音樂廳音質(zhì)設(shè)計

1、No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 小組成員： . Odeum No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 Do You Know ? . 悉尼歌劇院音樂廳(1973年建成，2679座)，由于音質(zhì)太差， 一直受到批評-駐院的悉尼交響樂團表示要撤離該廳，如不 改善音質(zhì)，就不再在此廳表演了。 ? No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 Do You Know ? . Jrn Oberg Utzon設(shè)計的悉尼歌劇院的外形成雞蛋形， 圓拱形的天花則會制造多種的回音，而且聲波可能反射 至歌手身上，而不是到達(dá)觀眾席，所以設(shè)計方面出現(xiàn)很 大的難度，所以最后多用途的劇場則只可以設(shè)計成演奏 廳。 ? No Ima

2、ge 2021-5-3音樂廳音質(zhì)設(shè)計 觀演建筑必須要考慮音效的問題，因為觀眾是為了欣賞節(jié)目而參觀這地方，如果音效 不理想的話，就算這建筑物是極度漂亮的話，都是一個失敗的設(shè)計。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 目錄目錄 p規(guī)范參考 p設(shè)計要點 p實例分析 p總結(jié) A No Image 2021-5-3音樂廳音質(zhì)設(shè)計 國家有關(guān)音樂廳建筑聲學(xué)設(shè)計規(guī)范及要求 根據(jù)劇場建筑設(shè)計規(guī)范JGJ 572000 和劇場、電影院、多功能廳堂建筑設(shè)計 規(guī)范GB/T 503562005，參考其他建筑聲學(xué)設(shè)計有關(guān)資料，音樂廳除按照國家有 關(guān)的建筑類別進(jìn)行混響時間和噪聲水平的規(guī)范要求外，還應(yīng)考慮其功能的特殊聲學(xué)要 求，具

3、體如下表： 音樂廳（自 然聲為主） 容積（m/座）500HZ混響 時間/s 背景噪聲/dB 6121.52.2宜NC20， NC25 No Image 2021-5-3音樂廳音質(zhì)設(shè)計 l 音質(zhì)設(shè)計主要內(nèi)容 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）確定容積：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）通過體型設(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

4、級大小，并決定是否采用電聲系統(tǒng)。 設(shè)計要點 No Image 2021-5-3音樂廳音質(zhì)設(shè)計 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)裝修前,進(jìn)行聲學(xué)測試，如有問題進(jìn)行設(shè)計調(diào)整。 8）工程完成后進(jìn)行音質(zhì)測量和評價。 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(jìn)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(jìn)行擴聲設(shè)計。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 Do You Know ?l音樂廳音質(zhì)設(shè)計 要考慮什么？ . No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 音樂廳音質(zhì)設(shè)計評價準(zhǔn)則 一、欣賞音樂的主觀要

5、求和客觀評價量 1）主觀感受要求： （1）明晰度：聽聞樂器奏出的各個聲音彼此分開的程度。 （2）空間感：包括早期導(dǎo)致的視在聲源寬度和混響導(dǎo)致的聽聞環(huán)繞感。 （3）適當(dāng)?shù)捻懚?建筑設(shè)計對聽聞響度的影響主要是：聽眾與舞臺的距離、把早期聲反 射到聽眾席的分布情況和中頻混響時間。 （4）其他：聽聞的親切感、溫暖感 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 根據(jù)主觀的聽音要求，提出了很多新的評價量： （1）早期衰減時間：聲源停止發(fā)聲后，室內(nèi)聲場衰減過程的早期部分從0dB到10dB 衰變曲線斜率所確定的混響時間。 （2）明晰度：指80ms以內(nèi)到達(dá)的聲能(包括直達(dá)聲和早期反射聲)和80ms以后到達(dá)聲 能之比的對數(shù)值

6、。 （3）圍蔽感：指80ms以內(nèi)到達(dá)的側(cè)向聲能與在80ms以后到達(dá)的總聲能之比。 （4）總聲壓級：也就是聲音的強度，與人們判斷的響度之比。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 音樂廳設(shè)計應(yīng)考慮的基本方面 一）音樂廳的規(guī)模、形狀和容積 （1）尺度較小的情況下，觀眾廳的形狀并沒有明顯影響 （2）當(dāng)容眾數(shù)超過1000人，隨容眾數(shù)量的增加，大廳的平、剖面形狀對欣賞音樂 有重要影響。一般認(rèn)為，如果大廳的容眾數(shù)超過2000人，就很難保證整個聽眾席區(qū) 域有良好的音質(zhì)。聽眾席至舞臺的最遠(yuǎn)距離還應(yīng)兼顧事先要求。 （3）如果空間的尺度過大，勢必將減少甚至失去對聽眾席有用的聲反射面，從而 減少對明晰度起作用的在80

