厅堂建筑声学设计的标准及设计方法

厅堂建筑声学设设计的标准准及设计方方法厅堂建筑空间都都都比较大大，所所以在设设计上上尤其是是保证证其内部部声学学设计合合理到到位，吸吸音材材料以及及其他他的各种种声学学材料不不可缺缺少，所所以合合理的设设计及及材料设设备的的正确使使用才才能确保保其音音质效果果，只只有了解解厅堂堂上的声声学要要求和设设计方方法才能能保障障有效的的音质质设计。一、建筑声学设设设计的要要点一般而言，建筑筑筑声学设设计的的要点主主要包包括噪声声控制制和音质质设计计两大部部分。(一)噪声控制制通常音乐厅、剧剧剧场等厅厅堂都都要求很很低的的室内背背景噪噪声，因因此，这这些厅堂堂的选选址很重重要，应应尽可能能远离离户外的的噪声声与振动动源。另另外，还还要进进行场地地环境境噪声与与振动动调查、测测量量与仿真真预测测，目的的是为为进行厅厅堂建建筑围护护结构构的隔声声设计计提供依依据。保保证厅堂堂建成成后能达达到预预定的室室内噪噪声标准准。此此外，建建筑声声学设计计的另另一个重重要任任务就是是进行行室内音音质设设计。(二)音质设计计音质设计通常包包包括下述述工作作内容:1.确定厅堂体体型型及体量。2.确定音质设设计计指标及其其其优选值值。根根据厅堂堂的使使用功能能选择择混响时时间、明明晰度、强强度度指数、侧侧向向能量因因子、双双耳互相相关系系数等音音质评评价指标标，并并确定各各指标标的优选选值，是是音质设设计的的重要任任务。3.对乐池、乐乐台台、包厢、楼楼座及厅堂各各界面进行声声学设计。4.计算厅堂音音质质参量。当当当厅堂的的平、剖剖面及楼楼座、包包厢、乐乐池、乐乐台等设设计方方案拟定定以后后，就可可开始始计算厅厅堂音音质参量量。5.进行声学构构造造设计。厅厅厅堂音质质除了了受前述述建筑筑因素影影响之之外，还还与室室内装修修材料料与构造造密切切相关。声声学学装修构构造设设计通常常包括括各界面面材料料的选择择和绘绘制构造造设计计图，需需详细细规定材材料的的面密度度、表表观密度度、厚厚度、穿穿孔率率、孔径径、孔孔距、背背后空空气层厚厚度以以及龙骨骨的间间距等技技术参参数。6.声场计算机机仿仿真。对厅厅厅堂建筑筑进行行仔细的的声场场分析和和音质质参量计计算，有有赖于声声场三三维计算算机仿仿真。7.缩尺模型试试验验。对于重重重要的厅厅堂，除除了计算算机仿仿真外，通通常常还须建建立一一定缩尺尺比的的厅堂模模型，进进行缩尺尺模型型声学试试验。8.可听化主观观评评价。可听听听化技术术是通通过仿真真计算算。或者者通过过模型试试验测测量获得得双耳耳脉冲响响应，将将之与在在消声声室中录录制的的音乐或或语言言"干信号""卷积，输输出出已加入入厅堂堂影响的的声音音信号，供供受受试者预预先聆聆听建成成后的的厅堂音音质效效果。这这是近近年发展展起来来的建筑筑声学学领域一一项高高新技术术。9.建筑声学测测量量。建筑声声声学测量量包括括噪声与与振动动测量，围围护护构造隔隔声测测量，重重要材材料与构构造的的吸声量量测量量以及厅厅堂音音质参量量的测测量等。10.对电声系系系统设计计提供供咨询意意见。对对于需要要安装装电声系系统的的厅堂，建建筑筑声学专专家尚尚需与音音响工工程师配配合，对对电声系系统的的设备选选型、设设计与安安装提提供咨询询意见见。11.组织主观观观评价。对对于于重要厅厅堂，在在工程落落成后后，组织织专门门的演出出和主主观评价价，来来检验建建成后后厅堂的的音质质效果，是是建建筑声学学设计计最后一一个重重要环节节。二、声学设计的的的手段准确地预测房间间间的音质质效果果一直是是建筑筑声学研研究者者追求的的理想想。