建筑声学基本知识

1 第一章中第一章中基本概念基本概念的理解 的理解 声波 声波 声源振动引起弹性媒质的压力变化 并在弹性媒质中传播的机械波 声源 声源 振动的固体 液体 气体 声压 声压 空气质点由于声波作用而产生振动时所引起的大气压力起伏 空气压强的变化量 10 5 10 Pa 量级 特性 特性 波长 频率 f 声速 c 声源 声源 通常把受到外力作用而产生振动的物体称为声源 原理 原理 声源在空气中振动 使邻近的空气振动并以波动的方式向四周传播开来 传入人耳 引起耳膜振动 通过听觉神经产生声音的感觉 振动的产生 振动的产生 这里只介绍最简单的振动 简谐振动 物体振动时离开平衡位置的最大位移称为 振幅 记作 A 单位米 m 或者厘米 cm 完成一次振动所经历的时间称为周期 记作周期 记作 T T 单位秒 单位秒 s s 一秒钟内振动的 次数称为频率 记作频率 记作 f f 单位赫兹 单位赫兹 HzHz 它们之间的关系 f f 1 T1 T 如果系统不受其它外力 没有能量损耗的振动 称为 自由振动 其振动频率叫 做该系统的 固有频率 记作 f0 振动在空气中的传播 声波 分为横波和纵波 质点的振动方向和波的传播方向 相垂直 称为横波 如果质点的振动方向和波的传播方向相平行 则称为纵波 在空气 中传播声波就属纵波 声波的传播是能量的传递 而非质点的转移 空气质点总是在其平衡点附近来回振动声波的传播是能量的传递 而非质点的转移 空气质点总是在其平衡点附近来回振动 而不传向远处 而不传向远处 声速与媒质的弹性 密度和温度有关声速与媒质的弹性 密度和温度有关 空气中的声速 理想气体中 空气中声速是温度的单值函数 在建筑环境领域中变化范围很小 近似 空气中声速是温度的单值函数 在建筑环境领域中变化范围很小 近似 340340 m sm s 固液体中的声速 钢 5000 m s 松木 3320 m s 水 1450 m s 软木 500 m s 波阵面波阵面 声波从声源发出 在同一介质中按一定方向传播 在某一时刻 波动所到达的各 点的包迹面称为波阵面 波阵面为平面的称为平面波 波阵面为球面的 称为球面波 次声波和超声波 次声波和超声波 人耳能感受到的声波的频率范围大约在 20 20000Hz 之间 低于低于 20Hz20Hz 声声 波成为次声波波成为次声波 高于高于 20000Hz20000Hz 称为超声波 称为超声波 次声波和超声波都不会形成 听觉 声声 线 线 声线是假想的垂直于波阵面的直线 主要用于几何声学中对声传播的跟踪 声波 的传播方向可用声线来表示 点声源 点声源 波阵面为球面 声音强度随着传播距离的增加而迅速减弱 当声源的尺寸较距离 f c 小很多时 可认为点声源 线声源 线声源 波阵面为柱面 声音强度随着传播距离的增加而逐渐减弱 如很长的火车 面声源 面声源 波阵面为平面 声音强度不随传播距离的增加而减弱 海啸属面声源 声功率 声功率 是指声源在单位时间内向外辐射的声能量 记作 W 单位为瓦 w 声声 强 强 是指在单位时间内在垂直于声波传播方向的单位面积上的所通过的声能 记作 I 单位是 W m2 级和分贝级和分贝 级 级 通常取一个物理量的两个数值之比的对数称为该物理量的 级 声强级 声强级 其定义就是这声音的强度 I 和基准声强 I0 之比的常用对数来表示 单位为贝尔 BL 