7、ms以內(nèi)到達(dá)的聲音。此外，還因大空間對聲能的吸收 降低了聲壓級。 （4）頂棚的平均高度決定大廳的容積，而容積則是決定混響時間的重要因素 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 二）早期反射設(shè)計 早期反射聲對明晰度、親切度和響度都有重要作用。大廳的每個界面均可用于向聽 眾席的不同區(qū)域提供早期側(cè)向反射聲，在觀眾廳前部的界面尤其重要。所謂側(cè)向反 射是指到達(dá)聽眾左、右耳的聲音存在時間和強度的差別。來自側(cè)墻的較強的早期反 射聲，有助于增加對聲音的環(huán)繞感。 三）挑臺設(shè)計 除了仍然重視一般的混響聲外，為了容納較多的聽眾而又不致使最后排席位與管弦 樂演奏臺之間的距離過遠(yuǎn)。往往設(shè)置一、二層挑臺。為了不致影響挑臺下聽眾

8、對音 樂的感受，建議挑臺的出挑深度不超過其開口高度。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 四）演奏臺（舞臺）設(shè)計 一個正在演奏的管弦樂團內(nèi)部的聲場極為復(fù)雜，這種聲場包括了管弦樂鋪的種類、樂器 的聲功率和指向性、樂團在舞臺上的布置以及圍蔽空間音質(zhì)等因素的綜合作用。演奏者 主要關(guān)心相互聽聞的舒適，以及感受到對自己演奏樂器聲音的幫助。因此要做好舞臺及 其附近界面的設(shè)計，以使音樂家在舞臺上的演奏能夠最好地發(fā)揮。 確定演奏臺面積的依據(jù)是音質(zhì)要求與舒適的綜合。在大的舞臺空間里展開布置演奏席位 ，將減少音樂家相互之間的聯(lián)系，席位的距離過大，將影響演奏的整體性。 如果有舞臺空間，則需設(shè)置音樂罩 1）為樂器演奏者

9、提供早期反射聲，使他們自己及演奏者之間能夠相互聽聞 2）有助于將反射聲投射到聽眾席區(qū)域 3）將樂隊的演奏與舞臺上部及背后的聲環(huán)境隔離，并與音樂廳其他部分的建筑環(huán)境協(xié)調(diào) 4）使音樂罩所圍合的空間成為觀眾廳空間的組成部分，使演奏者感覺到與聽眾的聯(lián)系 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 一百多年前(1895)，哈佛大學(xué)一座新建報告 廳，音質(zhì)太差，校長把改善音質(zhì)任務(wù)交給27 歲青年物理學(xué)講師- 賽賓（W.C. Sabine） 經(jīng)過五年的日夜艱苦努力，終于找到了原因 和設(shè)計規(guī)律 要控制大廳混響時間，要控制大廳混響時間， 并提出估算公式。成為建筑聲學(xué)的奠基人。 這個關(guān)系簡單明了，成為當(dāng)今音質(zhì) 設(shè)計第一指標(biāo)。

10、 T60=0.161V/A 混響時間混響時間 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 上世紀(jì)50年代建造的一些音樂廳，有 時混響時間合適，但音質(zhì)仍不滿意。經(jīng)過 研究發(fā)現(xiàn)還要控制其它指標(biāo)，而且逐步了解 到有許多指標(biāo)要考慮。 50年代末，有人提出早期反射聲很重 要。即到達(dá)聽眾的直接聲以后，如果緊接 著（不超過50毫秒，即1/20秒，否則會聽出 雙重回聲）有較強的反射聲到達(dá)，不僅加強 了響度，而且提高了親切感。所以早期反射 聲到達(dá)時間和強度這一指標(biāo)很重要。但有時 與混響時間指標(biāo)有矛盾。 早期反射聲早期反射聲 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 音樂廳音質(zhì)設(shè)計特點 p使大廳具有較長的混響時間以保證有足夠豐滿

