第五讲厅堂音质设计

第五讲 厅堂音质设计

第一节 概述

室内音质设计是建筑声学设计的一项重要内容，其音质设计的成败往往是评判建筑设计好坏的决定性因素。

室内音质设计应在建筑设计方案初期就同时进行，而且要贯穿在整个建筑施工图设计、室内装修设计和施工的全进程中，直至工程完工前通过必要的测试鉴定和主观评判，进行适当的调整、修改，才有可能达到预期的成效。

一、音质设计的一样要求

1.适合的响度——语言声：不低于60-65dB；音乐声——可低到40dB，高到80dB。

2.声能散布均匀

方法：a.体型设计的扩散处置；b.均匀布置吸声材料

3.选择适合的混响时刻

4.充分利用近次反射声——设计好天花和侧墙反射面，以向观众厅提供适当数 量的近次反射声。

5.排除音质缺点——声聚焦、回声、哆嗦回声、声影和延时较长的强反射声

二、音质设计的任务及目的

音质设计的任务确实是利用室内声学和噪声操纵的研究功效所提供可科学方式和技术方法来达到预期的音质成效（通常通过客观音质指标来表现），并同意相应的声学测量来验证是不是达标。

音质设计的最终目的是知足人们良好的听音感受的主观要求。

三、音质设计内容

音质设计内容包括厅堂选址，总平面布置，体积容积的确信，音质指标的考量，反射面的布置，混响设计和噪声操纵等。

四、音质设计的步骤

1.厅堂用地的选择。

调查比较各类可供选择的场地的环境噪声和振动状况，尽可能选择安静的场所。

2.总平面布置

考虑相应的防噪减震整体平面布置方案，观众厅和设备房的关系。

3.观众厅容积和体型设计

选择适当的观众厅平面与剖面形式，选择使厅堂容易达到最正确混响时刻，响度和有利于充分利用有效声能，壁免音质缺点的方案。

4.音质指标的选择与计算

确信各项音质指标，选定其优选值，进行包括混响时刻在内的各项指标的计算。必要时可进行运算机仿真或声学缩尺模型实验。

5.噪声振动操纵

确信围护结构的隔声方案，进行包括空调与制冷设备等噪声源在内的消声与减震设计。

6.观众厅内部的声学设计

修正观众厅体型，从声学角度参与考虑舞台，乐池，包厢，楼座及座椅布置等细节，布置声反射面，选择与布置吸声材料和结构，进行厅堂内部的声学装修设计。

7.施工进程的音质测试与调整

必要时，在施工进程中尚应进行音质测试工作，查验各项音质指标计算的精度，依照测量结果，进行必要的修正设计。 8.音质评判与验收

完工后进行音质评判，包括主观评判，听众调查和客观音质测量。

五. 围蔽空间里的声学现象

有音质要求的厅堂，可分为以下三类：

1）供语言通信2）供音乐演奏用3）多用途厅堂——要兼顾语言和音乐的要求，一样采纳比较折衷的解决方案，衡量语言和音乐两方面利用要求的主次。

第二节 供语言通信的厅堂音质设计

一.语言声的主观评判和客观参量

关于以语言声为主的厅堂，在音质设计和主观评判时，要紧考虑以下因素：

1.语言声的特点

汉语是单音节的语言，一个字是一个音节，每一个音节由元音和辅音组成。元音比辅音容易分辨 。

2.语言的音质主观属性

主 观 属 性 对 应 词

名 称 主 观 评 价 声学术语

1.响度 响度合适 响度不够、声音太轻 响度

2.清晰度、可懂度 听得清 听不清 清晰度、可懂度

3.宏亮感 声音宏亮 干涩 丰满度

4.讲话者自我感 不费劲 费劲 反应及时性

5.回声 没有回声 有回声 回声干扰

6.噪声 安静 太吵 噪声干扰

3.语言清楚度

语言听闻条件的要紧评定指标之一，是对语言能够听清的程度。

阻碍语言清楚度的因素要紧有以下几点： 1）响度2）混响时刻3）反射声——室内反射声的散布对语言清楚度有比较重要的阻碍。在音质设计时，要设法排除延时较长的强反射声。4）背景噪声5）近次反射声能与总的声能之比。

一样以为，在直达声后50ms之内抵达的所有反射声，对听音起有利作用，这些反射声可提高响度和清楚度。

二.考虑听者与声源的距离

演讲者的口语声随距离的增加而不断衰减。

改变声音衰减程度的方法：

1.适当装置反射板

2.设法缩短讲台（声源）至最后排席位的距离：

a.选取较经济的席位宽度；

b.选取较经济的席位排距；

c.在符合疏散平安要求的前提下，经济地设置厅堂的走道；

d.选取听众席区域的最正确散布形状；

e.设置挑台等。

三.考虑声源的方向性

语言可懂度随听者与演讲者的方向性关系而有所不同。

若是SA表示演讲者正前方面对的听众距离，那么：

SA=15m，听闻不费力；

SA=15-20m，良好的可懂度；

SA=20-25m，听闻中意；

SA=30m，不用扩声系统听闻距离的极限。

咱们能够利用可懂度等值线，来设计听众席位合理布置方案。

四.考虑听众对直达声的吸收

在水平布置作为的观众厅，由于对直达声能的吸收随着掠过的听众席位排数而增加，因此造成观众厅后部席位听闻困难。若是把大厅地面设计成逐排或隔排升起的形状，可减少声音的掠射吸收。

