7第5篇室内音质设计

作用：直接对清晰度、丰满度、明亮度的等影响， 混响时间适当，可保证各声部间平衡。
评价：125~4KHz6个倍频带。以500Hz为代表，大量 的经主观评价认定为音质良好的观众厅，进 行RT测定所得到的统计平均值作为标准。
2、声脉冲响应分析（反射声的时间分布） 早期反射声：在房间内，可与直达声共同产 生所需音质效果的各反射声； (50ms内所到达的反射声。)
由房间共振所赋予的一种特征型音色。 4、高的清晰度
它可保证语言与音乐信息接受准确，分辨 其细节可识别，能全面的接受声信号。 1）评价 语言清晰度 音节清晰度
5、好的音色
这主要是对音乐的要求 １） 丰满度
指声音饱满、圆润，温暖、浑厚 有弹性，有 余音悠扬之感，反之干涩单薄。 2） 亲切感（力度） 声音透亮，坚实有力，反之声音较散，发飘、无 力。取决于早期反射声的延迟时间，即20ms左右 的早期反射声的有无及多少
点
音质评价标准及音质设计内容
一、主观评价标准 1、合适的响度： 听闻最基本的要求，有足够 的响度，听众才能接受、识别信息，才能有 听的好与坏的问题。 要求：语言类60~70方，音乐类 80方左右。 2、低的噪声干扰：厅堂虽有足够的响度，但有 较高的噪声将使声信息识别困难。
3、无声学缺陷： 出现声学缺陷的声学建筑是失败的设 计，完全无法使用。
3）平均吸声系数 α
4）房间常数R R=sα/(1-α) 或 R=A/(1-α) 是声学中所定义的特殊的量，当α较小时， 可定义为R≈A
3、室内声音的增长过程及稳态过程的建立 声源发声 声能增长 声音能量达到稳态
（需1----2秒后）
特点：声能增长的快慢与稳态声能密度环境和房 间容积和室内吸声量的大小有关 1） 体积大，室内声能增长慢，到达平衡所 需时间长 2） 吸声量大，到达稳定状态所需时间短。 其稳定时，声能密度小
停止发声→直达声→一次反射声→二次反射声 →………… 多次反射声整个过程连续且逐渐衰减 ——是一个逐渐衰减的混响过程.
衰减的快慢与室内的总吸声量以及房间容积有关。
室内吸声量越大——衰减越快，混响过程越短。 房间容积越大——衰减越慢，混响过程越长。
问题:在房间内布置吸声材料能降低声能密度，它 是降低反射声能密度还是直达声能密度？
Q=1： 无方向性声源放在房间中心时， Q=2：声源位于某一墙面的中心 时， Q = 4：声源在两个界面交线的中心时， Q = 8：声源在三个界面的交角处。
R——房间常数，与房间的吸声特性有关， R = S / （1- ）
Q/4 r2 ——直达声对声压级的贡献 4/R —— 混响声对声压级的贡献
考虑空气吸收 4m： 空气的吸声系数
讨论： 1、α→1，-ln(1-α) →∞——T60→0
时，T60=0 当α较小时，-ln(1-α)≈α
即全吸声
公式简化成赛宾公式，因此赛宾公式成为伊林公
式当α较小时的特例。
2、T60的意义：T60直接关系到厅堂的听闻效果，是评 价厅堂音质的第一指标。
其影响与分析、设计在音质设计中讲解
1）回声： 大小和时差都大到足以和直达声区别 开的反射声或由其它原因返回的声。
2）颤动回声： 一连串快速、连续可察觉的回声。回 声迫使听者注意力高度集中，但信息 仍很难识别，使人疲劳，感到厌烦， 甚至无法忍受，故回声使厅堂中最严 重的缺陷。
3）声聚焦： 部分区域响度过大，另一部分区域响度过
低，听闻吃力或根本听不清的现象。 4）声染色：
A 125Hz B 1500Hz C 1000Hz
D 2000Hz 7、 形成回声的必要条件是什么？由这些条件你可
以想到哪些避免回声的设计方法？
八、如果设计一个厅堂，想使该厅堂的混响时间 控制的比较短，可以采取哪些设计措施？
九、如果一机器在房间发出很大噪音，其工作人 员就在机器旁工作，那么在房间的周墙和屋 顶布置吸声材料，对于减小机器噪音对工作 人员的危害作用大吗？为什么？
（３）、波形只有大小变化，没有传播现象 （４）、频率相同，振幅不同的波，在一直
线上相向传播也能形成驻波 （５）、在两平行的反射墙面之间（相距为L）形成
驻波的条件： L=n /2 =n c/ 2f
因反射墙面上一定是声压极大值。 （反射与入射同相） （６）、若声波满足如下条件则形成驻波
f = nｃ／２Ｌ
４、房间的共振和共振频率
房间共振——房间的声波干涉而产生驻波的现 象。
（１）、轴向共振 f = nｃ／２Ｌ
（２）、斜向共振
3类驻波：● 轴向波 1个n≠0。 ● 切向波 2个 n≠0。 ● 斜向波 3个 n≠0。
nx，ny，nz为不同时为0的正整数。它们的每一 个组合对应一个驻波频率。
（３）共振频率的简并——共振频率的重叠 现象。
y
t1 x
t2 x
t3 x