但一般不用贝尔 而用它的十分之一作单位 称为分贝 dB I0 基准声强 I0 10 12 W m2 同样可以用分贝为单位来定义声压级声压级 基准声压 基准声压 P0P0 2x10 5 2x10 5 N m2N m2 声功率以 级 表示便是声功率级声功率级 单位也是分贝单位也是分贝 基准声功率级 W0W0 10 12 10 12 W W 声源叠加声源叠加 两个声源叠加 I P W 声级同理 n 个相同声源L1 叠加 两个相同声源叠加 声级增加了 10lg210lg2 3dB 3dB 详见教材 P259 260 频率和频谱频率和频谱 频率 决定音调 频率高则音调高 反之同理 频率 决定音调 频率高则音调高 反之同理 频谱 表示声音频率与能量关系 频率范围为横坐标 相对应的声压级作为纵坐标频谱 表示声音频率与能量关系 频率范围为横坐标 相对应的声压级作为纵坐标 由一些离散频率组成的谱称为线谱 在一定频率范围内含有连续频率成分的谱称为 连续谱 频带频带 两个频率限值之间的连续频率 频带宽度是频率上限值与下限值之差 倍频带中倍频带中 上限频率是下限频率的 2 倍 1 3 倍频带中 上限频率是下限频率的 1 26 倍 上 下限频率也是截止频率 2 中心频率是截止频率的几何平均 声音的反射 折射 衍射和扩散声音的反射 折射 衍射和扩散 平面的反射平面的反射 光滑表面对声波的反射遵循平方反比定律 反射波的强度取决于它们与 像 的距离以及反射表面对声波吸收的程度 曲面的反射曲面的反射 与平面反射相比 凹面反射波的强度较弱强 凸面反射波的强度较弱 声折射声折射 声波在传播的过程中 遇到不同介质的分界面时 除了反射外 还会 发生折射 从而改变声波的传播方向 温度与风向对声音的传播方向产生影响 声衍射声衍射 声波通过障板上的孔洞时 并不象光线那样直线传播 而能绕到障板的背后改变 原 来的传播方向 在它的背后继续传播 这种现象称为绕射 亦称 为衍射 当 声波在传播过程中遇到一块其尺度比波长大得多的障板时 声波将被反射 如声 101lg 10 10 1 21 LL LL nLLlg10 1 源发出的是球面波经反射后仍为球面波 声扩散声扩散 声波在传播过程中 如果遇到一些凸形的界面就会倍分解成许多小的比较弱的反 射声波 这种现象称为声扩散 声的吸收 声的吸收 声波入射到建筑构件时 声能的一部分被反射 一部分透过构件 还有一部分 由于构件的振动或声音在其中传播时介质摩擦 传热而被损耗 我们称之为被 材料吸收 声波在空气中传播时 由于振动的空气质点之间的摩擦而使一小部分声能转化 为热能 称为空气对声能的吸收 单位时间内入射总声能 E0 构件吸收声能为 E 则材料的吸声系数 E E0 吸声量 S S 为材料的面积 声音透射 声音透射 声波入射到建筑构件时 声能的一部分被反射 一部分被吸收 还有一部分透 过建筑部件传到另一侧空间去 材料的透声能力一般用透射系数透射系数 来表示 在工程中习惯用隔声量隔声量 R 来表示 R 10lg1 R 越大则隔声量越大 越大则隔声量越大 噪音定义 频率结构更复杂的声音噪音定义 频率结构更复杂的声音 人耳听不出其中包含有任何谐音或音调的特征 但这 种声音的主要频率是可以辨认的 噪音大多数是连续谱 噪音测量噪音测量 对声音作测量时既可以对整个频率范围作测量 也可以在测量系统中利用电滤 波器 