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1、 4.2 聲 音 的 計 量 4.3 聲 音 與 人 的 聽 覺 4.4 語 言 聲 、 音 樂 聲 及 噪 聲 特 性 4.5 室 內(nèi) 聲 學(xué) 原 理 4.6 吸 聲 材 料 和 吸 聲 結(jié) 構(gòu) n 二 、 客 觀 技 術(shù) 指 標(biāo) 2、 混 響 時 間 及 頻 率 特 性 混 響 時 間 的 長 短 ， 頻 率 特 性 是 否 平 直 ， 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(zhǔn) 確 控 制 的 指 標(biāo) 。作 用 ： 直 接 對 清 晰 度 、 豐 滿 度 、 明 亮 度 的 等 影 響 ， 混 響 時 間 適 當(dāng) ， 可 保 證 各

2、聲 部 間 平 衡 。評 價 ： 1254000Hz6個 倍 頻 帶 。 以 500Hz為 代 表 ， 大 量 的 經(jīng) 主 觀 評 價 認(rèn) 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(biāo) 準(zhǔn) 。3、 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

3、用 ， 其 數(shù) 量 越多 ， 響 度 增 大 越 明 顯 。 2） 對 清 晰 度 的 影 響 聲 學(xué) 比 越 大 ， 語 言 清 晰 度 越 高 。 混 響 長 的 廳 堂 ， 提 高 聲 學(xué) 比 。 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 音斷 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

4、多 少 決 定 了 親 切 感 。 直 達 聲 能 早 期 反 射 聲 能聲 學(xué) 比 混 響 反 射 聲 能 4、 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 。5、 背 景 噪 聲 A聲 級 或 是 NR數(shù) 。討 論 ： 為 什 么 混 響 時 間 相 同 的 大 廳 音 質(zhì) 可 能 不 同 ？ 國 家 大 劇 院 三 、 音 質(zhì) 設(shè) 計 內(nèi) 容 音 質(zhì) 設(shè) 計 必 須 是 聲 學(xué) 工 程 師 、 建 筑 師 、 業(yè) 主 密 切 合 作 、相 互 協(xié) 調(diào) 。 一 個 音 質(zhì) 良 好 的 大 廳 一 定

5、 是 集 體 合 作 的 結(jié) 晶 。主 要 包 括 以 下 方 面 ： 1） 選 址 、 建 筑 總 圖 設(shè) 計 和 各 房 間 的 合 理 配 置 ， 目 的 是 防止 外 界 噪 聲 和 附 屬 房 間 對 主 要 聽 音 房 間 的 噪 聲 干 擾 。 2） 在 滿 足 使 用 要 求 的 前 提 下 ， 確 定 經(jīng) 濟 合 理 的 房 間 容 積和 每 座 容 積 。 3） 通 過 體 形 設(shè) 計 ， 充 分 利 用 有 效 聲 能 ， 使 反 射 聲 在 時 間和 空 間 上 合 理 分 布 ， 并 防 止 聲 學(xué) 缺 陷 。 4） 根 據(jù) 使 用 要 求 ， 確 定 合 適 的 混

6、 響 時 間 及 頻 率 特 性 ， 計算 大 廳 吸 聲 量 ， 選 擇 吸 聲 材 料 與 結(jié) 構(gòu) 。 5） 根 據(jù) 房 間 情 況 及 聲 源 聲 功 率 大 小 計 算 室 內(nèi) 聲 壓 級 大小 ， 并 決 定 是 否 采 用 電 聲 系 統(tǒng) 。 6） 確 定 室 內(nèi) 允 許 噪 聲 標(biāo) 準(zhǔn) ， 計 算 室 內(nèi) 背 景 聲 壓 級 ， 確定 采 用 哪 些 噪 聲 控 制 措 施 。 7） 在 大 廳 主 體 結(jié) 構(gòu) 完 工 之 后 ， 室 內(nèi) 聲 學(xué) 裝 修 中 ， 進 行聲 學(xué) 測 試 ， 如 有 問 題 進 行 設(shè) 計 調(diào) 整 。 8） 工 程 完 成 后 進 行 音 質(zhì) 測 量

