《室内音质设计》PPT课件

不同用途的厅堂 的混响时间与每座 容积关系较大。
声学设计手册
用途 音乐厅
推荐每座容积 （m3)
8~10
歌剧院
6~8
多功能厅、礼堂
5~6
演讲厅、教室
3~5
电影院
4
用途 音乐厅 歌剧院 多功能剧场、礼堂 讲演厅、大教室 电影院
推荐每座容积（m3) 7~12 6~8 5~7 3~5 4~5
每座容积建议值
1、平面设计： 基本平面形状 （2）扇形平面 特点：前区具有相当大部分座位，缺乏来自侧墙的一次反 射声，来自后墙的反射声则很多，且弧形后墙易形成声聚焦； 但可使大部分座位靠近舞台布置。多用于剧场、会场（表演性）
的厅堂。 改进：利用顶棚给多数观众席提供一次反射声；侧墙可以 做成折线形，以调整侧向反射声方向；后墙宜扩散或吸声处理
4）使房间具有与使用要求相适应的混响时间。 ——正确控制混响时间及其频率特性
5）防止出现回声、多重回声、声聚焦、声影区、声染色 等音质缺陷。 ——注意避免和消除声缺陷，与体型设计有关
四、音质设计的内容
1、大厅容积的确定 2、厅堂体型设计 3、混响时间的设计 4、扩声系统的设计
第二节 大厅容积的确定 厅堂声学设计的首要任务是根据用途和音质要求确
以消除声聚焦。
（3）六边形平面 第一次反射声易沿墙反射，厅中部缺乏一次反射声。
厅堂音质设计程序和各专 业间关系
缩尺模型
二、厅堂音质设计步骤 1、选址、总平面设计——用地选择——噪声、振动
为保证室内背景噪声处于较低水平，厅堂地址的选 择至关重要。
厅堂地址选择要充分考虑日益增长的交通噪声，有 时还应考虑航空噪声的影响，避免附近有较大的噪声 源。——厅堂位置应远离铁路线、地铁及主要交通干线、 高噪声工厂。 2、确定音质设计标准
混响时间RT与室内丰满度、清晰度有很大关系。RT越 长，越感丰满，但清晰度越差；RT越短，越感“干 ”，但 清晰度提高。
RT频率特性与音色有一定关系。RT低频适当增长，声 音有温暖感；RT高频适当增长，声音有明亮感。
3、反射声时间序列分布
近次反射声很 重要
人们最先听到的是直达声，之后是来自各个界面的反射 声。一般，直达声后50ms内到达的声音称近次反射声——对 加强直达声响度、提高清晰度、维护声源方向起到很大作用。
小
1、缩短直达声传播的距离
于
35 直达声的强度随传播距离而衰减——确定厅堂平米面形
状时，不要把听众席拉得太长。——控制纵向长度
如—个矩形平面的厅堂，不如一个容纳同样人数的扇 形大厅，扇形大厅能使观众更接近声源；
当一层平面的听众延伸得太远时，可将部分听众设置 在二层或三层楼座，以保持较小的直达声传播距离。
（一）充分利用直达声，以保证直达声到达每个观众。
直达声对响度和清晰度有最重要的作用，应尽可能地 从体型设计上考虑充分地利用直达声。
对厅堂音质设计而言，体型设计首先应使直达声不受 遮挡，能到达每一位观众。要考虑到声源的指向性，大厅不 宜过宽，特别是大厅的前部不宜过宽。大厅地面应有足够升 起，以避免过度掠射吸收及观众的相互遮挡。一般能满足视 线要求也就能满足声学要求。
厅堂可用几何声学法进行体型设计。几何声学法考虑声反射， 忽略声音波动性（声绕射）。将大大简化分析工作且很大程 度上符合实际。
1、体形的确定方法：几何声学法(声线法，又称虚声 源法)
目前厅堂音质设计初期最常用的方法一般将声源配 置在演员主要表演区——距大幕线2～ 3m，离舞台面 1.6m。把听众席区域AB和在台口处顶棚起始点P按建筑设 计要求确定（P点按便于获得早期反射声来确定）就可求 出从台口开始的一次反射面的倾斜角度，以使反射声分 布于整个AB区域。
色的完美，厅堂的平面形状应当适应声源的指向性。使听
众席不超出声源的前方140°夹角的范围。——长的平面
比扁宽的平面有利。
平面形状
观众席设楼座和地面起坡
（二）争取与控制好近次反射声，以保证近次反射声的分布。
近次反射声又称前次反射声或早期反射声，指直达声后 50ms内到达的反射声。——对于增加直达声的响度和提高清 晰度都有重要作用。
几何作图（2）
几何作图（3）
二、体型设计的原则
当大致地确定了大厅的有效容积后，将进行大厅体 型设计——音质设计的重要方面，对确保大厅音质具有 决定性的作用。
大厅体型设计主要包括直达声、近次反射声的控制 和利用；声扩散和防止音质缺陷等。
设计中常会遇到许多建筑功能与艺术处理上的矛盾。 因此，必须掌握确保音质的基本准则，结合建筑设计各 专业的要求灵活而又细致地加以贯彻。
1500座以 上设楼座
2、避免直达声被遮挡和被听众掠射吸收
直达声被厅堂的柱子、栏杆、前排听众所遮挡、高中 频声能会损失很多，应当避免。
但如果听众席地面起坡太小，直达声从声源掠过听众 的头顶到达后部听众，声能将被大量吸收。因此前后排座 位升起应不小于100mm。——起坡
