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第十三章第十三章 室内音质设计室内音质设计 本章主要内容：本章主要内容： 1.1.室内音质评价标准室内音质评价标准 2.2.厅堂容积的确定厅堂容积的确定 3.3.厅堂的体形设计厅堂的体形设计 4.4.室内的混响设计室内的混响设计 5.5.各类厅堂的音质设计各类厅堂的音质设计 本章重点：本章重点： 厅堂的音质设计厅堂的音质设计 13-1 13-1室内音质评价标准室内音质评价标准 一、主观评价标准一、主观评价标准 1. 1. 合适的响度；合适的响度；（语言类：（语言类：30308080方、音乐类：方、音乐类：5050100100方）方） 2. 2. 较高的清晰度和明晰度；较高的清晰度和明晰度； （语言类：一定的清晰度、音乐（语言类：一定的清晰度、音乐 类：期望的明晰度）类：期望的明晰度） 3.3.足够的丰满度；足够的丰满度； 4.4.良好的空间感；良好的空间感； 5.5.没有声缺陷和噪声干扰。没有声缺陷和噪声干扰。 二、客观物理量二、客观物理量 1.1.声压级：声压级：各个频率的声压级与该频率声音的响度相对应各个频率的声压级与该频率声音的响度相对应 2.2.混响时间：混响时间：混响时间与声音的清晰度和丰满度有对应关系混响时间与声音的清晰度和丰满度有对应关系 3.3.反射声的时间分布：反射声的时间分布：试验证明，在直达声之后试验证明，在直达声之后202030ms30ms以以 内到达的前次（一次、二次）反射声能内到达的前次（一次、二次）反射声能 起到加强直达声、提高响度、增加清晰起到加强直达声、提高响度、增加清晰 度和丰满度的作用。度和丰满度的作用。 4.4.反射声的空间分布反射声的空间分布 13-2 13-2 厅堂容积的确定厅堂容积的确定 一、足够的响度一、足够的响度 二、保证合适的二、保证合适的 混响时间混响时间 13-3 13-3 厅堂的体形设计厅堂的体形设计 一、体形设计方法一、体形设计方法 1.1.几何声学法几何声学法声线法，声线法， 就是用垂直于声波波阵面就是用垂直于声波波阵面 的直线（声线）代表声能的直线（声线）代表声能 传播的方向，在遇到反射传播的方向，在遇到反射 体时，声能传播遵循反射体时，声能传播遵循反射 定律。定律。 2.2.模型试验法模型试验法将设计方将设计方 案按一定比例缩小，用吸声案按一定比例缩小，用吸声 系数相近的材料制作模型，系数相近的材料制作模型， 测得模型内的声场分布，分测得模型内的声场分布，分 析结果，改进设计。析结果，改进设计。 二、体形设计的原则二、体形设计的原则 1.1.保证每位观众都能得到从声源来的直达声；保证每位观众都能得到从声源来的直达声； 2.2.保证前次反射声的良好分布；保证前次反射声的良好分布； 一次反射声延迟时间按下式一次反射声延迟时间按下式 计算：计算： （13-413-4） 控制在控制在50ms50ms以内以内 平面形状及处理方法平面形状及处理方法 侧墙的利用侧墙的利用 斜墙设计斜墙设计 边座侧墙利用边座侧墙利用 楼座、看台的处理楼座、看台的处理 音乐厅：音乐厅： d hd h 剧剧 院：院： d 2hd 2h 3.3.争取充分的扩散反射争取充分的扩散反射 扩散体扩散体 （13-5）或：或： （13-6） 防止产生回声和其他声缺陷防止产生回声和其他声缺陷 4.4. 回声的几种消除方法回声的几种消除方法 常见的几种回声常见的几种回声 易产生多重回声的情形易产生多重回声的情形 声影区声影区 5.5. 合理利用舞台反射板合理利用舞台反射板 舞台反射板舞台反射板 13-4 13-4 室内的混响设计室内的混响设计 一、最佳混响时间和频率特性曲线的确定一、最佳混响时间和频率特性曲线的确定 音乐厅音乐厅歌剧院歌剧院 讲演厅讲演厅 大教室大教室电影院电影院 二、混响计算二、混响计算 混响计算的步骤如下混响计算的步骤如下: : (1) (1)根据设计已完成的体形根据设计已完成的体形, ,求出厅堂容求出厅堂容 积积v v和内表面积和内表面积s s； (2)(2)根据厅堂的功能要求根据厅堂的功能要求, ,确定最佳混响确定最佳混响 时间及其频率特性的设计值；时间及其频率特性的设计值； (3)(3)依据伊林混响时间计算公式依据伊林混响时间计算公式, ,求出厅求出厅 堂在各个频率上应达到的平均吸声系数堂在各个频率上应达到的平均吸声系数 ； (4)(4)计算厅堂内各声频率上的总吸声量计算厅堂内各声频率上的总吸声量 ； (5)(5)从总吸声量中减去已有的吸声量从总吸声量中减去已有的吸声量, ,如家具如家具 、座椅等的吸声量、座椅等的吸声量 。由于。