7.1-建筑聲學(xué)應(yīng)用--室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì).

1、在前面的基礎(chǔ)部分我們介紹了有關(guān)聲學(xué)的基本知識(shí)，主要包括： 4.1 聲音的基本性質(zhì) 4.2 聲音的計(jì)量 4.3 聲音與人的聽(tīng)覺(jué) 4.4 語(yǔ)言聲、音樂(lè)聲及噪聲特性 4.5 室內(nèi)聲學(xué)原理 4.6 吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu),建 筑 聲 學(xué) 應(yīng)用篇,,7.1 室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)本節(jié)要點(diǎn)： 1.室內(nèi)音質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)內(nèi)容 2.廳堂容積的確定 3.廳堂的體形設(shè)計(jì)

2、 4.廳堂的混響時(shí)間設(shè)計(jì) 5.廳堂的電聲系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.各類廳堂的音質(zhì)設(shè)計(jì),室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)是建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要組成部分。在以聽(tīng)聞功能為主或有聲學(xué)要求的建筑中，如音樂(lè)廳、劇場(chǎng)、電影院、會(huì)議廳、報(bào)告廳、多功能廳、審判廳、大教室、體育館以及錄音室、演播室等建筑，其音質(zhì)設(shè)計(jì)的好壞往往是評(píng)價(jià)建筑設(shè)計(jì)優(yōu)劣的決定性因素之一。室內(nèi)最終是否具有良好的音質(zhì)，不僅取決于聲源本身和電聲系統(tǒng)的性能，而且取決于室內(nèi)良好的建筑聲學(xué)環(huán)境。而室內(nèi)良好的

3、建聲環(huán)境評(píng)價(jià)有主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)兩種評(píng)價(jià)方式。,7.1.1 室內(nèi)音質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)內(nèi)容 一、主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 人們對(duì)不同聲信號(hào)（語(yǔ)音或音樂(lè)）的主觀要求有所差異，這些要求則統(tǒng)稱為音質(zhì)（或主觀）評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于一個(gè)兼做語(yǔ)言和音樂(lè)使用的廳堂，其主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一般可歸納為以下四個(gè)方面。1．無(wú)聲缺陷 聲缺陷是指一些干擾正常聽(tīng)聞使原聲音失真的現(xiàn)象，如回聲（顫動(dòng)回聲）、聲聚焦、聲影、過(guò)大的噪聲等，廳堂常見(jiàn)的聲缺陷如圖所示。,,,

4、2．合適的響度 響度是人感受到的聲音的大小。音質(zhì)的好壞首先要有足夠的響度，讓聽(tīng)眾能聽(tīng)得見(jiàn)。對(duì)于自然聲演奏的觀演建筑來(lái)說(shuō)，足夠的響度是最基本的要求。3．較高的清晰度和明晰度 語(yǔ)言聲要求具有一定的清晰度，而音樂(lè)聲則需達(dá)到期望的明晰度。 音樂(lè)的明晰度具有兩方面的含意：一是能夠清楚地辨別出每一種聲源的音色，二是能夠聽(tīng)清每個(gè)音符，對(duì)于節(jié)奏較快的音樂(lè)也能感到其旋律分明。,4．優(yōu)美的音質(zhì) 對(duì)于音樂(lè)聲來(lái)說(shuō)，除了聽(tīng)得見(jiàn)、聽(tīng)

5、得清這些基本要求外，室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)還需要給聽(tīng)眾提供聽(tīng)得舒服的環(huán)境。因此，為了讓室內(nèi)聲音具有優(yōu)美的音質(zhì)，還需要注意以下兩方面：（1）足夠的豐滿度。這一要求主要是對(duì)音樂(lè)聲，對(duì)于語(yǔ)言則為次要的。豐滿度的含意有：聲音飽滿、圓潤(rùn)，音色渾厚、溫暖，余音悠揚(yáng)、有彈性?？傊?，它可以定義為聲源在室內(nèi)發(fā)聲與在露天發(fā)聲相比較，在音質(zhì)上的提高程度。（2）良好的空間感。是指室內(nèi)聲場(chǎng)給聽(tīng)者提供的一種聲音在室內(nèi)的空間傳播感覺(jué)。其中包括聽(tīng)者對(duì)聲源方向的判斷（方向感）