11、度。 p為聽眾和樂師提供足夠強的側(cè)向早期和晚期反 射聲。 p使聽眾席有均勻的聲強分布和良好的聲擴散， 避免出現(xiàn)音質(zhì)缺陷。 p演奏臺應(yīng)有良好的聲擴散，并為樂師提供相互 聽聞的條件。 p音樂廳一般不作吸聲處理。 A No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 . . 實例 介紹 中央音樂學(xué)院附中音樂廳中央音樂學(xué)院附中音樂廳 建筑位置： 音樂廳位于北京方莊小區(qū)內(nèi)，周圍為居民樓，無交通干道在附近通過。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 l 音質(zhì)設(shè)計要求 該廳是中央音樂學(xué)院附中專業(yè)排練音樂廳。 演奏端的音質(zhì)要求演奏端的音質(zhì)要求 （1）演員能盡情地發(fā)揮演技，保證彼此聽聞，使演奏具有整體感。 （2）演員能感覺到演奏中

12、大廳效果，以便調(diào)整自己的音樂演奏。 觀眾廳的音質(zhì)要求觀眾廳的音質(zhì)要求 （1）合適的混響時間和頻率特性曲線，適于音樂欣賞。 （2）廳堂內(nèi)各個部位，包括后部座位，都應(yīng)有足夠的響度。 （3）廳堂內(nèi)的聲能應(yīng)均勻地分布，聲音擴散充分。 （4）短的延遲反射時間，使音樂廳具有親切感。 （5）廳堂內(nèi)無回聲、長延遲反射聲、顫動回聲、聲聚焦、聲失真、聲影等缺陷； （6）允許噪聲指標(biāo)為NR2530。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 音樂廳平面圖 共769座，屬中小型音 樂廳。以演奏交響樂 為主，兼顧室內(nèi)樂、 民族樂。 演奏臺面積170m2， 平面開口17米，深 12米。 觀眾廳總?cè)莘e 7100立方米， 每座容積為

13、 9.2m3。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 音樂廳剖面 觀眾廳吊頂最高處為 13.26米，大廳平均高 度為10.5米，寬為20米 ，后部布置有一層眺臺 ，兩側(cè)設(shè)置逐次跌落的 淺眺臺。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 混響時間的確定 p同一大廳適應(yīng)不同混響時間要求，一般采用3種方法： 以一種功能為主，使這種功能在使用時達(dá)到良好的效果，而其他功能處于從屬地位； 取一個折衷值，兼顧各種功能的使用要求，各種功能都不是理想的效果； 采用可變混響措施，通過改變混響時間的長短來保證各種功能達(dá)到使用要求。 p第三種方法較為理想的，但設(shè)置可變吸聲結(jié)構(gòu)會增加工程的造價，施工管理及操作 也較復(fù)雜，而且許多實

14、例表明，混響可調(diào)范圍有限，混響頻率特性很難達(dá)到理想效 果。 p所以，最終采用了第一種方法確定混響時間設(shè)計指標(biāo)，著重保證在交響樂演出時具 良好的使用效果。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 p 從演奏樂器方面講，交響樂中弦樂是主角，混響時間較長。因本音樂廳還考慮管風(fēng)琴演出 ，混響時間可更長一些。 p 從演奏樂曲方面講，對于古典主義音樂，混響時間建議為1.71.8秒， 對于一般的交響樂團保留劇目，合適的中頻混響時間為1.82.0秒。 對于激情或者傷感的現(xiàn)代音樂，中頻混響時間一般設(shè)計為1.71.8秒， 僅僅對于巴洛克時期的音樂，期望有一個低的混響時間約1.61.8秒， 對室內(nèi)樂、民族樂一般可以取低一

15、些。 借鑒世界上成功的音樂廳的經(jīng)驗，音樂廳混響時間范圍是1.82.05秒。 p 綜合以上各個要素，考慮到中央音樂學(xué)院附中音樂廳屬中小型音樂廳，容積不大，選擇混 響時間不宜過長，將設(shè)計最佳混響時間定為1.8秒（滿場中頻500Hz）。 頻率特性曲線低頻有20%的提升，高頻曲線部分希望比較平直，或下降10%15%。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 近次反射聲的利用 p 建筑設(shè)計上采用窄的側(cè)墻，淺的挑臺及舞臺反射板提供早期側(cè)向反射聲，可以保 證聲能較均勻地進(jìn)行反射，演奏臺天花逐步升起，保證直達(dá)聲與一次反射聲的時差較短 。 p 充分利用了這些短時差的近次反射聲對保證觀眾廳聲場的均勻和提高前中部觀眾 席