把可听频率范围内的声音分段测量 可以用倍频带或 1 3 倍频带进行分析 掩蔽效应掩蔽效应 一个人的听觉系统能同时分辨几个声音 但若其中某个声音的声压级明显增大 别的 声音就难以听清甚至听不到了 一个声音的听阈因为另一个掩蔽声音的存在而提高的现象称为听觉掩蔽 一个声音的听阈因为另一个掩蔽声音的存在而提高的现象称为听觉掩蔽 2 驻波和房间共振驻波和房间共振基本概念的理解基本概念的理解 驻波 就是驻定的声压起伏 驻波 就是驻定的声压起伏 当在传播方向遇到垂直的刚性反射面时 用声压表示的入射 波在反射时没有振幅和相位的变化 入射波和反射波相互干涉就形成了驻波 房间共振 房间内复杂的共振系统 在声波的作用下也会产生驻波或称简正振动房间共振 房间内复杂的共振系统 在声波的作用下也会产生驻波或称简正振动 简正波 简正波 对于矩形房间 对于矩形房间 其简正频率的计算公式见 3 1 9 当房间受到声源激发时 简正频率及其分部决定于房间的边长及其相互比例 在小的 建筑空间 如果其三维尺度是简单的整数比 则可被激发的简正频率相对较少并且可能只 叠合 或称简并 在某些较低的频率 这就会使那些与简正频率 房间的共振频率 相同 的声音被大大加强 导致原有的声音频率畸变 使人们感到听闻的声音失真 3 混响及混响时间混响及混响时间的的灵活运用灵活运用 赛宾公式的 赛宾公式的运用运用 混响 混响 声源停止发声后 声音由于多次反射或散射延续的现象 混响时间 混响时间 声源停止发声后 声音自稳态声压级衰变 60dB 所经历的时间 赛宾公式 赛宾公式 混响时间与房间参数的关系 T60 混响时间混响时间 V 房间容积房间容积 A S1 1 S2 2 Sn n S S 表示房间各表面面积 是相应表面的吸声系数 运用条件 赛宾公式限用于平均吸声系数不大于平均吸声系数不大于 0 2 的房间 对于相对 沉寂 吸声系数相对较大 的房间 且要考虑空气吸收 时 可用作了某些修正的下述公式 4m 空气的吸收系数 4 人耳的听觉特征以及人耳的听觉特征以及 A 声级 声级 初步了解 初步了解 150dB 左右爆炸声可破坏人耳鼓膜等引起永久性损伤 130dB 耳部发痒 疼痛 可容忍的 听觉上限 听阈 能够引起听者有声音感觉的最低声压 即听闻的下限 随频率的不同而有很大变化 对年轻人来说 可听的上下限频率 20000Hz 20Hz 从标准听阈曲线看 低于 800HZ 听觉灵敏度随频率降低而降低 800HZ 1500HZ 听阈没有 显著变化 3000 4000HZ 是最灵敏的听觉范围 高于 6000HZ 灵敏度又减小 听阈与痛阈 曲线之间 是听觉区域 语言和音乐范围下 声压级 20 25dB 左右 背景噪声 声级计 是利用声 电转换系统并反映人耳听觉特征的测量设备 即按一定的频率计权和时 间计权测量声压级和声级的仪器 是声环境测量中常用的仪器之一 国际电工委员会规定的声级计计权特性有 A B C D 四种频率计权特征 其中 A 计权参 考 40 方等响线 对 500HZ 以下的声音又较大衰减 模拟人耳对低频声不敏感的特性 A 声级 用 A 计权特性测得的声压级 记作LA 有道例题 P325 5 掩蔽作用 掩蔽作用 初步了解 初步了解 时差效应 人耳在短时间间隙里出现的相同的声音的积分 整合 能力 即听成一个声音 而不是若干个单独的声音 两个同样声音可以集成为一个的时差是 