《室内音质设计》PPT课件.ppt
建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 室内音质设计 2 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 音质的主观评价与客观指标2 音质设计的方法与步骤3 室内电声设计4 各类建筑的音质设计 室内音质设计 3 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 1 音质的主观评价与客观指标 室内音质良好的标准 是使用者能够得到满意的主观感受 主观感受可以归结为5个方面的具体要求 每一项音质要求又和一定客观声场物理量相对应 室内音质设计是通过建筑设计与构造设计使得各项客观物理指标符合良好音质的要求 1 1主观感受指标A大小适宜的响度语言声 60 70方音乐声 50 85方B较高的清晰度语言声 音节清晰度 音乐声 声源音色分明 旋律线条明晰C足够的丰满度音乐声 声音饱满 圆润 音色浑厚 温暖 余音悠扬 有弹性 D良好的空间感指室内声场给听者提供的一种声音在室内的空间传播感觉 包括 方向感 听者对声源方向的判断距离感 距声源远近的判断环绕感 对属于室内声场的空间感觉 E没有声音缺陷和噪声干扰声缺陷是指一些干扰正常听闻使原声音失真的现象 如回声 颤动回声 声聚焦 声影等 室内音质设计 4 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 1 2客观标准A声压级一般语言和音乐都有较宽的频带范围 声音的响度级大体上与经过A特性计权的dB A 声级相对应 B混响时间对清晰度 丰满度 明亮度有影响 混响时间适当 可保证各声部间平衡 混响时间的频率特性与主观评价中质的因素有关 如温暖对应低频混响 华丽对应高频混响 C反射声音的时间分布对响度的影响 50ms以内的反射声起到加强直达声的作用 其数量越多 响度增大越明显 对清晰度的影响 50ms内声能比重越大越清晰 对丰满度的影响 缺乏早期反射声 使直达声与混响声脱节 感觉声音断续 飘浮 干涩 使低频RT较中高频RT长 可增加声音的丰满度和温暖感 反之则增加明亮感 对亲切感的影响 20ms左右的早期反射声的多少决定了亲切感 D反射声音的空间分布对亲切感的影响 来自前方的近次反射声有加强作用 对围绕感的影响 来自侧面的近次反射声有加强作用 室内音质设计 5 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 2音质设计的方法2 1音质设计遵循原则防止外部噪声及振动传入室内 以使室内的背景噪声级足够低 使室内各处都具有足够的响度 安排足够的近次反射声 使室内具有与使用目的相适应的混响时间 防止出现回声 多重回声等声学缺陷 2 2音质设计主要步骤2 2 1大厅容积的确定A足够的响度体积大 声源不变的情况下 声能密度D小 声压级越低 响度也则越低 以电声为主 保证响度 体积不受限制以自然声为主 音乐厅 体积受限制B适当的混响时间混响时间与容积成正比 与室内吸声系数成反比 厅堂中 观众吸声量占所需总吸声量的1 2 2 3 控制好厅堂的容积V与观众人数的比例 就在相当程度上保证或控制了混响时间 推荐的每座容积如下 音乐厅8 10m3 每座 歌剧院6 8m3 每座 多用途剧场 礼堂5 6m3 每座 讲演厅 大教室4m3 每座例 设计一个1000座的剧场 请问剧场面积是多少 层高是多少 假设每人平均占地1平米 室内音质设计 6 2 2音质设计主要步骤2 2 2大厅的体形设计厅堂的体形设计直接关系到直达声的分布 反射声的空间和时间构成以及是否有声缺陷 厅堂的体形设计包括 大厅平 剖面形状各部分表面 如顶棚 墙面 的具体尺寸 倾角等策略有 A保证直达声可达到每个听众B前次反射声的时空分布在要求范围内 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 后排观众视线掠过前排观众头顶的升高值被称为C值 剧场中 为保证视线和直达声 C应大于12cm 错列布置时可降低到6cm 音乐厅 挑台的深度不能超过开口高度的1倍剧场 不能超过2倍 声程差在50ms以内的反射声有加强直达声的作用 7 2 2音质设计主要步骤2 2 2大厅的体形设计B前次反射声的时空分布在要求范围内声场分布均匀 特殊形状应作处理 a一般以钟形 矩形平面较多 b扇形平面 墙面与中轴夹角 8 10 