16、的音質(zhì)有重要的作用 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 中央音樂學(xué)院音樂廳池座中部的脈沖聲響應(yīng)圖譜 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 體型設(shè)計（平面） 中央音樂學(xué)院附中音樂廳容量較小，屬中小型音樂廳 ，采用矩形比較合適 p大廳寬為20米，環(huán)繞大廳后部布置一層挑臺，兩側(cè)設(shè)置一層逐次跌落的淺挑臺， 其欄板為前傾式反射板，最窄處為15.4米，以上處理，均可為觀眾提供大量側(cè)向 短延時反射，增加音色的豐滿度、有利于提高聽音的親切感和環(huán)繞感，使音樂音 質(zhì)優(yōu)美 p矩形平面結(jié)構(gòu)簡單，各工種配合容易，經(jīng)濟效果好 p內(nèi)裝修限制少，便于做內(nèi)裝修，將聲

17、學(xué)和美學(xué)很好的結(jié)合 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 體型設(shè)計(剖面） p音樂廳建筑的橫、縱剖面設(shè)計首先要考慮聲學(xué)因素，讓聲音得到充分?jǐn)U散，使觀眾廳聲場 均勻，提高音樂之音質(zhì)效果。 p設(shè)計中重點照顧樓下前中部缺少前次反射聲或接受長時差反射聲的區(qū)域，避免產(chǎn)生盲點、 回聲、聚焦、顫動回聲等聲學(xué)缺陷，以提高該區(qū)域音質(zhì)。 p在古典“鞋盒式”音樂廳中，如阿姆斯特丹音樂廳、波士頓交響音樂廳、維也納金色大廳 、柏林Konzerthaus音樂廳、萊比錫音樂廳和蘇黎士音樂廳，橫、縱剖面均為矩形，其聲擴 散是利用側(cè)墻上的雕塑、柱子、壁龕、天花上的

18、淺隔柵、不規(guī)則包廂等不規(guī)則突出物，混 響充滿整個空間，使音樂柔美，動聽。 p現(xiàn)代音樂廳一般追求簡潔的風(fēng)格，座椅追求舒適，一般用軟椅，吸聲較大，為了獲得良好 的視覺條件，池座和樓座都起坡，起坡有利于聽眾聽音，可以減少聲音掠過聽眾席的聲吸 收，獲得足夠強的直達(dá)聲，這對自然聲音樂演奏的廳堂來說非常重要，因為沒有足夠的響 度，就談不上音質(zhì)，現(xiàn)代音樂廳運用新材料、新工藝，但材料的反射與吸收系數(shù)與傳統(tǒng)的 材料不一樣，制作手法上，從極盡工巧到強調(diào)空間效果，使現(xiàn)代矩形音樂廳已不是傳統(tǒng)“ 鞋盒式”音樂廳，在橫縱剖面設(shè)計中，不能完全模仿古典傳統(tǒng)的音樂廳，而要對各表面均 進(jìn)行精心設(shè)計，使現(xiàn)代音樂廳依然能獲得最佳的音

19、質(zhì)。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 體型設(shè)計（天花） p 一般認(rèn)為，提供早期反射最有效的表面是頂棚 p頂棚的形狀和不規(guī)則面層，起到反射聲與擴散雙重作用，令聲音柔美動聽 p如果演奏臺突出，頂棚很高，常需要在演奏臺上懸吊一些反射板，其反射面積與 地面面積之比一般較小，反射板的平均高度，如果距演奏臺不超過68m，將是有 效果的。根據(jù)調(diào)查表明，小尺寸的構(gòu)件比大尺寸的構(gòu)件更可取，它可以擴散更大 頻率范圍的聲波。 No Image No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 地面升起 為保證直達(dá)聲不受掠射吸收的影響，達(dá)到整個觀眾席，觀眾廳地面應(yīng)升起，池 座前區(qū)升起較低，池座前三