6、，距聲源遠(yuǎn)近的判斷（距離感又可稱為親切感）和對(duì)屬于室內(nèi)聲場(chǎng)的空間感覺(jué)（環(huán)繞感、圍繞感）。,二、客觀技術(shù)指標(biāo)1．聲壓級(jí)及聲場(chǎng)不均勻度 聲壓級(jí)是表達(dá)音量大小直接的客觀指標(biāo)。各個(gè)頻率的聲壓級(jí)與該頻率聲音的響度相對(duì)應(yīng)，一般語(yǔ)言和音樂(lè)都有較寬的頻帶范圍，聲音的響度級(jí)大體上與經(jīng)過(guò)A特性計(jì)權(quán)的dB（A）聲級(jí)相對(duì)應(yīng)。 無(wú)論是在自然聲或電聲演出的廳堂中，除了具有足夠的聲壓級(jí)外，還應(yīng)具有良好的聲場(chǎng)均勻度，即在廳堂內(nèi)各處聲壓級(jí)的差別應(yīng)在允許

7、的范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)“死角”或“聲聚焦”。在聲場(chǎng)均勻的無(wú)樓座廳堂中，其聲場(chǎng)不均勻度≤6dB。,2、混響時(shí)間及頻率特性 混響時(shí)間的長(zhǎng)短，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)：125~4000Hz6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(cè)定

8、所 得到的統(tǒng)計(jì)平均值作為標(biāo)準(zhǔn)。3、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)比越大，語(yǔ)言清晰度越高。 混響長(zhǎng)的廳堂，提高聲學(xué)比。 3）對(duì)豐滿度的影響

9、 缺乏早期反射聲，使直達(dá)聲與混響聲脫節(jié)，感覺(jué)聲音斷續(xù)、飄浮，聲音干澀。 使低頻RT較中頻RT長(zhǎng)，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。,4、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。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？,國(guó)家大劇

10、院,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(tīng)音房間的噪聲干擾。 2）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。 3）通過(guò)體形設(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，

11、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。 7）在大廳主體結(jié)構(gòu)完工之后，室內(nèi)聲學(xué)裝修中，進(jìn)行聲學(xué)測(cè)試，如有問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整。 8）工程完成后進(jìn)行音質(zhì)測(cè)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)。

12、 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)。,,思考題：室內(nèi)音質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)有哪些？在音質(zhì)設(shè)計(jì)中用哪些方面來(lái)保證音質(zhì)良好？,本知識(shí)點(diǎn)要點(diǎn)： 主要介紹了主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的四個(gè)方面： 無(wú)聲缺陷 、合適的響度 、較高的清晰度和明晰 度及優(yōu)美的音質(zhì) 。 客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的四個(gè)方面： 聲壓級(jí)及聲場(chǎng)不均勻度 、混響時(shí)間及其頻率特性 、反射聲的時(shí)間分布 、反射聲的空間分布及允許噪聲級(jí) 。 音質(zhì)設(shè)計(jì)內(nèi)容。,

13、,室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)中，在建筑方案設(shè)計(jì)初期首先應(yīng)根據(jù)建筑功能和所容納的人數(shù)來(lái)確定廳堂的容積值。廳堂容積的大小不僅影響到音質(zhì)效果，而且也直接影響到建筑的藝術(shù)造型、結(jié)構(gòu)體系、空調(diào)設(shè)備和經(jīng)濟(jì)造價(jià)等方面。因此，廳堂容積的確定必須加以綜合考慮。,,7.1.2 廳堂容積的確定,問(wèn)題：廳堂容積的影響因素？,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

14、 ——體積受限制,廳堂內(nèi)景,1、決定因素,2）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。 控制好廳堂的容積V與觀眾人數(shù)的比例，就在相當(dāng)程度上保證或控制了RT。,音樂(lè)廳聲學(xué)模型模擬,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。,2、每座容積,音樂(lè)廳示意,米蘭阿拉斯卡拉歌劇院,歌劇院6~8 m3/每座，,音樂(lè)廳8~10m3/ 每座，,講演廳、大教

