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第五章 室内音质设计(1)_图文

第五章 室内音质设计 第一节 室内音质评价标准 第二节 大厅容积的确定 第三节 体型设计 第四节 混响时间设计 第五节 电声系统设计
核心内容

概述 一、厅堂音质设计程序 厅堂音质设计是厅堂建筑的一个组成部分,作为一个专 业,必须与建筑各专业协同工作,并从初步设计阶段就进入 角色。 厅堂音质设计指标、内容及专业关系,随建筑类别、演 出方式、听音对象(人耳或传声器)不同,音质要求不同。 ——音质设计程序基本相同。 建筑师应根据预定音质指标,按设计程序组织各专业协 调工作,并将声学要求与厅堂体型、内装修、陈设、通风和 照明等密切地配合起来。——声学处理不是作为一种追加设 施,而是融合于建筑整体艺术设计中,使成为有机结合体。
建筑师的作用

用地选择 总平面设计

厅堂音质设计程序和各专 业间关系

体型设计

声学设计

缩尺模型

声学修正
施工声学测试与调整

验收音质评价

二、厅堂音质设计步骤 1、选址、总平面设计——用地选择——噪声、振动 为保证室内背景噪声处于较低水平,厅堂地址的选 择至关重要。 厅堂地址选择要充分考虑日益增长的交通噪声,有 时还应考虑航空噪声的影响,避免附近有较大的噪声 源。——厅堂位置应远离铁路线、地铁及主要交通干线、 高噪声工厂。 2、确定音质设计标准 根据用户的使用要求,确定音质设计标准,主要包括 确定声音响度、混响时间及室内允许的噪声级等。

某剧院的总平面布置及单体 建筑设计,力求避免噪声影响 大厅的听闻。 (S为噪声源) 某剧院总平面图

厅堂音质设计的步骤 3、进行音质设计 包括体型设计、混响时间设计、吸声材料与吸声结构的 选择与布置、防噪措施与扩声系统设计等。 4、测定、调整与评价鉴定——重要步骤 竣工后应组织试演,并请观众、演员、声学专家及建 筑工作者进行评价和现场测定,总结经验,提出竣工说明, 必要时还需适当修改和调整,直到满意为止。

第一节 室内音质评价标准
一、音质主观评价标准 1、响度 、

教材P299

音质主观评价量

合适的语言响度级60~70方;音乐稍高

人们听到声音的大小。足够响度是室内具有良好音质的 基本条件。——与响度相对应的物理指标是声压级。 2、丰满度 丰满度——音乐丰满度 丰满度 音乐丰满度 指人们对声音发出后“余音”的感觉。室外,声音感觉 “干瘪”,不丰满。——与丰满度相对应的物理指标是混响 时间。 3、色度感 色度感——音色 色度感 音色 声源音色保持和美化。——保持音色不失真。——美化 声源,如“温暖”、“明亮”。——相对应的物理指标主要 是混响时间频率特性及早期衰减的频率特性 。

4、空间感

音质主观评价量

指室内环境给人的空间感觉,包括方向感、距离感(亲切 感)、围绕感等。空间感与反射声的强度、时间分布、空间分 布有密切关系。 5、清晰度 ——语言清晰度 、 语言清晰度 指语言用房间中,声音是否听得清楚。清晰度与混响时间有 直接关系,还与声音的空间的反射情况及衰减的频率特性等综 合因素有关。 6、无声缺陷 如回声、颤动回声、声聚焦、声影区、声染色等音质缺陷。 7、低的背景噪声干扰。

客观指标 二、 客观指标 1、声压级 房间中某处声压级反映——响度。声源功率一定 时,增大声压级需获得更多反射声。 2、混响时间RT及频率特性曲线 混响时间RT与室内丰满度、清晰度有很大关系。 RT越长,越感丰满,但清晰度越差;RT越短,越感 “干 ”,但清晰度提高。 RT频率特性与音色有一定关系。RT低频适当增 长,声音有温暖感;RT高频适当增长,声音有明亮感。

近次反射声很 重要

客观指标

3、反射声时间序列分布 人们最先听到的是直达声,之后是来自各个界面的反射声。一 般,直达声后50ms内到达的声音称近次反射声——对加强直达声 响度、提高清晰度、维护声源方向起到很大作用。 对语言,提出清晰度D(definition) 概念;对于音乐,提出明晰 度C(Clarity)的概念。
直达声后50ms内到达声 能与50ms后声能比值