20、排每排升起10公分，中間8排每排升起20公分，后部6排每 排升起30公分，樓座6排每排升起45公分，達(dá)到聽聞要求。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 樓座的設(shè)計 音樂廳內(nèi)設(shè)置了樓座及包廂，可利用樓座側(cè)面和下表面向池座觀眾席提供早期側(cè) 向反射聲。為了使挑臺下面觀眾得到良好的聽覺條件，對挑臺開口與樓座深度的 比例控制在D/H=1，符合=2的要求，張開角度大于450。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 音樂廳樓座懸挑D與開口高度H 音樂廳橫剖面聲線分析(半場) No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 室內(nèi)裝修材料的選擇 該音樂廳以自然聲為主，需要混響聲彌補直達(dá)聲能的不足，并提高聲音的豐滿度。 混響時間定為

21、滿場1.8秒(500Hz) 需要通過適當(dāng)?shù)谋砻嫜b修處理并進(jìn)行精心的計算。 音質(zhì)良好的音樂廳選擇材料應(yīng)選擇質(zhì)地密實厚重、剛度大的材料，以使聲音得到充分的 反射。設(shè)計選材要平衡多方面因素，如材料頻率特性、耐火性、裝飾性、材料的供應(yīng)情 況，建筑造價以及施工條件等等。為達(dá)到混響時間設(shè)計指標(biāo)，根據(jù)各種材料混響頻率特 性，調(diào)配了所需要的反射及擴散結(jié)構(gòu)的種類、材料及面積，根據(jù)初步混響計算，觀眾廳 的裝修材料擬選為： w 天花鋁合金板條板吊頂，后粘貼20厚木板。在一般觀眾廳內(nèi)，天花對聲音的吸 收是較多，尤其對低頻的共振吸收更為強烈，致使觀眾廳的低頻混響時間變短。為避免 這種情況，選擇此天花，其吸聲系數(shù)低，反射

22、性好，且裝飾效果也較好。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 觀眾廳側(cè)墻觀眾廳側(cè)墻15mm厚石膏板外貼櫸木板，2m以下為花崗巖護墻上設(shè)淺浮雕， 以減少低頻吸收，并有利于聲擴散。 w 演奏臺側(cè)墻演奏臺側(cè)墻5cm厚木板。 w 觀眾廳地面觀眾廳地面實貼木地面。 w演奏臺地面演奏臺地面雙層木地面下設(shè)空腔，演奏臺地面常常使用厚木板下設(shè)空腔， 這樣可以擴大固定于地板上的低音提琴和大提琴的聲音輻射，并可適當(dāng)減弱打擊 樂過響的聲音。 w座椅座椅半硬質(zhì)木邊椅，椅背為成型木板，實木扶手，半硬椅墊及靠背。減少 聲吸收，尤其是低頻音。為了保證達(dá)到聲學(xué)要求，所選座椅必須經(jīng)過嚴(yán)格檢測。 w演奏臺后墻演奏臺后墻3.5m以下是

23、QRD木制擴散體，3.5m以上是5cm厚木板。 w觀眾廳后墻觀眾廳后墻池座為QRD木制擴散體，樓座為1.5cm厚石膏板外貼櫸木。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 觀眾廳噪聲的防止 噪聲對語言和音樂的聽聞有很大的掩蔽作用，特別是低頻噪聲。對于聽音要求 較高的大廳，必須做好噪聲控制，一般對音樂廳形成干擾的噪聲源主要有內(nèi)部（ 觀眾及空調(diào)機械噪聲）和外部環(huán)境噪聲（交通噪聲、社會噪聲）此外還有雨噪聲 ，因此設(shè)計中需采取有效的降噪措施。 觀眾廳內(nèi)的本底噪聲也是音質(zhì)指標(biāo)的一個重要部分。本設(shè)計噪聲指標(biāo)為：在開空 調(diào)時大廳的背景噪聲小于NC-25或35dBA。 No Image 音樂廳音質(zhì)設(shè)計 由于總體布局的限制，冷凍機房、水泵房、空調(diào)機房等設(shè)備機房大多設(shè)置在地下層，為 了減小空調(diào)噪聲對大廳的影響，除了對空調(diào)管道系統(tǒng)進(jìn)行消聲處理，如空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)置 足夠長度的消聲器；應(yīng)特別注意控制固體聲的傳遞，設(shè)計中除了選用低噪聲設(shè)備外，對空 調(diào)冷凍、給排水機組應(yīng)采取隔振設(shè)計，設(shè)置減振