厅堂堂音质质模型测测定是是建筑声声学设设计的重重要手手段。随随着软软件技术术的发发展，使使用计计算机进进行声声场的模模拟研研究成为为现实实。近年年来，使使用基于于有限限元理论论的方方法模拟拟声音音的高阶阶波动动特性，在在低低频模拟拟上获获得了一一些进进展。厅堂中短延时反反反射声的的分布布，是决决定音音质的重重要因因素。在在缩尺尺模型中中，用用电火花花作为为脉冲声声源测测得的短短延时时反射声声分布布，与实实际大大厅的短短延时时反射声声分布布有良好好的对对应，对对在设设计阶段段确定定厅堂的的大小小、体型型等有有重要参参考意意义。混混响时时间是公公认的的一个可可定量量的音质质参数数，通过过模型型试验可可以预预测所要要兴建建厅堂的的混响响时间。声声场场不均匀匀度也也是一个个重要要的音质质参数数。模型试验的测量量量系统、测测量量方法和和结果果的表达达与实实际厅堂堂相同同，但需需要根根据厅堂堂模型型的缩尺尺比ss，在混响响时时间测量量和声声场不均均匀度度测量时时对测测量频率率作相相应改变变。不不同频率率的声声波，在在空气气介质中中传播播，特别别是高高频声波波，它它的由空空气吸吸收引起起的衰衰减在不不同温温、湿度度条件件下差别别很大大，对混混响时时间测量量结果果，需采采取对对空气吸吸收的的影响作作相应应的修正正，且且有足够够的精精度。对于短延时反射射射声分布布测量量，厅堂堂音质质模型的的缩尺尺比s一般采采用1/5或或1/10，也也有采用1//20的，但但因受试试验设设备和频频率过过高的限限制，精精度受到到一定定影响。对对混混响时间间的测测量，缩缩尺比比s为1/220时只能对对应实际际厅堂堂10000HHz或20000HHz以以下的频频率。推推荐缩尺尺比ss不小于1//10，对混混响时间间和声声场不均均匀度度的测量量可扩扩展至实实际厅厅堂中的40000HHz。短短延时反反射声声分布测测量的的精度也也较高高。模型的内表面形形形状，有有些起起伏尺寸寸比较较小，对对声波波的反射射和扩扩散没有有多大大影响，在在制制作模型型时可可适当简简化。但但必须保保留等等于或大大于实实际厅堂堂中声声波为20000Hz的波波长的起起伏，不不能省略略。因因为这些些部分分会对声声场的的不均匀匀度有有较大影影响。要要使厅堂堂音质质模型的的内表表面各个个部分分，包括括观众众席的吸吸声系系数在所所测量量的频率率范围围内与相相对应应的实际际厅堂堂内表面面各部部分及观观众席席的吸声声系数数完全相相符，实实际上有有很大大难度，因因此此允许有±110%的误差差。为了避免在模型型型中的背背景噪噪声过高高导至至动态范范围达达不到要要求而而影响精精度，厅厅堂音质质模型型的外壳壳必须须有足够够的隔隔声量。舞舞台台空间大大小、形形状及吸吸声状状况，对对观众众厅的短短延时时反射声声分布布、混响响时间间及声压压级分分布有很很大影影响。在在模型型试验时时，这这部分宜宜包括括在内。舞舞台台空间部部分的的吸声状状况也也应进行行相应应的模拟拟。短延时反射声分分分布测量量所用用的声源源信号号为电容容器放放电时产产生的的脉冲声声，适适于用做做模型型试验中中的脉脉冲声源源信号号。声源源中心心位置规规定为为一般演演出区区的中心心，高高度相当当于人人口的高高度。声声场不均均匀度度测量的的声源源位置与与高度度，与混混响时时间测量量相同同。短延延时反反射声分分布测测量常用用的方方法是将将接收收到的直直达声声和反射射声信信号经过过放大大，以时时间为为横轴在在示波波器上显显示，即即脉冲响响应声声图谱