50ms 相当于声波在空气中 17m 的行程 一个声音的听阈因另一个掩蔽声音的存在而提高的现象称为听觉掩蔽 提高的数值称为掩 蔽量 可认为掩蔽是时差效应的一种 迟到的声音被先到的声音掩蔽 但掩蔽基友听觉感受的因 素 还有神经学的因素 一个既定频率的声音容易受到相同频率声音的掩蔽 声压级越高 掩蔽量越大 低频声能 够有效地掩蔽高频声 高频声对低频声的掩蔽作用不大 声定位 是由于声音到达两耳的时间差和声压级差 力较远的耳朵处于声影区 声压级低 由于声波衍射 声影的影响对低频不明显 双耳定位 限于声源同双耳平面 6 多孔材料 共振结构的吸声多孔材料 共振结构的吸声机理和特征的机理和特征的灵活运用 没有计算 灵活运用 没有计算 强吸收材料 吸声系数 大于0 8的材料 全吸收材料 吸声系数 1 的材料 吸声尖劈是近似的全吸收材料 全反射材料 0 混凝土 大理石等近似全反射 多孔材料吸声机理 材料中有许多微小间隙和连续气泡 具有一定通气性 当声波入射 引起小孔或间隙中空气的振动 空气质点自由地压缩 稀疏 但紧靠材料孔壁表面的空气 质点振动速度较慢 由于摩擦和空气的粘滞阻力 空气质点的动能转为热能 此外 空气 与孔壁之间发生热交换 使部分声能转为热能被吸声 其吸声频响特性 中高频吸声交大 低频吸声较小 紧贴壁面装置的同一种多孔材料 厚度增加 中 低频吸声系数增加 其吸声的有效频率 范围也扩大 但材料厚度增加到一定值 低频吸声增加明显 高频吸声影响小 当材料背后留有空气层 低频吸声系数增加 喷涂 油漆等饰面影响吸声 前者影响较少 吸声系数随声波频率提高而增加 材料受潮 首先降低对高频声的吸声 继而扩大其影响范围 共振结构的吸声机理 不透气软质膜状材料 如塑料 帆布 或薄板 与其背后的封闭空 气层形成一个质量 弹簧共振系统 当收到声波作用时 在该系统共振频率附近具有最大 的声吸收 选用薄膜货薄板吸声结构时 较薄的板 因为容易振动可吸收较多 吸声系数峰值在低于 200 300HZ 的范围 随着薄板单位面积重量的增加以及薄板背后空气 层厚度的增加 吸声系数峰值向低频移动 在薄板背后的空气层里填多孔材料 吸声系数峰值增加 薄板表面涂层 对吸声性能无影响 使用预制块状多孔吸声板 兼有多孔材料和薄板共振结构吸声的特征 7 吸声与隔声 楼板撞击声 吸声与隔声 楼板撞击声 基本概念的基本概念的了解 了解 建筑吸声建筑吸声 吸声材料和吸声构造 吸声系数比较大的材料和结构 根据吸声原理不同分类 多孔吸声材料 共振吸声结构 其他吸声构造 1 多孔吸声材料 构造特点 有大量内外联通的孔隙和气泡 材料 有机材料 无机材料 吸声机理 空气粘滞阻力能量转换 影响多孔材料吸声特性的因素 空气流阻 2 孔隙率 指与外部联通的孔隙 孔隙率常与流阻有较好的对应关系 最佳孔 隙率 3 厚度增加厚度 增强低频声的吸收 5 背后条件 6 面层影响 7 湿度和温度的影响孔隙率降低 二 共振吸声结构 1 薄膜 薄板 吸声结构 质量 弹簧系统 共振频率附近具有最大的声吸收 薄膜 薄板 吸声结构吸声特点 见图 2 穿孔板吸声结构 组成 穿孔薄板 背后空气层 吸声机理 亥姆霍兹共振器 当入射声波的频率和这个系统的固有频率相同时 在穿孔孔 径的空气就会因共振而剧烈振动 在振动过程中主要由于穿孔附近的摩擦损失而吸收声能 3 微穿孔板 组成 孔径 1mm 