1、第六讲 室内音质设计,6.1 厅堂分类及其特性 6.2 室内音质设计要求 6.3 音质设计关注的指标 6.4 音质设计步骤和方法 6.5 室内音质评价与鉴定,6.1 厅堂分类及其特性,按 声 源 性 质 分,语言用厅堂,音乐用厅堂,多功能厅堂,教室、会议室、播音室、法庭等 特点：用于语言交流，响度变化范围小、清晰度要求高、混响时间较短。,专门用于音乐演出：音乐厅 特点：用于音乐欣赏，响度变化范围大、清晰度和丰满度要求高、混响时间较长。,电影院、歌剧院、礼堂、舞厅等 特点：特点间于语言用厅堂与音乐厅之间；有调节功能最好。,6.2 室内音质设计要求,（1）合适的响度 响度：指人们听到的声音的大小。
2、足够的响度是室内具有良好音质的基本条件，它与声压级和频率有关。 合适：对于语言用厅堂，不低于6065dB；对于音乐厅， 4080dB；干扰噪声的水平应低于所听音10dB。 影响因素：声源功率；厅堂体积；房间的体形和吸声状况；允许噪声级；扩声系统。,（2）声能分布均匀 指响度均匀，声压级差别不大。,录音室：13dB； 一般厅堂：3dB。 与厅堂体形、扩散、吸声处理有关。,（3）满意的清晰度、明晰度、丰满度和立体感,可懂度：听者对语言的理解和听懂程度，习惯上当语言单位间有上下文联系时，用可懂度；上下文无联系时用清晰度。 清晰度：听者对语言听得清楚的程度。清晰度与混响时间和响度有直接关系，还与声音的
3、空间的反射情况及衰减的频率特性等综合因素有关。,清晰度与可懂度间关系,清晰度与声压级关系,清晰度的客观描述,直达声后50ms内到达的声音能量与总声能之比值。,清晰度与噪声间关系,清晰度与混响时间之间关系,明晰度： 一是指听者能清楚辨别音乐每种声源的音色； 二是指听者能听清音乐的每个音符。 是指近次反射声能与总的声能之比。,清晰度与明晰度间关系,丰满度： 室外声音由于缺乏反射声使人感觉“干瘪”，不丰满。指相对于室外而言，室内声音音质的提高程度；或指人们对声音发出后“余音”的感觉。或称活跃(余音悠扬），或称亲切（坚实饱满）或称温暖（音色浑厚）。 影响丰满度的物理指标是混响时间。,立体感（空间感）：
4、 是指人们对声音的感受具有身临其境的效果，听视方向一致，真实。 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。,（4）合适的混响时间,语言厅: 0.81.1秒； 音乐厅: 稍长些，与体积有关。,（5）动态范围大： 听众能听清低声压级声音与高声压级声音。 （6）无任何声学缺陷： 声聚焦、颤动回声、回声、近似回声、声影等。,6.3 音质设计关注的指标,（1）声压级Lp： 房间中某处的声压级反映了该处的响度。在声源功率一定的情况下，更多的反射声可增大声压级。 （2）混响时间T60： T60与室内的混响感、丰满度、清晰度有很大关系。T60越长，越感丰满，
5、但清晰度越差；T60越短，清晰度提高，但声音“干涩 ”。,T60的频率特性与音色有一定关系。T60低频适当增长，声音有温暖感、震撼感；T60高频适当增长，声音有明亮感、清脆感。,（3）反射声时间序列分布： 清晰度D（difinition) 明晰度C(Clarity),（4）反射声时间序列分布： 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。一般讲，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。,6.4 音质设计的步骤和方法,第一步： 总图布置及房间组合,目的：主要从区域规划和单体设计上控制外界噪声。 方法： （1）利用噪声等值线 （2）利用过渡地带和
6、吵闹场所屏蔽噪声。 （3）将静室与闹室集中分开布置等。,总图布置例陕西汉中文化馆,第二步：确定厅堂容积,目的：保证厅内有足够的响度与合适的混响时间。 对于以自然声为主的厅堂，大厅的体积有一定限度。 （推荐值见下表） 以电声为主的可以不受限制。,方法：按每座容积确定。人的吸声量占房间吸声量1/32/3。不同用途的厅堂的混响时间与每座容积率关系较大。,第三步：厅堂体形设计,目的：（1）充分利用直达声与反射声 （2）避免声音缺陷 方法：从平面和剖面两方面考虑；利用声线分析法进行分析,关系到直达声、近次反射声、混响声在室内的分布情况，对音质有很大的影响，是声学设计的主要内容：平面、剖面形式、房间尺寸比
7、例、室内反射面（天花墙面）形式做法，反射板设计等。,（1）充分利用直达声的措施： 直接影响响度和清晰度；直达声有衰减，被听众吸收衰减更快。,A、控制厅堂长度 保证直达声到达每个观众，控制纵向长度：对于语言声30m；对于扩声系统可以放宽，但对于电影院即使用扩声40m（声像才同步）。,B、观众席尽量靠近声源布置 平面：采用扇形、六角形、马蹄形,剖面：观众厅人数1500人时，采用一层眺台；2500人时，二层或多层眺台。,典型平面形状 剖面形状分析,矩形： 容量较小，声能分布较均匀（侧墙反射）：座区前部反射声空白小；宽度大于30m，会在前区中部产生回声，而且边座偏离声源辐射主轴多。,钟形： 容量较小，
