第4章室内音质设计课件.ppt

概述一、厅堂音质设计程序 厅堂音质设计是厅堂建筑的一个组成部分，作为一个专业，必须与建筑各专业协同工作，并从初步设计阶段就进入角色。厅堂音质设计指标、内容及专业关系，随建筑类别、演出方式、听音对象(人耳或传声器)不同，音质要求不同。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,厅堂音质设计程序和各专业间关系,用地选择,总平面设计,体型设计,声学设计,施工声学测试与调整,验收音质评价,缩尺模型,声学修正,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 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),某剧院总平面图,厅堂音质设计的步骤,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 竣工后应组织试演，并请观众、演员、声学专家及建筑工作者进行评价和现场测定，总结经验，提出竣工说明，必要时还需适当修改和调整，直到满意为止。,4.2 室内音质评价标准一、音质主观评价标准1、响度 人们听到声音的大小。足够响度是室内具有良好音质的基本条件。与响度相对应的物理指标是声压级。2、丰满度音乐丰满度 指人们对声音发出后“余音”的感觉。室外，声音感觉“干瘪”，不丰满。与丰满度相对应的物理指标是混响时间。3、色度感音色 声源音色保持和美化。保持音色不失真。美化声源，如“温暖”、“明亮”。相对应的物理指标主要是混响时间频率特性及早期衰减的频率特性。,音质主观评价量,合适的语言响度级6070方；音乐稍高,4、空间感 指室内环境给人的空间感觉，包括方向感、距离感（亲切感）、围绕感等。空间感与反射声的强度、时间分布、空间分布有密切关系。5、清晰度 语言清晰度 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。,音质主观评价量,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 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。,客观指标,3、反射声时间序列分布 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。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。,客观指标,直达声后50ms内到达声能与50ms后声能比值,近次反射声很重要,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：50ms以外的反射声一般被认为是混响声，对声音延续；而50ms以外的强反射声会产生回声，与直达声相比听起来是两个声音。混响声与回声和反射声的关系：混响声与回声均为反射声，混响声为有益的反射声，回声为有害的反射声。,混响声与回声,直达声、近次反射声（早期反射声）、混响声或回声。,4、反射声空间分布 来自前方的近次反射声能够增加亲切感，来自侧向的反射声能够增加环绕感。听者左右两耳接收的侧向反射声有较大差别，形成了人们对声源的空间印象使用两耳互相关函数IACC来表示空间围绕感。IACC越小，表明房间反射造成的双耳到达信号相关性越小，空间围绕感越强。,三、音质设计步骤音质设计应遵循以下几个步骤：1）防止外部噪声及振动传入室内，使室内的背景噪声足够低。注意避免室内外噪声的影响2）使室内各处都有足够响度，并保证声场分布尽可能均匀。充分利用直达声以保证合适响度3）听众各点应安排足够的近次反射声。合理分布近次反射声,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,核心内容,4.2 房间容积的确定 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。人所能发出的自然声能是很有限的，声功率较弱。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。,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,合适的语言响度级6070方；音乐稍高,以自然声为主的厅堂体积的推荐值,实用建筑声学P118表5-2,（二）合适的混响时间 混响时间计算公式 人吸声量占房间吸声量很大一部分。如剧院观众厅，观众吸声量占总吸声量的1/21/3。故建筑方案设计中，通过控制容积V与观众数n比值，一定程度上能控制混响时间。每座容积来控制厅堂容积。如果选择适当，就可在不用或少用额外吸声处理的情况下得到适宜混响时间。,引入每座容积,每座容积V/n：大厅容积V与观众数n比值。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,每座容积建议值,实用建筑声学P118表5-3,【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,例题,精品课件！,精品课件！,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；每座容积建议值。,