7、 和 評 價 。 9） 對 于 重 要 的 廳 堂 ， 必 要 時 應(yīng) 用 計 算 機 仿 真 及 縮 尺 模型 技 術(shù) 配 合 進 行 音 質(zhì) 設(shè) 計 。 10)對 有 擴 聲 系 統(tǒng) 的 廳 堂 ， 尚 必 須 配 合 電 聲 工 程 師 進 行擴 聲 設(shè) 計 。 問 題 ： 廳 堂 容 積 的 影 響 因 素 ？ 1） 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 ） 體 積 不 受 限 制 以 自 然 聲 為 主 體 積 受 限 制 廳 堂 內(nèi) 景1、 決 定 因 素 2） 混 響 時

8、 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 1/22/3， 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。 音 樂 廳 聲 學(xué) 模 型 模 擬 60 0.163ln 1VT S 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 。 2、 每 座 容 積 音 樂 廳 示 意米 蘭 阿 拉 斯 卡 拉 歌 劇 院歌 劇 院 68 m3/每 座 ，音

9、樂 廳 810m3/ 每 座 ， 講 演 廳 、 大 教 室 4m3/每 座 （ 推 薦 值 ） 。禮 堂 大 教 室多 用 途 劇 場 、 禮 堂 56m3/每 座 ， 3、 確 定 V方 法 功 能 選 每 座 容 積 容 量 觀 眾 數(shù) 量 在 確 定 廳 堂 的 容 積 后 ,如 何 確 定 廳 堂 的 平 剖 面 及內(nèi) 部 構(gòu) 造 呢 ? 廳 堂 內(nèi) 景 人 講 話 水 平 面 指 向 性 特 征 圖 1、 充 分 利 用 直 達 聲 保證 直 達 聲 可 達 到 每 個 聽 眾1） 影 響 因 素 ： a 長 距 離 的 自 然 衰 減 - 6dB/倍 距 離b 遮 擋 和 掠 射

10、 吸 收 （ 30m有 1020dB的 衰 減 ）c 偏 離 輻 射 主 軸 角 度 增 大 時 ， 高 頻 聲 明 顯 減 弱 。 2） 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 ， 一 般 劇 場 長 度 30m， 最 大 36m， 音 樂 廳 45m , 設(shè) 樓 座 ； 短 而 寬 布 置 ； 夾 角 120 ， 極 限140 。 以 語 言 為 主 的 廳 堂 b. 避 免 被 遮 擋 和 掠 射 吸 收 ； 地 面 應(yīng) 有 一 定 的 坡 度 。 因 為 人 耳 與 眼 基 本 同 高 度 ， 故 按 視 線 要

11、 求 進 行 設(shè) 計即 可 大 致 滿 足 不 被 遮 擋 和 掠 射 吸 收 。 通 常 錯 位 排 列 。 廳 堂 地 面 起 坡 歌 劇 院 內(nèi) 景 2 爭 取 和 控 制 好 早 期 反 射 聲A 早 期 反 射 聲 的 形 成1） 形 成 部 位 頂 棚 側(cè) 墻 頂 棚 和 側(cè) 墻 2） 分 析 方 式 將 時 差 轉(zhuǎn) 換 聲 程 差 進 行 判 斷50ms 17m 30ms 10.2m 20ms 6.8mS S R1 R2D 檢 驗 回 聲 ：R1+R2-D17mA1 S A1=SA1 3） 一 般 原 則 按 廳 堂 首 排 座 位 與 聲 源 的 距 離 10m 頂 棚 高 度

12、 13m 廳 堂 寬 度 26m （ 按 17m聲 程 差 計 算 ） 超 過 此 尺 度 ， 應(yīng) 加 以 特 殊 處 理 1） 前 部 頂 棚 （ 臺 口 附 近 ） 頂 棚 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 ： 一 次 反 射 均 勻 的 分 布 在 大 部 分 觀 眾 席 。B. 頂 棚 形 狀 剖 面 設(shè) 計 頂 棚 反 射 劇 院 剖 面 a.盡 可 能 控 制 面 光 孔 的 面 積 。 單 排 燈 凈 空 約 0.7m,雙 排 燈 1.2m。 劇 院 剖 面 b.利 用 好 前 部 每 塊 面 積