15、室4m3/每座（推薦值）。,禮堂,大教室,多用途劇場(chǎng)、禮堂5~6m3/每座，,3、 確定V方法 功能——選每座容積 容量——觀眾數(shù)量,在確定廳堂的容積后,如何確定廳堂的平剖面及內(nèi)部構(gòu)造呢?,廳堂內(nèi)景,,思考題： 確定房間容積需考慮的因素有哪些？,,本知識(shí)點(diǎn)要點(diǎn)： 主要介紹了廳堂容積確定的兩個(gè)主要因素： 足夠的響度及合適的混響時(shí)間。,,廳堂的體形設(shè)計(jì)直接關(guān)系到直達(dá)聲的分布、反射聲的空間和時(shí)間構(gòu)成以及是否

16、有聲缺陷，是音質(zhì)設(shè)計(jì)中較為重要的環(huán)節(jié)。廳堂的體形設(shè)計(jì)包括合理選擇大廳平、剖面的形式、尺寸和比例以及各部分表面（如頂棚、墻面）的具體尺寸、傾角和形式等一系列內(nèi)容。因此合理的體形設(shè)計(jì)是獲得良好室內(nèi)音質(zhì)的重要前提。,人講話水平面指向性特征圖,1、充分利用直達(dá)聲——保證直達(dá)聲可達(dá)到每個(gè)聽(tīng)眾1）影響因素：,a 長(zhǎng)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

17、 時(shí)，高頻聲明顯減弱。,7.1.3 廳堂的體形設(shè)計(jì),2）措施：,a 控制大廳尺寸比例 避免過(guò)長(zhǎng)。使觀眾席位盡可能靠近聲源，一般劇場(chǎng)長(zhǎng)度 <30m，最大<36m，音樂(lè)廳<45m , 設(shè)樓座； 短而寬布置；夾角<120°，極限<140°。,以語(yǔ)言為主的廳堂,b. 避免被遮擋和掠射吸收；地面應(yīng)有一定的坡度。 因?yàn)槿硕c眼基本同高度，故按視線要求進(jìn)行設(shè)計(jì)即可大致滿足不被

18、遮擋和掠射吸收。 通常錯(cuò)位排列。,廳堂地面起坡,歌劇院內(nèi)景,2 爭(zhēng)取和控制好早期反射聲,A 早期反射聲的形成,1）形成部位 頂棚 側(cè)墻,頂棚和側(cè)墻,2）分析方式 將時(shí)差轉(zhuǎn)換聲程差進(jìn)行判斷50ms——17m 30ms——10.2m 20ms——6.8m,,,,,,,,,,,,,,,,,S’,S,R1,R2,D,檢驗(yàn)回聲：R1+R2-D<17m,,A1,S’A1=SA1,3）一般原則 按廳堂首排

19、座位與聲源的距離——10m 頂棚高度<13m 廳堂寬度<26m （按17m聲程差計(jì)算） 超過(guò)此尺度，應(yīng)加以特殊處理,1）前部頂棚（臺(tái)口附近） 頂棚可向廳內(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。,B. 頂棚形狀——剖面設(shè)計(jì),頂棚反射,劇院剖面,a.盡可能控制面光孔的面積。 單排燈凈空約0.7m,雙排燈<1.2m。,劇院剖面,b

20、.利用好前部每塊面積 音箱橋下部 音箱橋與面光孔間面積 面光孔下底板,劇院內(nèi)裝修,c.過(guò)高頂棚可在舞臺(tái)前懸吊反射板。,舞臺(tái)反射面及反射罩,舞臺(tái)反射罩,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。,2）后部頂棚,廳堂后部頂棚,C.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,側(cè)墻反射示意,側(cè)墻反射身線設(shè)計(jì)示意,2）平面形狀的選擇。 原則： 前

