸出式舞臺(tái)。

話劇院應(yīng)按語言用大廳的要求，取較短的混響時(shí)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(dāng)?shù)臄U(kuò)散處理；

話劇院要特別注意防止出現(xiàn)同聲。

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(tái)上的演員聲。這要求樂池的開口與進(jìn)深保持適當(dāng)?shù)谋壤瑯烦厣喜康奶旎ㄓ羞m當(dāng)?shù)男螤?/p>

與傾角。

近年來，歌劇、話劇演出使用電聲的情況越來越多，同時(shí)，還有效果聲的需要，因此，劇院應(yīng)當(dāng)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(dāng)是，既加強(qiáng)了觀眾席上的聲級(jí)，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(jí)可采用N為20或25。

電影院按放聲方式分為揚(yáng)聲器布置在銀幕后面、片寬為非mm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(yáng)聲器不只在銀幕之后，在觀眾廳墻面、天花上也布置環(huán)繞聲揚(yáng)聲器的

寬銀幕數(shù)字式立體聲影院兩類。

電影院的放映室與觀眾廳之間應(yīng)有良好的隔聲。放映孔應(yīng)有雙層玻璃.并加以密封。放映室內(nèi)部應(yīng)

作吸聲處理，以減低機(jī)械噪聲。

電影院觀眾廳的容許噪聲級(jí)可比劇場(chǎng)高些，例如N取25—30。寬銀幕立體聲電影院希望N不低于

25。

在片寬為35mm的電影院中觀眾聽到的是位于銀幕后揚(yáng)聲器發(fā)出的影片錄音的重放聲。影片在錄音

時(shí)已經(jīng)參加了與場(chǎng)景相應(yīng)的聲音效果，它要求電影院大廳能夠重現(xiàn)這些效果，不致因大廳的聲學(xué)特性(例

如混響過長(zhǎng))而影響這些效果。混響時(shí)間應(yīng)當(dāng)以短為好。但在實(shí)際上，過于寂靜的大廳會(huì)使前徘座位與

后排座位上的聲級(jí)相羌過大，保持一定的混響，有利于廳內(nèi)聲場(chǎng)的均勻。