8、对减少反射距离很有效；后墙作成曲率半径较大曲面。结构简单，施工方便，空间规整，适于中小型。,扇形： 视角良好，视距较好，偏座较多。声音效果决定侧墙与轴线夹角，一般不应大于22.5，应在10左右。侧墙做成扩散体，后墙曲率半径要大，曲率中心在午台后。 倒扇形能为听众提供更多反射。,六角形： 偏座少，用于伸出式舞台的场合，如话剧院、会议厅等。 声场分布均匀，座区中心能接受更多反射声； 侧墙前短后长较好；视距近，视角好。,圆形： 声场分布不均，有沿边反射和声聚焦； 沿墙应做扩散处理； 视角偏，座位多，直达声程短。,卵形： 声场不均可能性大，沿墙应设扩散体，视角好，偏而远的座位少。 有利于声场扩散和均匀
9、，视线好。,15m：听不费力，可懂度100%， 1520m：听闻良好，95% 2025m：听闻满意，85% 30m：不用电声极限。,C、按可懂度等值线布置观众席： 可懂度等值线：可懂度相等的点连接而成的曲线。,对于移动的声源，用重合的部分。,对于扬声器也有方向性，且高频的方向性更强。,D、座位尽量布置在以声源为顶点的140角范围内。,E、足够的地面坡度升高： 减少声吸收，以视线要求即可，后排较前排升高，一般为12cm。 声线分析方法：以5为角引出。,F、经济地安排座位宽度、排距、过道。 过道尽量布置在偏座处，一般不大于1m宽。,（2）充分利用有益反射声的措施：,确定反射面的位置、角度、尺寸、材
10、料选择：,50ms内到达有益，允许声程差=50*0.34=17m。观众厅高度8.5m 房间宽度17m B、在靠近声源处布置反射面。 如利用午台与面光之间的天花，与耳光之间侧墙、声反射罩等，利用眺台天花花或后墙提供反射声。,A、控制厅堂高度与宽度,北京师范大学音乐厅,上海大剧院观众厅,反射面设计注意： 反射板的尺寸应大于声波波长； 材料选用密实坚硬，反射性能好的材料，如抹灰砖墙、混凝土板，厚度大于19mm的木板，大于16mm石膏板，大于30mm的抹灰吊顶等； 充分利用靠近声源的天花和墙面做反射面，处理好反射面与面光，耳光孔与扬声器之间关系，避免声能的逸散和被遮挡。,（3）进行声音扩散设计,扩散声
11、：能使声场分布均匀，使清晰度提高、声音柔和、创造亲切感。 声音遇到与声波相当的物体时，会产生扩散，一些欧洲古典音乐厅音质所以良好，除了房间形状比例有关外，还与室内许多装饰处理有关，如壁柱、雕刻、藻井式天花，大的吊顶等，可结合室内设计进行，如锯齿形，波浪形天花和墙面，内表面贴浮雕式的几何体，悬吊几何体，采用不规则的平面布局。,柏林室内音乐厅,上海大剧院观众厅,多伦多路易.汤姆森音乐厅交响乐演奏情景,舞台上方扩散处理,哈尔滨工人文化宫侧墙扩散处理,侧、后墙扩散处理,立柱扩散，凸体扩散,扩散体形状及设计,扩散体的尺寸计算,a扩散体宽度 b扩散体凸出部分 g扩散体间距,（4）混响时间控制和吸声材料布置
12、,A.确定500HZ最佳混响时间,B.确定其他频率下混响时间,C.确定最佳混响时间下的吸声量,D.实测混响时间确定已有吸声量,E.选择布置吸声材料料面积，确定吸声系数,G.计算满场与空场时混响时间与最佳值比较,F.根据吸声系数选择和布置吸声材料,避免吸声材料集中布置：与反射面、扩散体错开、均匀布置。 混响时间较短的厅堂，演播室和录音室需要布置较多吸声材料的。,(5)声学缺陷处理,A.回声与颤动回声处理,回声最易出现的地方是中前坐区,顶棚、后墙、眺台、侧墙反射。,颤动回声,B.声聚焦处理： 多出现于具有凹形的平割面大厅中。 改变弧面曲率，吸声或扩散处理。,C.声影处理： 主要出现在眺台下面，控制
13、开口比： 音乐厅：DH 歌剧院：D2H,6.5 室内音质评价与鉴定,语言声主观评价与鉴定,音乐声主观评价与鉴定,组成：一般包括拾声、扩声、重放。,扩声系统简介,作用：提高声源在听众席的声级，提高大型主席台后或两侧的声压级和清晰度; 配合戏剧、话剧歌剧、地方戏演出时音响效果；利用人工混响和频响均衡器,达到某种声学效果;向观众厅以外地区（如候演室、化妆室、灯控室人员）广播舞台演出实况;对观众厅、厅外和有关房间发布通知。 要求：频率响应范围宽：对语言300HZ8000HZ，对音乐3012000HZ；有足够的功率，动态范围宽，室内平均语言声压级应达79dB左右；不产生回声和反馈、啸叫。,布置形式安装：集中式、分散式、集中分散式。,各类厅堂的音质设计,音乐厅（音质要求最高）,剧院（以语言声，对白为主）,电影院（兼顾音乐与语言声）,多功能厅、礼堂,教室、讲堂,录音室、演播室,体育馆、体育场,