以下 吸声机理 空气质点在孔中运动时的摩擦 三 其它吸声结构 空间吸声体 吸声尖劈 可变吸声构造 人和家具 空气吸收 开口的吸收 四 吸声材料的选用 1 混响室法的测量条件比较符合实际情况 对于驻波管法测得的吸声系数应在使用前先换 算为混响室法吸声系数 2 建筑吸声材料的使用应该结合多方面的功能要求 建筑隔声建筑隔声 声音在建筑围护结构中的传播 空气声 围护结构振动传播 撞击或振动的直接作用 空气声和固体声传声特征 墙体隔声材料 构造 一 单层匀质密实墙 一般规律 质量定律 特殊情况 吻合效应 共振 二 双层匀质密实墙 固有频率 入射频率时 隔声量最小 吻合效应 刚性连接 声桥 三 轻质墙 建筑设计和建筑工业化的趋势是采用轻质隔墙代替厚重的隔墙 但是这种隔墙的隔声量较 小 采用下列措施来增加隔声量 1 双层轻质隔墙间设空气层 2 以多孔材料填充轻质墙体之间的空气层 3 增加轻质墙体的层数和填充材料的种类 四 门和窗 1 门 门是墙体中隔声较差的部件 因为面密度较小 门四周的缝隙也是传声的途径 提高 门的隔声能力关键在于门扇及其周边缝隙的处 理 为了达到较高的隔声量 可以用设置 声闸 的方法 即设置双层门 并在双层门之间的门斗内壁贴强吸声材料 2 窗 窗是建筑围护结构隔声最薄弱的部件 可开启的窗很难有较高的隔声量 隔声窗通常 是指不开启的观察窗 楼板隔声楼板隔声 楼板要承受各种荷载 按照结构的要求 它必须有一定的厚度与重量 楼板有一定 的隔绝 空气声的能力 但是由于人们的行走 拖动家具 物体的撞击声等引起固体振动所辐射的 噪声 对楼下的干扰特别严重 楼板下的撞击声压级 取决与楼板的弹性模量 密度 厚 度等因素 主要取决于楼板的厚度 改善楼板隔绝撞击声的措施主要有 1 在承重楼板上铺放弹性面层 这对于改善楼板隔绝中 高频撞击声的性能有显著的效应 2 浮筑构造 在楼板承重层与面层之间设置弹性垫层 以减轻结构的振动 3 在承重楼板下加设吊顶 这对于改善楼板隔绝空气噪声和撞击声的性能都有明显的效用 吊顶与楼板的连接宜用 弹性连接 且连接点在满足强度的情况下要少 8 空气声 固体声 双层墙体的吻合效应空气声 固体声 双层墙体的吻合效应基本概念的理解基本概念的理解 空气传声 途径有二种 p346 1 空气传声 经由空气直接传播 2 固体传声 经由维护结构振动传播 两种途径的声波都是在空气中传播的 故称之为空气传声 固体传声 p347 是围护结构受到直接的撞击或振动作用而发生 固体声音直接通过围护结 构传用而发生 并从某些建筑物的部件如前提 楼板等再辐射出来 最后人作为空气声传 入人耳 就人们的感觉而言空气传声和固体传声是不容易区分的 双层墙吻合效应 p351 1 两层墙体的材料厚度均相同时 则他们的吻合临界频率相同 隔声特性曲线出现的低谷 较深 2 若二者的面密度不同 则该曲线较为平滑 9 质量定律质量定律基本概念的理解 基本概念的理解 P348 质量定律质量定律是指决定墙或其它建筑板材隔声量的基本规律 可表述如下 墙或其他建筑板材的隔声量与其表面密度 或单位面积的质量 的对数成正 比 用公式可表示为 R 20lg fm k 式中 R 为墙体隔声量 m 为墙体面密度 f 为入射声波频率 质量定律说明 当墙的材料已经决定后 为增加其隔声量 唯一的办法是增加墙的厚度 厚度增加一倍 单位面积质量即增加一倍 