•当 kx =n 时，y=A*，x=n /2 •声压达到最大值，对应的点成为波腹 •当kx=（2n+1）/2，x=（2n+1）/4 声压达到最小值，最小值对应的点称为波节。 •特点： （1）、波腹、波节在空间点的
位置固定不变。 （2）、相邻波腹和波节之间相距入/4，
相邻波腹或波节之间相距入/2。
A 100Hz B 500Hz C 1000Hz D 2000Hz
4、声压级为0dB的两个声音，叠加以后的声压级 为： A 没有声音 B 0dB C 3dB D 6dB
5、有一种扬声器发出声音的声压级为60dB，如果 将两只扬声器放在一起同时发声，这时的声压级 为：
A 60dB B 63dB C 66dB D 120dB ６、人耳对下列哪种声音不敏感
第5章 室内声音环境
第1节 围蔽空间里的声学现象
1、室内声场的组成 1）直达声：从声源直接辐射到接受点的声音。 2）反射声：从不同介质反射回来的声，或是除
直射声外的所有声。 3）混响声: 声源停止后——不形成回声的反射
声。
2、围护结构的声学特征量 1） 吸声系数α α=1-r 频率的函数，表征各部 分对各频率的吸声性能 2） 吸声量 Ai Ai=αi·si αi 指定部分对某频率的吸声系数 si 指定部分的面积
3）扩散感（环绕感） 一种被音乐所包围的感觉，沉浸在音乐中， 空间感好、方位感好，有临场感，反之场所 印象差。取决于房间的大小，扩散设计的使 用。
4）清晰度 对音色细微变化的感觉，对乐音层次的感 觉。
二、客观技术指标
1、混响时间及频率特性 A 混响时间的长短 B 频率特性是否平直 ——是衡量厅堂音质的最基本、重要的参数， 也是设计阶段准确控制的指标。
三、教学方法
1、先预习并写出预习报告， 2、课堂提问、讨论和老师讲授。 3、基础题作业 4、混响时间测试演示实验
四、知识要点 1、厅堂音质的主客观评价方法和指标 2、音质设计的主要内容
3、厅堂音质的体形设计 （1）、容积的确定 （2）、争取和控制前次反射声 （3）、避免音质缺陷 4、混响时间设计 （1）、最佳混响时间的确定 （2）、混响时间频率特性的确定 5、音乐厅、会议厅、体育馆等音质设计特
当Q/4 r2 = 4/R 时 ，直达声能和混响声能相等时 rc =0.14 (Q/R) 1/2 —— 混响半径或称临界半径
当r 〉 rc 时 做吸声处理效果好；因为吸声处理只能 降低混响声能。
第3节 波的干涉、驻波、房间共振
1、波的迭加原理 特点： 1、相交后，仍保持
各自原有的特性
2、 在相交处的质点 同时参加各个波 的振动，质点的 振动是各波振动 的合振动，
3)、减小误差的保证措施 a 建筑材料的α值实际测定，按测定值计算 b 施工中进行RT测定，按进度调整，保证最后的
RT及频响 c 模型试验，对设计加以验证 d 计算机模拟。
5、室内声压级的计算
Lp = Lw + 10lg （Q/4 r2 + 4/R）
Q——声源的指向性因素，它与声源的方向性 和位置有关
3、T60设计值的评价
1） 误差值: 在计算无误，实际材料吸声系数与计算 值基本相符；严格施工的情况下，可能误差10%。
2） 误差原因 A 公式误差
a 厅堂的实际状况与公式推导条件间的区别。公式 认为，任何时刻室内声场绝对均匀
b 声源具有指向性 B 建筑材料的α实际值及频率特性与计算值的误差 C 施工质量
避免方法：１、使房间三方尺寸不成简单整数比。 ２、表面作成不规则形状，作扩散处 理，墙面不平行。 ３、吸声材料不规则布置。 ４、如>０．３，共振现象不明显．
作业：论述房间共振对音质的影响，说明避免房 间声音失真 (声染色现象)的方法。
注意：在会议室、家庭影院的设计 中应特别注意避免声染色现象。
练习题 1、下面四个房间，哪个房间的音质最好(长x宽x高)
2、波的干涉
干涉条件： 1、具有相同频率、相同相位的两个波源 在不同位置所发出 2、相遇叠加
干涉结果： 1、在波重叠的区域内某些点的振动被加强， 2、在另一些位置，振动被减弱。
3、驻波
驻波形成条件： A、两个频率相同、相位相同的声源发出两 列波 B、 在同一直线上不同位置发出并相向传 播，迭加后产生驻波。
2、混响时间
1）定义 声场达到稳 态后声源停止发声，室 内稳态声能密度自原始 值衰减到其百万分之一 所需时间，（或声能密 度衰减60dB所需的时间）
2）公式
a 赛宾公式
T60 = 0.163V/A V 房间体积
A 室内总吸声
讨论：
1 T60短或长表达了房间声能衰减快与慢的重要特
征，是关系室内音质的第一重要指标。
(单位均为m)： A 6 x 5 x 3．6 B 6 x 3．6 x 3．6 C 5 x 5 x 3．6 D 3．6 x 3．6 x 3．6 2、声压级相同的几个声音，哪个声音人耳的主观听闻
的响度最小?