第四章廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)

第四章音質(zhì)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目的掌握音質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，掌握廳堂音質(zhì)體型設(shè)計(jì)原則和方法，掌握混響時(shí)間設(shè)計(jì)方法。了解不同類型各類廳堂的音質(zhì)設(shè)計(jì)特點(diǎn)。二、學(xué)時(shí)安排總學(xué)時(shí)：6學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配：學(xué)生預(yù)習(xí)講授——1，課堂講授、討論——3，演示實(shí)驗(yàn)——1。1精選ppt三、教學(xué)方法1、先預(yù)習(xí)并寫出預(yù)習(xí)報(bào)告，2、課堂提問、討論和老師講授。3、基礎(chǔ)題作業(yè)4、混響時(shí)間測試演示實(shí)驗(yàn)四、知識(shí)要點(diǎn)1、廳堂音質(zhì)的主客觀評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)2、音質(zhì)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2精選ppt3、廳堂音質(zhì)的體形設(shè)計(jì)（1）、容積的確定（2）、爭取和控制前次反射聲（3）、避免音質(zhì)缺陷4、混響時(shí)間設(shè)計(jì)（1）、最佳混響時(shí)間的確定（2）、混響時(shí)間頻率特性的確定5、音樂廳、會(huì)議廳、體育館等音質(zhì)設(shè)計(jì)特點(diǎn)3精選ppt第一節(jié)音質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及音質(zhì)設(shè)計(jì)內(nèi)容一、主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1、合適的響度：聽聞最基本的要求，有足夠的響度，聽眾才能接受、識(shí)別信息，才能有聽的好與壞的問題。要求：語言類60~70方，音樂類80方左右。2、低的噪聲干擾：廳堂雖有足夠的響度，但有較高的噪聲將使聲信息識(shí)別困難。

4精選ppt3、無聲學(xué)缺陷：

出現(xiàn)聲學(xué)缺陷的聲學(xué)建筑是失敗的設(shè)計(jì)，完全無法使用。1）回聲：大小和時(shí)差都大到足以和直達(dá)聲區(qū)別開的反射聲或由其它原因返回的聲。2）顫動(dòng)回聲：一連串快速、連續(xù)可察覺的回聲?；芈暺仁孤犝咦⒁饬Ω叨燃?，但信息仍很難識(shí)別，使人疲勞，感到厭煩，甚至無法忍受，故回聲使廳堂中最嚴(yán)重的缺陷。5精選ppt3）聲聚焦：部分區(qū)域響度過大，另一部分區(qū)域響度過低，聽聞吃力或根本聽不清的現(xiàn)象。4）聲染色：由房間共振所賦予的一種特征型音色。4、高的清晰度它可保證語言與音樂信息接受準(zhǔn)確，分辨其細(xì)節(jié)可識(shí)別，能全面的接受聲信號(hào)。1）評(píng)價(jià)語言清晰度音節(jié)清晰度6精選ppt7精選ppt5、好的音色這主要是對(duì)音樂的要求１）

豐滿度指聲音飽滿、圓潤，溫暖、渾厚有彈性，有余音悠揚(yáng)之感，反之干澀單薄。2）親切感（力度）聲音透亮，堅(jiān)實(shí)有力，反之聲音較散，發(fā)飄、無力。取決于早期反射聲的延遲時(shí)間，即20ms左右的早期反射聲的有無及多少8精選ppt3）擴(kuò)散感（環(huán)繞感）一種被音樂所包圍的感覺，沉浸在音樂中，空間感好、方位感好，有臨場感，反之場所印象差。取決于房間的大小，擴(kuò)散設(shè)計(jì)的使用。4）清晰度對(duì)音色細(xì)微變化的感覺，對(duì)樂音層次的感覺。9精選ppt二、客觀技術(shù)指標(biāo)1、混響時(shí)間及頻率特性