隔声量增加 6dB 该定律还表明 低频的隔声 比高频的隔声要困难 10 城市噪声的种类 城市噪声的种类 交通噪声 建筑施工噪声 工业生产噪声 社会生活噪声 交通噪声 是最主要的噪声 11 3 种主要的噪声评价量种主要的噪声评价量基本概念的理解 教材第基本概念的理解 教材第 1 2 6 种 种 a 噪声评价数 NR 用于评价噪声的可接受性以保护听力和保证语言通信 避免噪 声干扰 对声环境现状确定噪声评价数的方法是 先测量各个倍频带声压级 再把倍频带 噪声谱叠加在 NR 曲线上 以频谱与 NR 曲线相切的最高 NR 曲线编号 代表该噪声的噪 声评价数 b 语言干扰级 SIL 作用 评价噪声对语言掩蔽 干扰 的单值量 方法 以中频率 500 1000 2000和4000Hz3 4 个倍频带噪声声压级的算术平均值作为语言干扰级 注意 语言干扰级只反映人们所处环境的噪声背景 c 昼夜等效声级 Ldn 人们对夜间的噪声比较敏感敏感 因此对所有在夜间 8 小时出现的噪声级均以比实际值高高出 10dB 来处理 这样就得到一个对夜间有 10dB 补偿的昼夜等效声级 12 城市声环境规划和降噪设计基本概念的了解 室内音质设计 应立足于教学课件 音质设计概论 课件 噪声控制噪声控制并不等于噪声降低 多数情况下 噪声控制是要降低噪声声压级 但有时是 增加噪声 确定噪声控制方案步骤确定噪声控制方案步骤 首先 调查噪声现状 以确定噪声的声压级 同时了解噪声产生的原因以及周围情况 其次 根据噪声现状和有关噪声允许标准 确定所需降低噪声声压级数值 此外 还可利 用自然条件创造愉悦声景 第三 根据需要和可能 采用综合的降噪措施 航空港航空港用地一般都划定在远离市区的地方 城市总体规划的编制 应能预见将会增加 的噪声源以及可能的影响范围 对现有城市的改建规划对现有城市的改建规划 应当依据城市的基本噪声源 做出噪声级等值线分布 并据 以调整城市区域对噪声敏感的用地 拟定解决噪声污染的综合性城市建设措施 减少城市噪声干扰主要措施减少城市噪声干扰主要措施 1 与噪声源保持必要的距离 当与干道的距离小于 15m 来自交通车流的噪声衰减 接近于反平方比定律 因为这 时是单一车辆的噪声级起决定作用 如果接受点与干道距离超过 15m 距离每增加一倍 噪声级大致降低 4dB 沿干道建筑物的接受点对于干道视线范围受到限制的遮挡会使接受点的噪声有所降低 2 利用屏障降低噪声 实体墙 路堤或类似的地面坡度变化 以及对噪声干扰不敏感的建筑物 均可作为对 噪声干扰敏感建筑物声屏障 声影区 衍射声波到达处 明区 未受衍射声波影响地带 有效地声屏障应有足够重量使声音衰减 保养费用少 不易破坏 应能在不同现场条 件下装配 并且便于分段维修 有良好的视觉效果 屏障应设置在靠近噪声源或需要防护 的地方 并且完全遮断在防护地点对于干道阿德视线 3 屏障与不同地面条件组合的降噪 距离 软质地面 距离 浓密森林 软地面 距离 硬或软地面 屏障 4 绿化减噪 选用常绿灌木 高度宽度均不小于 1m 与常绿乔木组成的林带 林带宽度不小于 10 15m 林带中心的树行高度超过 10m 株间距以不影响树木生长成熟后树冠的展开为度 以便形成整体绿墙 5 降噪路面 有空隙的铺面材料可减弱行驶中摩擦噪声 音质设计的目标音质设计的目标 混响感和清晰度间平衡 无音质缺陷 良好的声色与适度平衡 