由于 , , 所以厅堂内各界面所需吸声量之和为所以厅堂内各界面所需吸声量之和为: : (6)(6)查阅材料与构造的吸声系数数据查阅材料与构造的吸声系数数据, ,从中选从中选 择适当的材料和构造择适当的材料和构造, ,确定各自的面积确定各自的面积, , 使厅堂使厅堂 内各界面的总吸声量等于上式所求得的值。一内各界面的总吸声量等于上式所求得的值。一 般情况需要经过几次反复般情况需要经过几次反复, ,调整之后调整之后 才能满足才能满足 要求。要求。 三、选择与布置室内装修材料三、选择与布置室内装修材料 室内装修材料和构造的选择室内装修材料和构造的选择, ,要结合室内建要结合室内建 筑艺术处理的整体要求筑艺术处理的整体要求, ,同时充分掌握各种材同时充分掌握各种材 料与构造的吸声性能。料与构造的吸声性能。 对低频、中频和高频的各种吸声材料配合对低频、中频和高频的各种吸声材料配合 使用使用, ,间隔布置间隔布置, ,以求得到较为理想的频率特性以求得到较为理想的频率特性 。所用的吸声系数值。所用的吸声系数值, ,应注意它的测定条件与应注意它的测定条件与 大厅的实际安装条件是否相符。即使是同样的大厅的实际安装条件是否相符。即使是同样的 吸声材料吸声材料, ,安装条件有变化时安装条件有变化时, ,如背后空气层的如背后空气层的 有无、薄厚、大小等有无、薄厚、大小等, ,吸声系数会有一定的差吸声系数会有一定的差 异。异。 四、工程实例四、工程实例 计算混响时间计算混响时间 结论：结论： 依据图依据图13-2113-21中的曲线可知中的曲线可知t t60 60(500hz) (500hz) 的最佳混响时间约为的最佳混响时间约为0.8s,0.8s,又由于该房间用又由于该房间用 于语言，为了保证语言的清晰度，低频混响于语言，为了保证语言的清晰度，低频混响 时间不应高于中频。时间不应高于中频。 一般认为频率特性曲线以平直为理想。一般认为频率特性曲线以平直为理想。 由此可知，该教室的低频混响时间过长。中由此可知，该教室的低频混响时间过长。中 高频混响时间也远高于最佳值，完全有必要高频混响时间也远高于最佳值，完全有必要 对其进行吸声改造。对其进行吸声改造。 13-5 13-5 各类厅堂的音质设计各类厅堂的音质设计 音乐厅音乐厅 以自然声为主以自然声为主 不设独立舞台不设独立舞台 16801680座座 混响时间：中频为混响时间：中频为2s2s 22892289座座 德国斯图加特音乐厅德国斯图加特音乐厅 混响时间：中频为混响时间：中频为2s2s 德国斯图加特音乐厅德国斯图加特音乐厅 电影院电影院德国德国ufaufa电影院电影院 宽银幕电影院：混响时间：一般不大于宽银幕电影院：混响时间：一般不大于1.1s1.1s 在电影院声学设计中在电影院声学设计中, ,一般应注意以下问题一般应注意以下问题 (1)(1)保持混响时间达到最佳值。保持混响时间达到最佳值。 (2)(2)每座容积可选择每座容积可选择3 34.3m3,4.3m3,并尽可能取下并尽可能取下 限值。限值。 (3)(3)地面沿纵向应有适当坡度地面沿纵向应有适当坡度, ,以保证整个观以保证整个观 众席有充分的直达声和清晰的视线。众席有充分的直达声和清晰的视线。 (4)(4)避免观众厅过长避免观众厅过长( (最大不应超过最大不应超过45m)45m)。这。这 一方面是为了不使扬声器输出功率过高一方面是为了不使扬声器输出功率过高, , 另一另一 方面可避免在远离银幕的座席上产生声、影不方面可避免在远离银幕的座席上产生声、影不 同步的缺陷。同步的缺陷。 (5)(5)扬声器一般均放在银幕后面扬声器一般均放在银幕后面, ,如如 银幕后空间较大银幕后空间较大( (如有舞台如有舞台) )或银幕距墙或银幕距墙 较远时较远时, , 有可能产生长延时的反射。因有可能产生长延时的反射。因 此此, ,对后墙应加以分隔或采取强吸声处理对后墙应加以分隔或采取强吸声处理 。 (6) (6)对于一些有可能产生回声、长延对于一些有可能产生回声、长延 时反射、声聚焦的界面时反射、声聚焦的界面, ,应作认真的声学应作认真的声学 处理。因为处理。因为, ,在一个混响时间较短的大厅在一个混响时间较短的大厅 内内, ,这些声音缺陷更容易被觉察到。这些声音缺陷更容易被觉察到。 (7)(7)在噪声控制方面在噪声控制方面, ,由于扬声器发出的声级 由于扬声器发出的声级 较高。因此较高。因此, ,在电影院内允许有较高的背景噪在电影院内允许有较高的背景噪 声。这里应特别注意的是电影放映间产生的声。这里应特别注意的是电影放映间产生的 噪声噪声, ,它往往对紧靠放映间的后排座席它往往对紧靠放映间的后排座席 产生产生 干扰。为避免