A混響時(shí)間的長短B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(jì)階段準(zhǔn)確控制的指標(biāo)。作用：直接對(duì)清晰度、豐滿度、明亮度的等影響，混響時(shí)間適當(dāng)，可保證各聲部間平衡。評(píng)價(jià)：125~4KHz6個(gè)倍頻帶。以500Hz為代表，大量的經(jīng)主觀評(píng)價(jià)認(rèn)定為音質(zhì)良好的觀眾廳，進(jìn)行RT測定所得到的統(tǒng)計(jì)平均值作為標(biāo)準(zhǔn)。10精選ppt2、聲脈沖響應(yīng)分析（反射聲的時(shí)間分布）早期反射聲：在房間內(nèi)，可與直達(dá)聲共同產(chǎn)生所需音質(zhì)效果的各反射聲；(50ms內(nèi)所到達(dá)的反射聲。)1）對(duì)響度的影響50ms以內(nèi)的反射聲起到加強(qiáng)直達(dá)聲的作用，其數(shù)量越多，響度增大越明顯2）對(duì)清晰度的影響聲學(xué)比越高越清晰。11精選ppt

3）對(duì)豐滿度的影響缺乏早期反射聲，使直達(dá)聲與混響聲脫節(jié)，感覺聲斷續(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(duì)親切感的影響20ms左右的早期反射聲的多少?zèng)Q定了親切感。12精選ppt3、方向性擴(kuò)散（反射聲的空間分布）廳堂中指定位置各方向反射聲的強(qiáng)度與數(shù)量4、語言傳輸指數(shù)RASTI用模擬人語言的調(diào)制信號(hào)，測試房間中信號(hào)經(jīng)傳輸后，其包絡(luò)的變化來表達(dá)房間對(duì)音質(zhì)的改變。5、背景噪聲A聲級(jí)或是NR數(shù)討論：為什么混響時(shí)間相同的大廳音質(zhì)可能不同？13精選ppt三、音質(zhì)設(shè)計(jì)內(nèi)容音質(zhì)設(shè)計(jì)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(gè)音質(zhì)良好的大廳一定是集體合作的結(jié)晶。主要包括以下方面：1）選址：建筑總圖設(shè)計(jì)和各房間的合理配置，目的是防止外界噪聲和附屬房間對(duì)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(jì)合理的房間容積和每座容積。14精選ppt3）通過體型設(shè)計(jì)，充分利用有效聲能，使反射聲在時(shí)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(shí)間及頻率特性，計(jì)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(jì)算室內(nèi)聲壓級(jí)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(jì)算室內(nèi)背景聲壓級(jí)，確定采用哪些噪聲控制措施。15精選ppt7）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(jì)調(diào)整。8）工程完成后進(jìn)行音質(zhì)測量和評(píng)價(jià)。9）對(duì)于重要的廳堂，必要時(shí)應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真及縮尺模型技術(shù)配合進(jìn)行音質(zhì)設(shè)計(jì)。10)對(duì)有擴(kuò)聲系統(tǒng)的廳堂，尚必須配合電聲工程師進(jìn)行擴(kuò)聲設(shè)計(jì)。16精選ppt第二節(jié)大廳容積的確定1、確定容積需考慮的因素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(音樂廳）——體積受限制

17精選ppt2）混響時(shí)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1/2~2/3，故觀眾吸聲量起很大的作用?？刂坪脧d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RT18精選ppt2、每座容積

對(duì)已判定為音質(zhì)良好的廳堂大量統(tǒng)計(jì)分析所得到的結(jié)果。音樂廳8—10m3/每座，歌劇院6—8m3/每座，多用途劇場、禮堂5—6m3/每座，講演廳、大教室4m3/每座（推薦值）。

19精選ppt

3、確定V方法功能——選每座容積容量——觀眾數(shù)量根據(jù)功能確定選每座容積根據(jù)觀眾數(shù)量確定廳堂面積由上兩項(xiàng)確定層高?？紤]其它要求體積20精選ppt作業(yè)：設(shè)計(jì)一個(gè)1000座的劇場，請(qǐng)問劇場面積是多少，層高是多少？假設(shè)每人平均占地1平米。21精選ppt