适当的响度 空间感 音质设计的内容音质设计的内容 选址 总图 房间合理配置 房间容积 每座容积 有效声能合理布置 避免音质缺陷 混响时间 吸声及构造 声压级是否需要电声 允许噪声级控制措施 内装前声学测试 完工后测量及评价 缩尺模型 大厅容积的确定大厅容积的确定 1 合适的混响时间和足够的响度 2 大厅的规模和用途 3 艺术造型 经济条件 空调和卫生 人声和乐器声等自然声源的声功率是有限的大厅容积越大 声密度越低 室内声压级越低 满足不了响度要求 因此用自然声演出的大厅有足够的响度 容积不能过大 选取适当的每座容积 尽可能减少吸声材料的情况下 得到合适的混响时间 从而降低造 价 大厅体型设计大厅体型设计 1 充分利用声源发出的直达声 直达声直接影响声音的响度和清晰度 衰减 观众吸收 声源指向性 针对直达声传达特点 对以自然声演出的大厅 体型设计应注意 大厅纵深长度 35m 楼层 1500 座以上 一层宜悬挑 2500 座 两层及以上 观众席 140 度范围 地面升起 2 争取和控制早期反射声使其具有合理的时间和空间分布 时间间隔 50ms 音乐演出可以为 80ms 通过声线作图法 可以确定反射面的位置 角度和大小 也可以检验已有反射面对声音的 反射情况 对于规模不大 高 10m 宽 20m 左右时 声延迟一般不会超标 体型也不用做特殊处理 但对于尺寸更大的大厅 欲达到这一要求 必须对厅堂体型做精心设计 平面形状与反射声分布 扇形 六边形 椭圆形 窄长形 剖面与顶棚设计 观众厅剖面做法 增加侧向反射声的方法 3 适当的扩散处理 使声场达到一定的扩散程度 观众厅的声场要求有一定的扩散性 声场扩散对录音室尤其重要 观众厅的包厢 挑台 各种装饰等 都有扩散作用 必要时还可将墙面和顶棚设计成扩散 面 交叉布置吸声材料也可取得扩散效果 在房间内无规则悬吊扩散板或扩散体 可以使室内声场得到更好扩散 扩散体尺寸 4 防止出现声学缺陷 声缺陷 声聚焦 回声 颤动回声 声影 声聚焦 回声与多重回声 当反射声延迟时间过长 一般是直达声过后 100ms 强度有很大 这时就可能形成回声 观众厅中最容易产生回声的部位是后墙和与后墙相连的顶棚 以及挑台栏板 这些部位把 声波反射到最先接受到直达声的观众席前区和舞台 因此延迟时间很长 声影 观众席较多的大厅 一般要设挑台 以改善观众席后部的视觉条件 如挑台下空间过深 则易遮挡来自顶棚的反射声 在该区域形成影区 最佳混响时间及频率特性的确定最佳混响时间及频率特性的确定 1 交响乐厅 不同音乐作品的混响时间 莫扎特 古典乐曲 清晰细致 1 5 1 7s 勃拉姆斯 施特劳斯 后期浪漫主义乐曲 融洽浑厚 2 0 2 1s 现代音乐 1 8 1 9s 2 室内乐厅 演奏弦乐或管弦乐 1 2 1 6s 混响时间由于容积 规模变化大 100 人 600 700 立方米 600 800 人 3600 4800 立方米 3 合唱 独奏 唱 厅 室内乐厅 演奏厅内 混响时间较短 1 2 1 4s 4 管风琴演奏厅 作品适合在教堂演奏 混响时间 4 0 4 5s 仅有少数管风琴演奏厅 5 歌剧院观众厅 短混响时间 唱词清晰度 1 1 1 3s 较长混响时间 音乐丰满度 1 5 1 6s 折中值 1 4s 左右 6 音乐和歌剧的排练厅 为便于指挥发现演奏差错 1 0 1 2s 7 音乐教室和声部排演室 