随着社会的提高,政府机关、企事业单位、酒店等都要配备多功能厅和会议室,使人们对戏曲、歌舞、音乐、电影、会议的举行感到满意。
除了配备良好的音响设备外,还进行声学设计,提供良好的声学环境,多功能厅和会议厅才能有良好的听觉效果
为保证多功能厅和会议厅的声学环境,国家建设部、文化部于2001年2月颁布了建筑设计规范(JGJ57——2000),要求建筑声学设计应介入建筑、装饰设计全过程,并对观众厅的声学指标——混响时间T60作出如下划定:
观众厅混响时间设置
混响时间(S)
1.10~1.68 1.10~1.54
1.10~1.40
1.10~1.40
0.99~1.40
0.88~1.40
频率特性
125Hz
250Hz
500Hz
1000Hz
2000Hz 4000Hz
注意:观众厅容积为2000~10000M3
混响时间T60的计算公式:T60 = 0.161V /〔-Sln (1-α ) + 4mV 〕
室内均匀吸声系数:α =(∑S i α i+ ∑N j α j)/ S
式中:V —— 房间容积,M3;
S —— 室内总表面积,M2;
α —— 室内均匀吸声系数;
m —— 空气中声衰减系数(M-1);
S i —— 室内各部门的表面积,M2;
α i —— 与表面Si对应的吸声系数;
N j —— 人或物体的数目,M2;
α j —— 与Ni对应的吸声系数。
要使混响时间达到以上的要求,房间的容积和室内总表面积是难以调整的,那就要靠选用低频、中高频吸声系数均较高的吸声材料,使低频、中高频的混响时间达到要求。(会议厅主要是低频)并且,如材料的吸声系数较小则需要使用良多的材料,或选用吸声系数高的座椅,使工程总投资增加较多。而使 用钦艺吸声板,因为其低频、中频、高频的吸声系数都很高,不需要太多的数目,或可选用吸声系数较低的座椅,用较低的总投入达到良好的声学效果。
还需要注意一下:
合适的响度
对于以语声为主的厅堂,响度一般不低于60~65phon;对于有比较大的动态范围的厅堂,如音乐厅,响度一般不低于40~80 phon。为了保证正常和听音,干扰噪声的声压级应低于听要听的声音10dB以上。
为了达到合适的响度,应考虑以下几点。
①声源的能量。
②观众厅的容积与扩散。
③房间的体型。
④厅堂自然混响时间。
⑤背景噪声。
声能分布均匀
整个厅堂内各点声能分布均匀,即声场分布均匀,可保证各区域内听众听到的响度基本一致。声场均匀的厅堂中,最大声压级与最小声压级之差不超过6dB, 最大声压级(或最小声压级)与平均声压级之差不超过3dB。在音质设计时,采取下列措施可使声音得到充分扩散,声能分布也就比较均匀。
①体型设计的扩散处理。
②装置各种类型的扩散体。
③均匀布置吸声材料。
选择合适的混响时间
厅堂音质的好坏与混响时间关系很大。混响时间选择得合适,能提高语言清晰度和音色丰满度。
分利用近次反射声
近次反射声有助于加强直达声,特别是大厅内来自侧墙的反射声,对声音的空间感和洪亮感起重要作用。在大型厅堂中,可利用近次反射声使声场均匀。
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避免出现音质缺陷
厅堂的音质缺陷主要指回声、颤动回声、声聚焦、声染声及声阴影等声学现象。要设计合理的混响时间,避免出现音质缺陷。下面进一步说明这五种明显的音质缺陷。
(1)回声(echo)
指强度和时间差大到足引起听觉将它与直达声区分开来的反射声。从单一声源产生的一连串可分辨的回声则叫作多重回声,当室内两个界面之间距离大于一定数值,且吸声量不足时,在其中间声源发出的声音就可能产生多重回声。回声会影响听音注意力,影响声音的清晰度,破坏立体声聆听的声象定位效果,因此,回声是 应该防止的。
(2)颤动回声(flutter echo)
当声源在平行界面或一平面与一凹面之间发生反射、界面间距离大于一定数值时会出现颤动回声。发生颤动回声时,声音有连续的重叠声,并有颤抖的感觉。颤动回声会引起听力疲劳,使人感到厌烦。
(3)声聚焦(Sound focusing)
指凹面对声波形成集中反射,使反射声聚集于某个区域,造成声音在该区域特别响的现象。声聚焦造成声能过分集中,使声能汇聚点的声音嘈杂,而其他区域听音条件变差,扩大了声场不均匀度,严重影响听众的听音条件。中国建筑环境声学网
(4)声影区(Sound shadow area)
指由于障碍物或折射的原因,产生声音辐射不到的区域。在声影区内声压级很低,音量很轻。因此声影区的存在也是声压不均匀的原因。
(5)声染色(room coloration)
由于室内频率响应的变化,使原始声音被赋予外加的音色特点。容积小的听音室,本征频率在低频端分布不够密集连续,因此在低频段易产生“共振”的音染现象。共振现象产生的声染色效应,引起声音信号的失真,产生主观听感上的厌恶情绪,严重影响听音效果。
综上所述,前四种缺陷一般容易发生在大厅中,解决的方法是应用几何声学的有关规律予以消除,而第五种缺陷则多发生于小室,应从波动声学的角度加以考虑,消除音质缺陷。
避免厅堂音质缺陷的方法,主要是从厅堂的体形设计和吸声材料布置两方面入手,消除产生音质缺陷的条件。例如,为了消除回声,应在可能引起回声的部位布置强吸声材料,使反射声减弱经;另一种方法是调整反射面角度,将后墙与顶棚交接处作成比较大的倾角,将声音反射给后区观众,彻底消除回声,取得化害为利的 效果。为了消除声聚集现象,应尽量控制厅堂界的曲面弧度,采用凸形结构,并在弧面上布置合适的吸音材料。为了消除音质缺陷,可根据厅堂内声源的位置。采用几何作图法,用声线的分布找出各种声缺陷的条件和部位,再采取必要的措施进行抑制。