五.设置有效的反射面

正确设置反射面，能够对直达声的增强起重要作用。

设置反射板，应注意以下几点：

1.反射板最好装于（或悬挂在）大厅的顶棚下，以使反射声能不致因掠过前部席位听众而被吸收。

2.反射板尽可能装得低些，以使听众接收直达声和反射声之间的时差减到最小。

3.依照需要加壮大厅后部听众区域听音的要求，确信反射板的位置和倾斜角度。

4.反射板应有足够的宽度，边长不小于3m。

5.反射板应当是平面或接近于平面，吸声系数应该很小。

在顶棚以下不同高度分块设置反射板。

当大型厅堂顶棚较高时，设计中能够考虑在顶棚下面水平或呈必然角度地悬挂反射板，其高度比顶棚低，但仍在声源上方。

考虑到厅堂建筑艺术造型的需要，也能够把反射板设计成曲面，但来自凸曲面的反射声，比来自平反射面和凹反射面的反射声弱。

六.扩声系统的选用

1.扩声系统的组成:

扩声系统包括三种大体设备：传声器（话筒），功率放大器（功放）用于扩声，扬声器（音箱）用以发声。 2.扬声器系统的布置

扬声系统的布置应依照厅堂的利用性质及内容的大小来确信，通常能够分为集中式布置，立体声布置和分散式布置三种。

1）集中式布置

把扬声器系统集中布置在观众席前方靠近自然声源处，如剧场，报告厅的台口上方或双侧。

2）分散式布置

当大厅顶棚的高度较低而场地面积较大时，集中式布置的扬声器所产生的声束难以覆盖所有观众席。这时，可把扬声器分区布置在顶棚或侧墙上。别离照射一部份观众席。

3）立体声布置

在舞台上及大厅各个界面装置两路或几路扬声器。

七.幸免显现声影区、回声

1.幸免显现声影区

声影区：由于遮挡使近次反射声不能抵达的区域。如观众厅内的挑台。声影的产生使大厅声场散布不均匀。解决方式：在舞台口上方设置较低的、呈必然角度的放射板，将有助于改善声影区席位的听闻条件。

2.避免产生回声

回声的产生是个超级复杂的问题，在实际的设计工作中，须对所设计的大厅是不是有显现回声的可能性进行检查，方式是：利用声线法检查反射声与直达声的声程差是不是超过23m(即延迟是够超过1/15s）

观众厅最易产生回声的部位是后墙（包括挑台上后墙）、与后墙相接的天花，和跳台的前沿等。如后墙是曲面，更会由于反射声的聚集增强回声的强度。

在有回声的部位处置方法：

1）作吸声处置；

2）作扩散处置；

3）应改变其倾斜角度，使反射声落入近处的观众席；

4）吸声处置最好与扩散处置并用，并应当与大厅的混响设计一路考虑。

八.选择适当的混响时刻

1.选择最正确混响时刻及其频率特性

不同利用要求的大厅，有不同的混响时刻的最正确值。推荐的最正确混响时刻是通过对已有大厅的实测、统计归纳取得的。

高频混响时刻应当尽可能与中频一致，而中频以下能够维持与中频一致，或随着频率的降低适当延长，这取决于大厅的用途。音乐演出用大厅应有的较长的混响时刻，同时希望低频比中频略长，在125Hz周围能够达到中频500Hz的－倍，乃至 倍。但关于以语言听闻为主的大厅，应用较平直的混响时刻频率特性。混响时刻应当较短，以保证厅内的清楚度。

2.操纵大厅容积

在大厅的音质设计中，第一要依照厅的用途和规模确信其容积，厅堂容积对音质的阻碍专门大。 《剧院、电影院和多用途厅堂声学设计标准》中规定各类厅堂每座容积限值为：

歌舞剧院：5-6m3 话剧院： 戏曲剧院：-4m3

电影院： 多用途厅堂：-5m3

九.排除噪声干扰

背景噪声和侵扰噪声都可能干扰听闻。

背景噪声：伴随围蔽空间利用所发出的噪声，例如：听众脚步声、翻动座椅声、门的砰击声等。由利用者发出的噪声，要紧由利用者自己操纵。咱们也能够设法降低这种噪声，例如在可翻动的席位、小的写字板上安装橡皮止动器。

侵扰噪声：由外界透过建筑围护结构传入室内的噪声，不仅会掩蔽语言声，乃至使语言的清楚度大为降低。这一类噪声除交通道路噪声外，还包括：来自门厅、走廊、过道、楼梯间、设备间等噪声，因此在这一类辅助用房中咱们要进行严格的噪声操纵设计。

第三节 供音乐欣赏用的厅堂音质设计

一.音乐的物理特性

从物理特性分析，音乐（包括声乐）和语言有下述不同：

（1）音乐的频率范围比语言要宽得多，大约从40Hz到15000Hz；各类乐器也有较大的不同；

（2）音乐的泛音（谐波）成份和结构比语言复杂，音色也丰硕得多；

（3）音乐的节拍转变也比语言大得多；

（4）乐器产生的声功率一样比发言大，演唱时能产生较高声功率；

（5）音乐的音量动态范围比语言大，通常有50dB左右，交响乐的动态范围那么更大，有时可达70dB。

二.欣赏音乐的主观要求和客观评判量

关于欣赏音乐很难导出客观的评判标准，因为在人们的反映中包括了数值的判定和情感两个方面。

（一）音乐声音质主观评判

关于音乐声的主观评判流行许多术语：饱满，活跃，温暖，干涩，寂静，亲切，清楚，平稳，空间感和围绕感等。

1.饱满度：各界面的反射声对直达声所起的增强和衬托作用，缺乏反射声的音质环境称为干涩和寂静。 有时把低频反射声丰硕的音质称为有温暖感，而把中高频反射声丰硕的音质称为具有活跃度。

2.音乐的清楚度：可分为横向清楚度和纵向清楚度，前者指相距音符的分离与可辨析的程度，即能听清急速连贯