13、音 箱 橋 下 部 音 箱 橋 與 面 光 孔 間 面 積 面 光 孔 下 底 板 劇 院 內(nèi) 裝 修 c.過 高 頂 棚 可 在 舞 臺 前 懸 吊 反 射 板 。舞 臺 反 射 面 及 反 射 罩 舞 臺 反 射 罩 原 則 ： 向 觀 眾 席 及 側(cè) 墻 擴 散 聲 能 。形 式 ： 如 折 板 式 、 鋸 齒 式 、 擴 散 體 式 。2） 后 部 頂 棚 廳 堂 后 部 頂 棚 C.側(cè) 墻 處 理 平 面 形 式 1） 基 本 平 面 分 類 矩 形 、 扇 形 、 馬 蹄 形 演 變 ： 鐘 形 、 六 角 形 側(cè) 墻 反 射 示 意 側(cè) 墻 反 射 身 線 設(shè) 計 示 意 2）

14、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 810 。 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 。 側(cè) 墻 反 射 示 意 側(cè) 墻 處 理 示 意 3、 擴 散 設(shè) 計 三 種 方 式 達 到 聲 擴 散 的 目的 廳 堂 聲 擴 散 處

15、 理 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 形 設(shè) 計 中 采 用 不規(guī) 則 平 、 剖 面 處 理 。 3) 吸 聲 材 料 均 勻 布 置 1） 將 廳 堂 內(nèi) 表 面 處 理 成 不 規(guī) 則 形 狀 和 設(shè) 擴 散 體 。 墻 面 聲 擴 散 處 理廳 堂 聲 擴 散 處 理 2） 體 形 設(shè) 計 中 采 用 不 規(guī) 則 平 、 剖 面 處 理 。廳 堂 聲 擴 散 處 理 3) 吸 聲 材 料 均 勻 布 置 廳 堂 吸 聲 擴 散 處 理 4、 消 除 聲 缺 陷1） 回 聲 回 聲 的 產(chǎn) 生 a 出 現(xiàn) 部 位 ： 舞 臺

16、、 樂 池 、 觀 眾 席 前 部b 產(chǎn) 生 部 位 ： 后 墻 相 接 的 頂 棚 二 次 反 射 后 墻 一 次 反 射 樓 座 欄 板 二 次 反 射c 危 害 ： 干 擾 聽 聞 、 破 壞 音 質(zhì) d.措 施 ： 頂 棚 高 度 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 。 消 除 回 聲 處 理 措 施 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 ，

17、 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 。2） 顫 動 回 聲 3） 聲 聚 焦a.出 現(xiàn) 部 位 ： 弧 形 墻 面 、 殼 形 頂 棚 前 的 空 間 某 位 置 。b.產(chǎn) 生 條 件 ： 曲 率 半 徑 小 ， 強 反 射 。 聲 聚 焦 示 意 c. 危 害 ： 形 成 第 二 聲 源 ， 嚴(yán) 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 2R 弧 形 墻 面 上 擴 散 吸 聲 處 理 聲 聚 焦 示 意 聲 聚 焦 處 理 實

18、 例 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 。 .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 。 樓 座 挑 臺 深 度 要 求 挑 臺 進 深 與 開 口 處 理 實 例 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 不 當(dāng) 。c.短 混 響 時 間 。 7.1.4 廳 堂 的 混 響 時 間 設(shè) 計