以清晰为主 0 6 1 0s 8 个人练琴室 琴房面积小 8 12 平米 0 4 0 6s 9 以音乐演奏为主的多功能厅堂 可以满足音乐外的其他各种剧目 可调混响装置 人工 电控 计算机程控 10 音乐录音棚 自然混响音乐录音棚 1 3 1 4s 强吸声分声道录音棚 0 4 0 6s 多功能音乐录音棚 调幅 0 4 0 8s 音乐建筑设计特点 1 声学在音乐建筑设计中处核心地位 2 声学关系到建筑设计各方面 包括城市规划 结构专业 设备专业 电气专业 舞台机 械专业等 3 声学实验是音乐建筑设计的依据 用地选择 基地噪声和振动测定 方案形体设计 计算机三维模型多方案比较 实验确定 初步技术设计 对声学指标用缩尺实体模型预测 并修正 施工图设计 围护结构隔声量 内装材料的吸声和扩散性能 设备的消声和隔振 施工及竣工调试 现场实测数据作为评定设计的优劣的依据 4 听闻效果作为音乐建筑优劣的主要指标 音乐家 听众 音乐建筑声学设计的实施和操作程序音乐建筑声学设计的实施和操作程序 1 设计阶段 方案选择 初步设计 技术设计和施工图 2 施工阶段 土建施工 隐蔽的隔声 吸声 消声 扩散构造等的实施 专业讲座 样板间 内装施工 完工前 现场声学测量 纠正计算和模型中的偏差 3 实用和调试阶段 内装完成 施工队未离现场前 2 3 个月的声学测量和适用中的主观评价 二者对应 修 改 调整 提交声学设计报告 归档 音乐建筑的声学设计指标音乐建筑的声学设计指标 1 自然声 响度 对于自然声演出 足够的响度是最基本的要求 厅堂越大 音质的主观评 价越受响度大小的影响 清晰度 丰满度 空间感 2 混响时间 3 声扩散 4 声场分布 均匀度 避免厅内各处响度差别过大 或死角 p dB 不均匀度值 指标 无楼座的厅堂 在 125 4000Hz 覆盖频率范围内 小于 6dB 有楼座的厅堂 在 125 4000Hz 覆盖频率范围内 小于 8dB 5 频率响应 指 听众席某一座位上 接受到的各个频率声压级的均衡程度 关系到听闻的 纯真度 指标为 63 8000 的覆盖范围内各频率的声压级差小于等于 10dB 6 早期反射声和声能比 明晰度 早期反射声作用 提高直达声的强度和亲切感 侧向反 射声可以增强空间感 7 允许噪声级 对语言和音乐的听闻有很大的掩蔽作用 特别是低频噪声 不同音乐建筑 对噪声的要求不一样 标准较高 音乐厅 歌剧院和音乐录音棚 其次 音乐演奏厅为主 的多功能大厅 稍低 排练厅 琴房 音乐教室 一般允许噪声级 25dB 8 没有音质缺陷 音质缺陷与声扩散 均匀声场是对立关系 影响声学设计指标实现的因素影响声学设计指标实现的因素 音质的主观评价音质的主观评价 清晰度 丰满度 亲切感 平衡感 环绕感 响度 13 声学建筑的厅堂平面体型设计 剖面设计 混响时间选择 各类音质缺陷的 避免 平面体型设计 1 充分利用声源直达声 直达声直接影响声音的响度和清晰度 衰减 观众吸收 声源指向性 针对直达声传播特点 对以自然声演出的大厅 体型设计注意 大厅纵向长度 35m 楼层 1500座以上 宜一层悬挑 2500座 二层及以上 观众席 140度范围 地面升起 2 争取和控制早期反射声 时间间隔 50ms 音乐演出 可以为80ms 通过声线作图法 可以确定反射面的位置 角度和大小 也可以检验已有 反射面对声音的反射情