第三節(jié)、體型設(shè)計(jì)

一體型設(shè)計(jì)原則

1、充分利用直達(dá)聲——保證直達(dá)聲可達(dá)到每個(gè)聽眾

1）影響因素：

a長距離的自然衰減-6dB/倍距離b遮擋和掠射吸收

（30m有10~20dB的衰減）c偏離輻射主軸角度增大時(shí)，高頻聲明顯減弱22精選ppt2）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<33m，音樂廳<45m設(shè)樓座；短而寬布置：夾角<1200，極限<1400。b避免被遮擋和掠射吸收；

地面應(yīng)有一定的坡度。按視線要求進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。

錯(cuò)位排列23精選ppt24精選ppt25精選ppt26精選ppt2爭取和控制好早期反射聲（難點(diǎn)）A早期反射聲的形成1）容易形成部位天花側(cè)墻2）分析方式將時(shí)差轉(zhuǎn)換聲程差進(jìn)行判斷50ms——17m30ms——10.2m20ms——6.8m27精選ppt3）一般原則按廳堂首排座位與聲源的距離——10m天花高度<13m廳堂寬度<26m（按聲程差小于17m計(jì)算）超過此尺度，應(yīng)加以特殊處理28精選pptS’SR1R2D檢驗(yàn)回聲：R1+R2-D<17m已知平剖面圖，做聲線圖。根據(jù)聲線圖分析是否存在回聲，是否分布均勻，是否存在聲聚焦和聲影。A1S’A1=SA129精選pptB天花形狀——剖面設(shè)計(jì)1）前部天花（臺(tái)口附近）天花可向廳內(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。2）后部天花原則：向觀眾席及側(cè)墻擴(kuò)散聲能。形式：如折板式、鋸齒式、擴(kuò)散體式30精選ppt聲源位置：大幕線后2~3m，高1.5M31精選ppt32精選ppt33精選ppt34精選ppt35精選ppt36精選pptC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2）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<8~100。c弧形墻面須做擴(kuò)散或吸聲處理。

37精選ppt一個(gè)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(huì)缺乏一次側(cè)向反射聲。38精選ppt39精選ppt40精選ppt3）前部側(cè)墻a盡可能減小耳光孔的面積——減小聲能消耗b耳光樓懸挑，高出舞臺(tái)面2m以上，其側(cè)面、底板下部墻面按一次反射面設(shè)計(jì)。c設(shè)跌落式包廂或挑臺(tái)挑臺(tái)欄板，底板按一次反射面設(shè)計(jì)d側(cè)墻內(nèi)設(shè)反射板在透氣的側(cè)墻裝修內(nèi)設(shè)置（懸掛）高反射的板（混凝土板、厚木板）e側(cè)墻內(nèi)傾擴(kuò)大一次反射面，但其傾角<100。41精選ppt42精選ppt43精選ppt44精選ppt45精選ppt46精選ppt47精選ppt48精選ppt49精選ppt50精選ppt51精選ppt3、擴(kuò)散設(shè)計(jì)三種方式達(dá)到聲擴(kuò)散的目的1）將廳堂內(nèi)表面處理成不規(guī)則形狀和設(shè)擴(kuò)散體。2）體型設(shè)計(jì)中采用不規(guī)則平、剖面處理。3)吸聲材料交叉布置52精選ppt53精選ppt擴(kuò)散體尺寸54精選ppt4、消除聲缺陷1）回聲a出現(xiàn)部位：舞臺(tái)、樂池、觀眾席前部b產(chǎn)生部位：臺(tái)口前天花（過高）一次反射樓座欄板二次反射后墻二次反射c危害：干擾聽聞、破壞音質(zhì)55精選pptd措施：天花高度<13m或吸聲擴(kuò)散整樓座欄板傾角或吸聲處理后墻處理：吸聲吸聲系數(shù)>0.6的強(qiáng)吸聲傾角.調(diào)整向后部提供一次反射擴(kuò)散，不形成定向反射56精選ppt2）顫動(dòng)回聲a出現(xiàn)部位：平行墻面間b產(chǎn)生條件：（a）聲源與接收點(diǎn)同在平行墻面間（b）墻面強(qiáng)反射c危害干擾聽聞，破壞音質(zhì)d措施(a)相對(duì)墻面夾角>50。(b)墻面擴(kuò)散，吸聲處理57精選ppt58精選ppt3）聲聚焦a出現(xiàn)部位：弧形墻面、殼形天花前的空間某位置。b產(chǎn)生條件：曲率半徑小，強(qiáng)反射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(kuò)散吸聲處理59精選ppt60精選ppt61精選ppt62精選ppt4）聲影a出現(xiàn)部位：樓座挑臺(tái)下方b產(chǎn)生條件：挑臺(tái)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。ｄ措施：取合適的樓座挑臺(tái)高度與深度比廳內(nèi)充分?jǐn)U散聲能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(jì)不當(dāng)c短混響時(shí)間63精選ppt64精選ppt65精選ppt66精選ppt67精選ppt