直达声后 80ms内

混响声与回声 50ms以外的反射声一般被认为混响声。 混响声越多、越强,丰满度、环绕感好,但清晰度差;50ms 以外的强反射声会产生回声。近次反射声和混响声中间不能 脱节,否则,虽混响时间较长但丰满度不够。 混响声与回声的区别: 50ms以外的反射声一般被认为是混响声,对声音延续; 而50ms以外的强反射声会产生回声,与直达声相比听起来是 两个声音。 混响声与回声和反射声的关系: 混响声与回声均为反射声,混响声为有益的反射声,回 声为有害的反射声。
直达声、近次反射声(早期反射声)、混响声或回声。

4、反射声空间分布 来自前方的近次反射声能够增加亲切感,来自 侧向的反射声能够增加环绕感。 听者左右两耳接收的侧向反射声有较大差别, 形成了人们对声源的空间印象——使用两耳互相关 函数IACC来表示空间围绕感。IACC越小,表明房 间反射造成的双耳到达信号相关性越小,空间围绕 感越强。

三、 音质设计步骤 音质设计应遵循以下几个步骤: 1)防止外部噪声及振动传入室内,使室内的背景噪声足够 低。——注意避免室内外噪声的影响 2)使室内各处都有足够响度,并保证声场分布尽可能均 匀。 ——充分利用直达声以保证合适响度 3)听众各点应安排足够的近次反射声。——合理分布近次 反射声

4)使房间具有与使用要求相适应的混响时间。 ——正确控制混响时间及其频率特性 5)防止出现回声、多重回声、声聚焦、声影区、声染色 等音质缺陷。 ——注意避免和消除声缺陷,与体型设计有关 四、音质设计的内容 1、大厅容积的确定 2、厅堂体型设计 3、混响时间的设计 4、扩声系统的设计
核心内容

第二节 大厅容积的确定 厅堂声学设计的首要任务是根据用途和音质要求确 定厅堂有效容积。 建筑设计任务书内通常只提供厅堂规模(容量)、建筑 面积和造价。 从声学设计角度,确定厅堂有效容积,一般应根据保 证有足够响度与合适混响时间两方面确定。

一、决定因素 (一)保证厅内有足够的响度。

400万人同时大声讲话产生 功率相当于一只40W灯泡 的电功率

人所能发出的自然声能是很有限的,声功率较弱。 如果厅堂容积很大而又不注意充分利用,则随着与声源距 离增加,直达声将有较大衰减,而早期反射声补强作用有 限。 合适的语言响度级60~70方;音乐稍高

以自然声为主的厅堂体积的推荐值
用途 教室 讲演 2000~3000 话剧 6000

教材P356 表5-1

独唱、独奏 大型交响乐 12000 25000 实用建筑声学 P118表5-2

最大容积(m3) 500

(二)合适的混响时间 混响时间计算公式

——引入每座容积

——人吸声量占房间吸声量很大一部分。如剧院观众厅, 观众吸声量占总吸声量的1/2~1/3。故建筑方案设计中,通过 控制容积V与观众数n比值,一定程度上能控制混响时间。 ——每座容积来控制厅堂容积。如果选择适当,就可在 不用或少用额外吸声处理的情况下得到适宜混响时间。

声学设计手册

每座容积V/n: 大厅容积V与观众 数n比值。 不同用途的厅堂 的混响时间与每座 容积关系较大。

用途 音乐厅 歌剧院 多功能厅、礼堂 演讲厅、教室 电影院

推荐每座容积 (m3) 8~10 6~8 5~6 3~5 4

教材P357 表5-2 用途 音乐厅 歌剧院 多功能剧场、礼堂 讲演厅、大教室 电影院 推荐每座容积(m3) 7~12 6~8 5~7 3~5 4~5

用途 以音乐为主 多功能厅 以语言为主

推荐每座容积(m3) 6~8 4.5~5.5 3.5~4.5

实用建筑声学 P118表5-3

每座容积建议值

例题

【例题】:设计一座可容纳1200观众的多功能厅堂,应如何 选择较为合适的容积? 根据多功能厅每座容积的推荐值:4.5~ 5.5m3/座 可得:V=1200× (4.5~ 5.5) =(5300~ 6600)m3

小结:室内音质设计(1) 重点:主观评价量和客观评价量; 难点:厅堂音质设计中厅堂体积确定;每 座容积建议值。


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