c弧形墙面须做扩散或吸声处理 一个简单几何形平面 若不做特殊处理 视线最好的中前区将会缺乏一次侧向反射声 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 8 2 2音质设计主要步骤2 2 2大厅的体形设计B前次反射声的时空分布在要求范围内 侧墙处理实例 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 9 2 2音质设计主要步骤2 2 2大厅的体形设计C剖面形状 主要设计顶棚前部 通过设计天花的尺寸和角度控制反射声的分布 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 10 2 2音质设计主要步骤2 2 2大厅的体形设计C剖面形状 主要设计顶棚前部 顶棚可向厅内绝大多数地方提供一次反射 故其高度与倾角十分重要应使一次反射均匀分布在大部分观众席 后部 一次反射声以及混响声 折板式 锯齿式 扩散体式 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 11 2 2音质设计主要步骤2 2 2大厅的体形设计D防止声学缺陷回声 包括一次反射回声 二次反射回声 顶棚及后墙后墙楼座栏板措施 顶棚 高度0 6的强吸声 倾角 调整向后部提供一次反射 扩散 不形成定向反射 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 一次反射回声检验 R1 R2 D 17m 12 2 2音质设计主要步骤2 2 2大厅的体形设计D防止声学缺陷声聚焦 曲率半径小 强反射的弧形表面 措施 避免使用弧形墙面 厅堂高度 2R弧形墙面上扩散吸声处理 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 13 2 2音质设计主要步骤2 2 2大厅的体形设计D防止声学缺陷声影出现部位 楼座挑台下方产生条件 挑台过深危害 堂座后区反射声被遮挡 响度不够 音质较差措施 取合适的楼座挑台高度与深度比厅内充分扩散声能 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 体形设计常见的措施舞台反射板将厅堂内表面处理成不规则形状和设扩散体 体形设计中采用不规则平 剖面处理 吸声与反射材料交替布置 14 2 2音质设计主要步骤2 2 2大厅的体形设计E扩散设计的三种处理方式将厅堂内表面处理成不规则形状和设扩散体 体形设计中采用不规则平 剖面处理 吸声材料均匀布置 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 15 2 2音质设计主要步骤2 2 2大厅的体形设计E扩散设计的三种处理方式将厅堂内表面处理成不规则形状和设扩散体 体形设计中采用不规则平 剖面处理 吸声材料均匀布置 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 16 2 2音质设计主要步骤2 2 3大厅的混响设计A确定适合于使用要求的混响时间及其频率特性 500hz确定方法 功能 容积最佳混响时间 500Hz 实际偏差 允许偏差 0 1sec或控制在10 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 17 2 2音质设计主要步骤2 2 3大厅的混响设计A确定适合于使用要求的混响时间及其频率特性混响时间频率特性曲线频率范围 一般要求125 4000Hz六个倍频带高要求80 8000HZ八个倍频带曲线形状 平直 各个频带的RT相同为好 不平度允许值 以500HzRT为标准 低频 125 250可略大到1 2 1 3倍 高频2000 4000可略小到0 9倍 大厅堂低频混响较困难 各频率均衡的吸声材料较难选择 人耳对低频声不敏感 且低频略大可提高丰满度 实际状况 厅堂RT不均匀较多 特别是一次完工的厅堂 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 18 2 2音质设计主要步骤2 2 3大厅的混响设计B混响设计步骤混响时间计算根据设计完成的体型 求出厅的容积V和内表面积S 根据厅的使用要求 确定混响时间及其频率特性设计值 根据公式计算出大厅的平均吸声系数 计算大厅内总吸声量A及各部分的吸声量 查阅资料及构造的吸声系数数据 从中选择适当的材料及构造 