第四節(jié)混響設(shè)計(jì)

一混響時(shí)間設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1、最佳混響時(shí)間1）定義：根據(jù)大量的、經(jīng)主觀評(píng)價(jià)認(rèn)為是音質(zhì)良好的觀眾廳進(jìn)行RT測定，所得到的500Hz的RT的統(tǒng)計(jì)值。2）特點(diǎn)：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(shí)際偏差：允許偏差±0.1sec或控制在10%68精選ppt討論：從下圖中總結(jié)出何種規(guī)律？69精選ppt2、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125~4KHz六個(gè)倍頻帶高要求80~8KHZ八個(gè)倍頻帶b特性：

語言用：平直（各個(gè)頻帶的RT相同為好）音樂用：低頻稍高

70精選ppt不平度允許值，以500HzRT為標(biāo)準(zhǔn)低頻：125、250可略大到1.2~1.3倍高頻：2K、4K可略小到0.9倍。理由：大廳堂低頻混響控制較困難，各頻率均衡的吸聲材料較難選擇，人耳對(duì)低頻聲不敏感。

容許低頻略大可提高豐滿度3）實(shí)際狀況廳堂RT不均勻較多，特別是一次完工的廳堂。71精選ppt72精選ppt二、RT設(shè)計(jì)步驟1、計(jì)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(jì)算各頻帶f所需的總吸聲量A總4、確定必須的固定吸聲量Af固5、計(jì)算所需補(bǔ)充的吸聲量⊿Af6、吸聲材料的選擇——可布置位置、構(gòu)造可行藝術(shù)效果，使⊿Af=S1α1+S2α2+Snαn7、整理RT設(shè)計(jì)方案，驗(yàn)算RT73精選ppt74精選ppt第五節(jié)各類廳堂的音質(zhì)設(shè)計(jì)一、音樂廳音質(zhì)設(shè)計(jì)特點(diǎn)（一）、音樂廳的設(shè)計(jì)原則1、使大廳具有教長的混響時(shí)間以保證有足夠豐滿度。2、為聽眾和樂師提供足夠強(qiáng)的側(cè)向早期和晚期反射聲。3、使聽眾席有均勻的聲強(qiáng)分布和良好的聲擴(kuò)散，避免出現(xiàn)音質(zhì)缺陷。75精選ppt4、演奏臺(tái)應(yīng)有良好的聲擴(kuò)散，并為樂師提供相互聽聞的條件。5、音樂廳一般不作吸聲處理。76精選ppt二、會(huì)議廳設(shè)計(jì)特點(diǎn)：1、混響時(shí)間根據(jù)容積大小確定，0.5—1.8S。