1、建筑声学3.4 室内音质设计室内音质设计室内音质设计是建筑声学设计的室内音质设计是建筑声学设计的一项重要组成部分。在以听闻功能为一项重要组成部分。在以听闻功能为主或有声学要求的建筑中，如音乐厅、主或有声学要求的建筑中，如音乐厅、剧场、电影院、会议厅、报告厅、多剧场、电影院、会议厅、报告厅、多功能厅、审判厅、大教室、体育馆以功能厅、审判厅、大教室、体育馆以及录音室、演播室等建筑，其音质设及录音室、演播室等建筑，其音质设计的好坏往往是评价建筑设计优劣的计的好坏往往是评价建筑设计优劣的决定性因素之一。室内最终是否具有决定性因素之一。室内最终是否具有良好的音质，不仅取决于声源本身和良好的音质，不仅取决
2、于声源本身和电声系统的性能，而且取决于室内良电声系统的性能，而且取决于室内良好的建筑声学环境。而室内良好的建好的建筑声学环境。而室内良好的建声环境评价有主观评价标准及客观评声环境评价有主观评价标准及客观评价标准来两种评价方式。价标准来两种评价方式。第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准主观评价标准人们对不同声信号（语音或音乐）的主观要求有所差异，人们对不同声信号（语音或音乐）的主观要求有所差异，这些要求则统称为音质（或主观）评价标准。对于一个兼这些要求则统称为音质（或主观）评价标准。对于一个兼做语言和音乐使用的厅堂，其主观评价标准一般可归纳为做语言和音乐使用的厅堂，其主观评价标准一般可归纳
3、为以下四个方面。以下四个方面。1 1无声缺陷无声缺陷 声缺陷是指一些干扰正常听闻使原声音失真的现象，如声缺陷是指一些干扰正常听闻使原声音失真的现象，如回声（颤动回声）、声聚焦、声影、过大的噪声等，厅堂回声（颤动回声）、声聚焦、声影、过大的噪声等，厅堂常见的声缺陷如图所示。常见的声缺陷如图所示。第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准主观评价标准第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准主观评价标准 2 2合适的响度合适的响度 响度是人感受到的声音的大小。音质的好坏首先要有足响度是人感受到的声音的大小。音质的好坏首先要有足够的响度，让听众能听得见。对于自然声演奏的观演建筑够的响度，让听众能听得
4、见。对于自然声演奏的观演建筑来说，足够的响度是最基本的要求。来说，足够的响度是最基本的要求。对于对于语言声语言声，要求其，要求其响度级为响度级为6070phon；对于；对于音乐声，响度要求的变化范围音乐声，响度要求的变化范围一般在响度级一般在响度级5085phon，有时还会更大，有时还会更大。3 3较高的清晰度和明晰度较高的清晰度和明晰度 语言声要求具有一定的清晰度，而音乐声则需达到期望语言声要求具有一定的清晰度，而音乐声则需达到期望的明晰度。的明晰度。音乐的明晰度具有两方面的含意：一是能够清楚地辨别音乐的明晰度具有两方面的含意：一是能够清楚地辨别出每一种声源的音色，二是能够听清每个音符，对于
5、节奏出每一种声源的音色，二是能够听清每个音符，对于节奏较快的音乐也能感到其旋律分明。较快的音乐也能感到其旋律分明。第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准主观评价标准可懂度：可懂度：听者对语言的理解和听懂程度听者对语言的理解和听懂程度，习惯上当语言单位间有，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。上下文联系时，用可懂度；上下文无联系时用清晰度。清晰度：清晰度：听者对语言听者对语言听得清楚的程度听得清楚的程度。清晰度与混响时间和响度。清晰度与混响时间和响度有直接关系，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
6、合因素有关。合因素有关。第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准清晰度与可懂度间关系第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准清晰度的客观描述清晰度的客观描述直达声后直达声后50ms内到达的声音能量与总声能之比值。内到达的声音能量与总声能之比值。主观评价标准第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准明晰度：明晰度：一是指听者一是指听者能清楚辨别音乐每种声源的音色；能清楚辨别音乐每种声源的音色；二是指听者二是指听者能听清音乐的每个音符。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。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主观评价标准 4 4优美的音质优美的音质 对于音乐声来