19、 一 混 響 時 間 設(shè) 計 標(biāo) 準(zhǔn) 1.最 佳 混 響 時 間 1） 定 義 ： 根 據(jù) 大 量 的 、 經(jīng) 主 觀 評 價 認(rèn) 為 是 音 質(zhì) 良 好 的 觀眾 廳 進 行 RT測 定 ， 所 得 到 的 500Hz的 RT的 統(tǒng) 計 值 。 2） 特 點 ： 不 同 使 用 功 能 ， 不 同 體 積 ， 最 佳 RT不 同 。 3） 確 定 方 法 ： 功 能 +容 積 =最 佳 RT（ 500Hz） 4） 實 際 偏 差 ： 允 許 偏 差 0.1sec或 控 制 在 10%。 討 論 ： 從 下 圖 中 總 結(jié) 出 何 種 規(guī) 律 ？ 各 類 用 途 廳 堂 的 推 薦 最 佳 混

20、 響 時 間a 音 樂 廳 ； b 歌 劇 院 ； c 講 演 廳 、 大 教 室 ； d 電 影 院 2、 頻 率 特 性 曲 線1） 定 義 ： RT相 應(yīng) 與 頻 率 的 曲 線2） 范 圍 及 特 征a.范 圍 一 般 要 求 1254000Hz 六 個 倍 頻 帶 高 要 求 808000HZ 八 個 倍 頻 帶b.特 性 ： 平 直 （ 各 個 頻 帶 的 RT相 同 為 好 ） 不 平 度 允 許 值 ， 以 500HzRT為 標(biāo) 準(zhǔn)低 頻 ： 125、 250可 略 大 到 1.21.3倍 ， 高 頻 2000、 4000可略 小 到 0.9倍 。理 由 ： 大 廳 堂 低 頻

21、 混 響 較 困 難 ， 各 頻 率 均 衡 的 吸 聲 材 料 較 難 選 擇 ， 人 耳 對 低 頻 聲 不 敏 感 。 容 許 低 頻 略 大 可 提 高 豐 滿 度 。3） 實 際 狀 況廳 堂 RT不 均 勻 較 多 ， 特 別 是 一 次 完 工 的 廳 堂 。 音 樂 演 出 類 廳 堂 的 混 響 時 間 頻 率 特 性 曲 線 二 、 RT設(shè) 計 步 驟1.計 算 廳 堂 準(zhǔn) 確 的 體 積 V、 表 面 積 S 平 、 剖 面 圖 ；2.確 定 最 佳 RT及 頻 率 特 性 功 能 +容 積 ；3.計 算 各 頻 帶 f所 需 的 總 吸 聲 量 A總 ； 4.確 定 必

22、 須 的 固 定 吸 聲 量 Af固 ；5.計 算 所 需 補 充 的 吸 聲 量 Af ；6.吸 聲 材 料 的 選 擇 可 布 置 位 置 、 構(gòu) 造 可 行 、 藝 術(shù) 效 果 ， 使 Af=S1 1+ S2 2+ Sn n ；7.整 理 RT設(shè) 計 方 案 ， 驗 算 RT 。 電 聲 系 統(tǒng) 的 組 成 與 聲 音 的 放 大 過 程 揚 聲 器 集 中 布 置 示 意 揚 聲 器 分 散 式 布 置 示 意 揚 聲 器 混 合 式 布 置 的 大 型 觀 眾 廳 聲 控 室 及 設(shè) 備 布 置 例 德 國 斯 圖 加 特 音 樂 廳 奧 地 利 維 也 納 音 樂 廳 意 大 利 米 蘭 斯 卡 拉 劇 院 德 國 UFA 電 影 院 可 變 吸 聲 構(gòu) 造 示 意 圖 金 馬 劇 院 觀 眾 廳可 調(diào) 旋 轉(zhuǎn) 體 的 平 面 布 局 （ a） （ b）體 育 館 內(nèi) 凹 曲 面 屋 頂 形 成 的 聲 聚 焦 及 處 理 方 法（ a） 形 成 原 因 （ b） 處 理 方 法 北 京 亞 運 會 某 體 育 館 體 育 館 吊 頂 上 的 空 間 吸 聲 體 體 育 館 電 聲 系 統(tǒng) 布 置 實 例 思 考 題 ：思 考 階 梯 教 室 應(yīng) 如 何 考 慮 室 內(nèi) 音 質(zhì) 的 設(shè) 計 ？