21、次反射聲的多少，聲場(chǎng)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<8~10°。 c 弧形墻面須做擴(kuò)散或吸聲處理。 一個(gè)簡(jiǎn)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。,側(cè)墻反射示意,側(cè)墻處理示意,3、 擴(kuò)散設(shè)計(jì) 三種方式達(dá)到聲擴(kuò)散的目的,廳堂聲擴(kuò)散處理,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）體形設(shè)計(jì)中采用不規(guī)則

22、平、剖面處理。 3) 吸聲材料均勻布置,1）將廳堂內(nèi)表面處理成不規(guī)則形狀和設(shè)擴(kuò)散體。,墻面聲擴(kuò)散處理,廳堂聲擴(kuò)散處理,2）體形設(shè)計(jì)中采用不規(guī)則平、剖面處理。,廳堂聲擴(kuò)散處理,3) 吸聲材料均勻布置,廳堂吸聲擴(kuò)散處理,4、消除聲缺陷1）回聲,回聲的產(chǎn)生,a 出現(xiàn)部位：舞臺(tái)、樂(lè)池、觀眾席前部b 產(chǎn)生部位：后墻相接的頂棚 二次反射 后墻 一次反射 樓座欄板

23、 二次反射c 危害： 干擾聽(tīng)聞、破壞音質(zhì),d.措施：頂棚高度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。,消除回聲處理措施,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(tīng)聞，破壞音質(zhì)。d.措施 (a) 相對(duì)墻面夾角>5

24、76;。 (b) 墻面擴(kuò)散，吸聲處理。,2）顫動(dòng)回聲,3）聲聚焦,a.出現(xiàn)部位：弧形墻面、殼形頂棚前的空間某位置。b.產(chǎn)生條件：曲率半徑小，強(qiáng)反射。,聲聚焦示意,c. 危害： 形成第二聲源，嚴(yán)重干擾聽(tīng)聞。 室內(nèi)聲場(chǎng)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,聲聚焦示意,聲聚焦處理實(shí)例,4）聲影,a.出現(xiàn)部位：樓座挑

25、臺(tái)下方。b.產(chǎn)生條件：挑臺(tái)過(guò)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。,樓座挑臺(tái)深度要求,挑臺(tái)進(jìn)深與開(kāi)口處理實(shí)例,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。,思考題： 觀眾廳由于體形處理不當(dāng)有那些音質(zhì)缺陷？如何消除？,本知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)： 1.充分利用直達(dá)聲 2.爭(zhēng)取和控制好前次反射聲 3

26、.擴(kuò)散設(shè)計(jì) 4.消除聲缺陷,,如前所述，混響時(shí)間設(shè)計(jì)是體形設(shè)計(jì)外廳堂聲學(xué)設(shè)計(jì)的另一項(xiàng)重要內(nèi)容，廳堂混響時(shí)間的長(zhǎng)短及其頻率特性與室內(nèi)音質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)密切相關(guān)。因此，根據(jù)不同的功能要求，通過(guò)設(shè)計(jì)手段來(lái)確保合適的混響時(shí)間是室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。,7.1.4 廳堂的混響時(shí)間設(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(cè)定，所得到的500H

27、z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%。,討論：從下圖中總結(jié)出何種規(guī)律？,各類用途廳堂的推薦最佳混響時(shí)間a—音樂(lè)廳；b—歌劇院；c—講演廳、大教室；d—電影院,2、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 125~4000Hz

28、六個(gè)倍頻帶 高要求 80~8000HZ 八個(gè)倍頻帶b.特性： 平直（各個(gè)頻帶的RT相同為好） 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2000、4000可略小到0.9倍。理由：大廳堂低頻混響較困難，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

29、是一次完工的廳堂。,音樂(lè)演出類廳堂的混響時(shí)間頻率特性曲線,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⊿Af ；6.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+ Snαn ；7.整理RT設(shè)計(jì)方案，驗(yàn)算RT 。,,本知