3、适应声源的指向性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
声源所发的高频声指向性很强，为了保证清晰度和音
例题
【例题】：设计一座可容纳1200观众的多功能厅堂，应如何 选择较为合适的容积？
根据多功能厅每座容积的推荐值：4.5～ 5.5m3/座 可得：V=1200× （4.5～ 5.5）
=（5300～ 6600）m3
小结：室内音质设计（1） 重点：主观评价量和客观评价量； 难点：厅堂音质设计中厅堂体积确定；每座容积建议
如果厅堂容积很大而又不注意充分利用，则随着与声源距 离增加，直达声将有较大衰减，而早期反射声补强作用有 限。
合适的语言响度级60~70方；音乐稍 高
以自然声为主的厅堂体积的推荐值
用途
教
室
最大容积（m3) 500
讲演 2000~3000
话剧 6000
独唱、独奏 大型交响乐
12000
25000
（二）合适的混响时间 混响时间计算公式
——音质设计程序基本相同。
建筑师应根据预定音质指标，按设计程序组织各专业
协调工作，并将声学要求与厅堂体型、内装修、陈设、通
风和照明等密切地配合起来。——声学处理不是作为一种追 加设施，而是融合于建筑整体艺术设计中，使成为有机结合
体。
建筑师的作用
用地选择 总平面设计 体型设计
声学设计 声学修正
施工声学测试与调整 验收音质评价
值。
第五章 室内音质设计
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
室内音质评价标准 大厅容积的确定 体型设计 混响时间设计 电声系统设计
第三节 体型设计 ——直接关系到直达声分布；反射声空间和时间分布；
是否有声缺陷。 ——体型设计是厅堂音质设计的重要内容之一。
一、体型设计的方法 ——几何声学法（声线法）又称虚声源法。 由于大厅堂尺寸远远大于波长，主要考虑声反射，故大
定厅堂有效容积。 建筑设计任务书内通常只提供厅堂规模(容量)、建
筑面积和造价。 从声学设计角度，确定厅堂有效容积，一般应根据
保证有足够响度与合适混响时间两方面确定。
一、决定因素 （一）保证厅内有足够的响度。
400万人同时大声讲话产生 功率相当于一只40W灯泡
的电功率
人所能发出的自然声能是很有限的，声功率较弱。
根据用户的使用要求，确定音质设计标准，主要包 括确定声音响度、混响时间及室内允许的噪声级等。
某剧院总平面图
某剧院的总平面布置及单体 建筑设计，力求避免噪声影响 大厅的听闻。
(S为噪声源)
二、厅堂音质设计步骤 3、进行音质设计
包括体型设计、混响时间设计、吸声材料与吸声结构 的选择与布置、防噪措施与扩声系统设计等。 4、测定、调整与评价鉴定——重要步骤
对语言，提出清晰度D（definition) 概念；对于音 乐，提出明晰度C(Clarity)的概念。
直达声后50ms内到达声 能与50ms后声能比值
直达声后 80ms内
50ms以外的反射声一般被认为混响声。 混响声越多、越强，丰满度、环绕感好，但清晰度差；50ms 以外的强反射声会产生回声。近次反射声和混响声中间不能 脱节，否则，虽混响时间较长但丰满度不够。 混响声与回声的区别：
指语言用房间中，声音是否听得清楚。清晰度与混响时 间有直接关系，还与声音的空间的反射情况及衰减的频率特性 等综合因素有关。 6、无声缺陷
如回声、颤动回声、声聚焦、声影区、声染色等音质缺 陷。
7、低的背景噪声干扰。
二、 客观指标
1、声压级 房间中某处声压级反映——响度。声源功率一定时，
增大声压级需获得更多反射声。 2、混响时间RT及频率特性曲线
几何作图（1）
首先，自S和A分别引直线经过P，求SP和AP延长线夹角 的等分线，该等分线向右的延长部分即为所求的顶棚倾斜 面。在AP延长线上，量SP等长，得到虚声源S’，连接S’B 与已求出之分角线交于Q， PQ即为所需长度。
为使大厅后部座席有更多的一次反射声，如同图中CB 区域，可由Q继续用同法作图，连CQ线并延长，求出CQ延长 线与SQ夹角的等分线，进一步找到虚声源S”，连S”B与等 分线交于R，则QR即为可使声音反射到CB区域的反射面。
争取较多的早期反射声并使其均匀分布，是厅堂体型设 计中的重要内容。
体型设计应争取和控制早期反射声，可利用几何声学作 图法，可检验大厅反射声分布及延迟时间，或进行大厅反射 面设计。（顶棚剖面和侧墙反射面设计）
S3
S2 S1
C1
A1 A2 B1
B2
C2
S
Q1
Q2
A
Q3 B
D C
几何作图法
1、平面设计：基本平面形状 （1）矩形（窄长形平面） 当规模不大时，由于平面较窄，侧墙一次反射声能较均匀 地分布于大部分观众席。 当规模较大时，侧向反射不利，可利用台口（前部侧墙） 进行改进（倾斜）八字形使之成为钟形平面。