确定各自的面积 使大厅内各界面的总吸声量符合要求 室内装修材料的选择与布置了解吸声特性材料测定条件与设计安装条件是否一致垂直入射吸声系数不能直接用于混响计算 合理布置材料 舞台口周围墙面 顶棚应当以反射材料为主 侧墙中部 上部及后墙布置吸声材料 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 19 3室内电声设计电声系统改变了在自然声状态下室内音质完全依赖于建筑声学处理的状况 出现了由设备系统与建声环境共同协调作用来创造理想的音质效果 3 1扩声与重放系统3 1 1基本构成 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 20 3 1 2扬声器的布置方式与建筑处理A布置要求使全部观众席上的声压分布均匀多数观众席上的声源方向感良好控制声反馈和避免产生回声干扰B布置方式集中式在观众席的前方或前上方 一般是在台口上部或两侧 设置有适当指向性的扬声器或扬声器组合 一般是声柱或扬声器组合 在音质要求不高的厅中也可以是喇叭式扬声器 将扬声器的主轴指向观众席的中 后部 常用于剧场 礼堂及体育馆 优点 方向感好 观众的听觉与视觉一致 射向天花 墙面的声能较少 直达声强 清晰度高 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 21 3 1 2扬声器的布置方式与建筑处理A布置要求使全部观众席上的声压分布均匀多数观众席上的声源方向感良好控制声反馈和避免产生回声干扰B布置方式分散式在面积较大 天花很低的厅 将多个扬声器分散布置在天花板上 可以使声压在室内均匀分布 但方向感不佳 可以设置延时器改善方向感 但在这之后还会有远处的扬声器的声音陆续到达 使清晰度降低 必须严格控制各个扬声器的音量与指向性 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 22 3 1 2扬声器的布置方式与建筑处理A布置要求使全部观众席上的声压分布均匀多数观众席上的声源方向感良好控制声反馈和避免产生回声干扰B布置方式混合式厅的规模较大 前面的扬声器不能使厅的后部有足够的音量 集中式布置时 扬声器在台口上部 由于台口较高 靠近舞台的观众感到声音是来自头顶 方向感不佳 这种情况常在舞台两侧低处或舞台的前缘布置扬声器 叫做 拉声像扬声器 在集中式布置之外 在观众厅天花 侧墙以至地面上分散布置扬声器 这些扬声器用于提供电影 戏剧演出时的效果声 属重放系统 或接混响器 增加厅内的混响感 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 23 3 1 2扬声器的布置方式与建筑处理C厅堂建筑处理有电声系统参与下的 厅堂音质 应该是电声设备的扩声效果与厅堂固有音质共同作用的结果 它有别于自然声场中的厅堂音质 其音质设计也应随之而有所改变 要注意以下几点 混响时间宜取低值 宜采用指向性较强的扬声器 适当增加厅堂的吸声处理 特别要注意防止声反馈的出现 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 24 4各类建筑的设计4 1音乐厅音乐厅是供交响乐 声乐等音乐演出的专用厅堂 是音质要求最高的观演建筑 音乐厅与普通剧场的主要区别在于它不需设置独立的舞台 侧台和乐池 而只需设乐台 乐台后部常有管风琴 并将演奏席与观众席同处一个空间之内 音乐厅演出时大多数靠自然声 电声至多起辅助作用 但为了现场实况转播或录音的需要 也需要提供电声设备并设声控室 音乐厅的规模有大有小 演奏交响乐的厅堂规模较大 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 德国斯图加特音乐厅 奥地利维也纳音乐厅 25 4各类建筑的设计4 1音乐厅设计要点合理选取最佳混响时间及频率特性充分利用前次反射声具有良好的扩散尽可能低的噪声干扰古鞋盒式古典音乐厅 世界上公认的三个音质最好的大厅 维也纳音乐厅 阿姆斯特丹音乐厅和波士顿音乐厅 高顶棚 厅堂对流换气 提高混响时间 矩形平面的窄厅提供丰富的早期侧向反射 楼座包厢与装饰物则对声波起扩散作用 这些因素决定了鞋盒式音乐厅的的优良音质 建筑物理环境 厦门大学嘉庚学院史维 室内音质设计 26 4各类建筑的设计4 1音乐厅设计要点合理选取最佳混响时间及频率特性充分利用前次反射声具有良好的扩散尽可能低的噪声干扰梯田式