30、識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)： 1.確定最佳混響時(shí)間及其頻率特性； 2.計(jì)算體積、吸聲量及混響時(shí)間； 3.選擇適當(dāng)?shù)氖覂?nèi)聲學(xué)材料與構(gòu)造并確定其面積和布置。,,思考題： 最佳混響時(shí)間如何確定？ 混響時(shí)間設(shè)計(jì)步驟具體為？,,電聲系統(tǒng)改變了在自然聲狀態(tài)下室內(nèi)音質(zhì)完全依賴于建筑聲學(xué)處理的狀況，出現(xiàn)了由設(shè)備系統(tǒng)與建聲環(huán)境共同協(xié)調(diào)作用來(lái)創(chuàng)造理想的音質(zhì)效果。因此，電聲系統(tǒng)已經(jīng)成為建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要內(nèi)容，建筑設(shè)計(jì)人員有必要對(duì)其有一定的

31、了解，以便更好地與相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員協(xié)作設(shè)計(jì)。,7.1.5 廳堂的電聲系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、電聲系統(tǒng)的作用與組成 室內(nèi)電聲系統(tǒng)的主要作用首先是通過(guò)擴(kuò)大自然聲，以提高室內(nèi)聲音的響度。其次是用設(shè)備模擬實(shí)現(xiàn)完善廳堂不同的聽(tīng)音效果。如環(huán)繞立體聲效果，用設(shè)備模擬由良好的前次反射聲所提供的空間感；人工混響效果，用人工混響器延時(shí)擴(kuò)放聲音，創(chuàng)造理想的混響效果；超重低音效果，將易被廳堂吸收的低頻聲加倍擴(kuò)放來(lái)烘托音質(zhì)。,電聲系統(tǒng)的組成與聲音的放大過(guò)程,二、

32、電聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 1．在選用電聲系統(tǒng)時(shí)，對(duì)設(shè)備系統(tǒng)本身有以下兩項(xiàng)技術(shù)要求：（1）有足夠的功率輸出；（2）有較寬而平直的頻率響應(yīng)范圍。 2．在布置電聲系統(tǒng)時(shí)，主要有以下兩方面要求：（1）保證室內(nèi)聲場(chǎng)均勻；（2）控制和避免反饋現(xiàn)象。,三、揚(yáng)聲器的布置形式1．集中式布置,揚(yáng)聲器集中布置示意,,2．分散式布置,揚(yáng)聲器分散式布置示意,,3．混合式布置,揚(yáng)聲器混合式布置的大型觀眾廳,,四、廳堂建筑處理 有電聲系統(tǒng)

33、參與下的“廳堂音質(zhì)”應(yīng)該是電聲設(shè)備的擴(kuò)聲效果與廳堂固有音質(zhì)共同作用的結(jié)果，它有別于自然聲場(chǎng)中的廳堂音質(zhì)。當(dāng)有電聲系統(tǒng)介入時(shí)，廳堂音質(zhì)的設(shè)計(jì)也應(yīng)隨之而有所改變。因此，在這種廳堂聲學(xué)設(shè)計(jì)中需要注意以下幾點(diǎn)：1）混響時(shí)間宜取低值。2）宜采用指向性較強(qiáng)的揚(yáng)聲器。3）適當(dāng)增加廳堂的吸聲處理。,五、聲控室的設(shè)計(jì) 聲控室是擴(kuò)聲系統(tǒng)的中樞，主要用于對(duì)電聲系統(tǒng)進(jìn)行控制和監(jiān)聽(tīng)?？刂剖页擞斜O(jiān)聽(tīng)揚(yáng)聲器、調(diào)音臺(tái)、各種功放、錄音機(jī)及各種附屬設(shè)備外，

34、還應(yīng)能通過(guò)觀察窗直接觀察到舞臺(tái)活動(dòng)區(qū)以及大部分觀眾席。,聲控室及設(shè)備布置例,,思考題： 廳堂中揚(yáng)聲器布置的方式有那幾種？ 電聲系統(tǒng)是否能完全替代建聲？,,本知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)：介紹了電聲系統(tǒng)的作用與組成，電聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及常用電聲系統(tǒng)的布置方式。,通過(guò)以上幾節(jié)的闡述，對(duì)室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)的基本原理與方法已有所掌握。但不同功能的廳堂對(duì)室內(nèi)音質(zhì)的要求不同，關(guān)鍵是結(jié)合實(shí)際，靈活處理、不斷創(chuàng)新。本節(jié)通過(guò)簡(jiǎn)單介紹幾類具有代表性廳堂的音質(zhì)設(shè)計(jì)

35、要點(diǎn)，來(lái)進(jìn)一步加深對(duì)廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)的理解。,7.1.6 各類廳堂的音質(zhì)設(shè)計(jì)一、音樂(lè)廳 音樂(lè)廳是供交響樂(lè)（包括民族音樂(lè)）、室內(nèi)樂(lè)、聲樂(lè)等音樂(lè)演出的專用廳堂。雖然音樂(lè)廳在建造數(shù)量上并不多，但它是音質(zhì)要求最高的觀演建筑。音樂(lè)廳與普通劇場(chǎng)的主要區(qū)別在于它不需設(shè)置獨(dú)立的舞臺(tái)、側(cè)臺(tái)和樂(lè)池，而只需設(shè)樂(lè)臺(tái)（樂(lè)臺(tái)后部常有管風(fēng)琴），并將演奏席與觀眾席同處一個(gè)空間之內(nèi)。音樂(lè)廳演出時(shí)大多數(shù)靠自然聲，電聲至多起輔助作用，但為了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況轉(zhuǎn)播或錄音的需要

36、，也需要提供電聲設(shè)備并設(shè)聲控室。音樂(lè)廳的規(guī)模有大有小，演奏交響樂(lè)的廳堂規(guī)模較大。,德國(guó)斯圖加特音樂(lè)廳,奧地利維也納音樂(lè)廳,2．音樂(lè)廳音質(zhì)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 音樂(lè)廳的音質(zhì)要求是各類廳堂中最高的，甚至演奏不同風(fēng)格的音樂(lè)對(duì)音質(zhì)的期望也不相同。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，音樂(lè)廳的音質(zhì)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下基本原則：（1）合理選取最佳混響時(shí)間及頻率特性（2）充分利用前次反射聲（3）具有良好的擴(kuò)散（4）盡可能低的噪聲干擾,二、劇場(chǎng) 劇場(chǎng)與音樂(lè)廳一樣有悠久的

37、歷史和令現(xiàn)代人嘆服的經(jīng)典之作。劇場(chǎng)的類型較多，包括歌劇院、地方戲劇場(chǎng)和話劇院等。其中除話劇是用語(yǔ)言聲演出外，其余歌劇和戲曲演出均兼有歌唱和音樂(lè)伴奏，有的還有對(duì)白，因此在音質(zhì)設(shè)計(jì)時(shí)必須兼顧語(yǔ)言和唱詞的清晰度以及音樂(lè)的豐滿度的要求。,意大利米蘭斯卡拉劇院,,1．歌劇院 歌劇院是以滿足歌唱與音樂(lè)演奏為主，混響時(shí)間應(yīng)當(dāng)較長(zhǎng)，但略小于音樂(lè)廳，混響時(shí)間頻率特性宜平直，或低頻有20%的提升。 在室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)中，需要對(duì)其可能產(chǎn)生回聲的后

38、墻部位作少量吸聲或擴(kuò)散處理，避免對(duì)舞臺(tái)上演員形成回聲干擾，并注意適當(dāng)?shù)穆晹U(kuò)散處理。,,2．地方戲劇場(chǎng) 我國(guó)的地方戲劇場(chǎng)（如京?。┭莩鰰r(shí)，除了演唱和樂(lè)隊(duì)伴奏外，還有對(duì)白。因此，在音質(zhì)設(shè)計(jì)中，既要考慮演唱和音樂(lè)的豐滿度要求，又要保證唱詞和對(duì)白的清晰度，其混響時(shí)間應(yīng)短于歌劇院的，混響時(shí)間頻率特性宜平直，或低頻有20%的提升。 過(guò)去地方戲演出均采用自然聲，但近來(lái)也有采用電聲演出。因此，在音質(zhì)設(shè)計(jì)中，仍應(yīng)按自然聲考慮，同時(shí)配備電聲系

39、統(tǒng)。 此外，地方戲劇場(chǎng)伴奏多設(shè)在側(cè)臺(tái)，常不設(shè)樂(lè)池。,,3．話劇院 話劇院是以自然聲演出話劇的廳堂，一般規(guī)模較小，配有鏡框式或伸出式舞臺(tái)，為保證有較高的語(yǔ)言清晰度，大廳混響時(shí)間應(yīng)比較短。 話劇院的音質(zhì)設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意避免后墻產(chǎn)生回聲和平行墻面之間產(chǎn)生顫動(dòng)回聲，適當(dāng)進(jìn)行吸聲和擴(kuò)散處理。,三、電影院 與音樂(lè)廳、劇場(chǎng)等廳堂不同，電影院提供的是一個(gè)可以真實(shí)還原聲信號(hào)的環(huán)境。電影中的不同場(chǎng)面，所需要的聲學(xué)效果有較大的差異

40、，為了增強(qiáng)觀眾的身臨其境感，電影院希望觀眾聽(tīng)到的是電影膠片上已錄制的某一特定場(chǎng)面聲音效果（如可以包括表現(xiàn)一個(gè)大教堂內(nèi)長(zhǎng)混響的特殊聲學(xué)效果或露天雪地的聲音沉寂的空間），而不希望受到觀眾廳室內(nèi)聲學(xué)環(huán)境的影響。,德國(guó) UFA 電影院,四、多功能大廳 為了提高廳堂的利用率，不少觀眾廳設(shè)計(jì)成既可以演出又可以開(kāi)會(huì)或放電影的多功能廳堂，常被稱作“影劇院”或“禮堂”。多功能廳既要能夠上演戲劇、歌舞、音樂(lè)，又要可供舉辦會(huì)議甚至放映電影等，而這些活

41、動(dòng)對(duì)混響時(shí)間等音質(zhì)指標(biāo)的要求又是差別不小。這對(duì)搞好多功能廳的音質(zhì)設(shè)計(jì)確實(shí)帶來(lái)很多困難。為了盡量滿足不同使用功能的聲學(xué)要求，通?？刹扇∪缦聨追N措施：,（1）確定廳堂的主要用途，合理選擇混響時(shí)間。（2）采用建筑上可變措施，創(chuàng)造可變混響時(shí)間的建聲環(huán)境。（3）采用電聲措施，滿足不同使用功能的聲學(xué)要求。（4）利用音樂(lè)罩和反射板，滿足交響音樂(lè)會(huì)演出的需要。,可變吸聲構(gòu)造示意圖,金馬劇院觀眾廳可調(diào)旋轉(zhuǎn)體的平面布局,,五、體育館 隨著體

42、育、文化事業(yè)的發(fā)展，全國(guó)各地已經(jīng)或?qū)⒁ㄔ齑罅康捏w育館。在這些體育館中，絕大多數(shù)是綜合性多用途體育館，在使用功能上除了體育比賽外，還經(jīng)常兼作大型會(huì)場(chǎng)、文藝演出等場(chǎng)地。,,1．良好的體形設(shè)計(jì)，避免聲學(xué)缺陷,（a） （b）體育館內(nèi)凹曲面屋頂形成的聲聚焦及處理方法（a）形成原因 （b）處理方法,,2．控制混響時(shí)間

43、，提高語(yǔ)音清晰度,北京亞運(yùn)會(huì)某體育館,體育館吊頂上的空間吸聲體,,3．重視電聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)，滿足聽(tīng)聞要求,體育館電聲系統(tǒng)布置實(shí)例,,六、報(bào)告廳與審判廳 用于行政會(huì)議、公眾交流和司法審判的廳堂，對(duì)室內(nèi)音質(zhì)有共同的要求，即較高的語(yǔ)言可懂度。由于語(yǔ)言聲源有可能來(lái)自廳堂的不同部位，聲源本身還要求有良好的聽(tīng)聞條件，所以要求廳堂內(nèi)不僅混響時(shí)間短且應(yīng)無(wú)回聲干擾。所有發(fā)言內(nèi)容都需留有錄音資料，高質(zhì)量的擴(kuò)聲、錄音設(shè)備必不可少。,思考題：思考階梯教