7、说，除了听得见、听得清这些基本要求外对于音乐声来说，除了听得见、听得清这些基本要求外，室内音质设计还需要给听众提供听得舒服的环境。因此，室内音质设计还需要给听众提供听得舒服的环境。因此，为了让室内声音具有优美的音质，还需要注意以下两方，为了让室内声音具有优美的音质，还需要注意以下两方面：面：（1 1）足够的丰满度。）足够的丰满度。这一要求主要是对音乐声，对于语言则为次要的。丰满度的含意有：声音饱满、圆润，音色浑厚、温暖，余音悠扬、有弹性。总之，它可以定义为声源在室内发声与在露天发声相比较，在音质上的提高程度。（2 2）良好的空间感。）良好的空间感。是指室内声场给听者提供的一种声音在室内的空间传
8、播感觉。其中包括听者对声源方向的判断（方向感），距声源远近的判断（距离感又可称为亲切感）和对属于室内声场的空间感觉（环绕感、围绕感）。第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准客观技术指标 1 1声压级及声场不均匀度声压级及声场不均匀度 声压级是表达音量大小直接的客观指标。各个频率的声声压级是表达音量大小直接的客观指标。各个频率的声压级与该频率声音的响度相对应，一般语言和音乐都有较压级与该频率声音的响度相对应，一般语言和音乐都有较宽的频带范围，声音的响度级大体上与经过宽的频带范围，声音的响度级大体上与经过A A特性计权的特性计权的dBdB（A A）声级相对应。）声级相对应。无论是在自然声或电声
9、演出的厅堂中，除了具有足够的无论是在自然声或电声演出的厅堂中，除了具有足够的声压级外，还应具有良好的声场均匀度，即在厅堂内各处声压级外，还应具有良好的声场均匀度，即在厅堂内各处声压级的差别应在允许的范围内，避免出现声压级的差别应在允许的范围内，避免出现“死角死角”或或“声聚焦声聚焦”。在声场均匀的无楼座厅堂中，其声场不均匀度。在声场均匀的无楼座厅堂中，其声场不均匀度6dB6dB。第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准客观技术指标 2 2、混响时间及频率特性、混响时间及频率特性 混响时间的长短，频率特性是否平直，是衡量厅堂音质混响时间的长短，频率特性是否平直，是衡量厅堂音质的最基本、重要的参
10、数，也是设计阶段准确控制的指标。的最基本、重要的参数，也是设计阶段准确控制的指标。作用：直接对清晰度、丰满度、明亮度的等影响，混响时间作用：直接对清晰度、丰满度、明亮度的等影响，混响时间 适当，可保证各声部间平衡。适当，可保证各声部间平衡。评价：评价：1254000Hz61254000Hz6个倍频带。以个倍频带。以500Hz500Hz为代表，大量的经主为代表，大量的经主 观评价认定为音质良好的观众厅，进行混响时间测定观评价认定为音质良好的观众厅，进行混响时间测定 所得到的统计平均值作为标准。所得到的统计平均值作为标准。3 3、反射声反射声的时间分布的时间分布 早期反射声：在房间内，可与直达声共
11、同产生所需音质效早期反射声：在房间内，可与直达声共同产生所需音质效果的各反射声果的各反射声 (50ms(50ms内所到达的反射声内所到达的反射声)。第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准语言厅语言厅:0.80.81.11.1秒；秒；音乐厅音乐厅:稍长些，与体稍长些，与体积有关。积有关。第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准客观技术指标 1 1）对响度的影响）对响度的影响 50ms50ms以内的反射声起到加强直达声的作用，其数量越多，响度增大以内的反射声起到加强直达声的作用，其数量越多，响度增大越明显。越明显。2 2）对清晰度的影响）对清晰度的影响 声学比越大，语言清晰度越高。声学比越大
12、，语言清晰度越高。混响长的厅堂，提高声学比。混响长的厅堂，提高声学比。3 3）对丰满度的影响）对丰满度的影响 缺乏早期反射声，使直达声与混响声脱节，感觉声音断续、飘浮，缺乏早期反射声，使直达声与混响声脱节，感觉声音断续、飘浮，声音干涩。声音干涩。使低频使低频RTRT较中频较中频RTRT长，保证长，保证30ms30ms内早期反射声的数量，可增加声音内早期反射声的数量，可增加声音的丰满度和温暖感。的丰满度和温暖感。4 4）对亲切感的影响）对亲切感的影响 20ms20ms左右的早期反射声的多少决定了亲切感。左右的早期反射声的多少决定了亲切感。第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准客观技术指标 4
13、 4、方向性扩散（反射声的空间分布）、方向性扩散（反射声的空间分布）厅堂中指定位置各方向反射声的强度与数量。厅堂中指定位置各方向反射声的强度与数量。5 5、背景噪声背景噪声 A A声级或是声级或是NRNR数。数。第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准第3.4章 室内音质设计 室内音质评价标准国家大剧院 音质设计必须是声学工程师、建筑师、业主密切合作、音质设计必须是声学工程师、建筑师、业主密切合作、相互协调。一个音质良好的大厅一定是集体合作的结晶。相互协调。一个音质良好的大厅一定是集体合作的结晶。主要包括以下方面：主要包括以下方面：1 1）选址、建筑总图设计和各房间的合理配置，目的是防止）选
14、址、建筑总图设计和各房间的合理配置，目的是防止外界噪声和附属房间对主要听音房间的噪声干扰。外界噪声和附属房间对主要听音房间的噪声干扰。2 2）在满足使用要求的前提下，确定经济合理的房间容积和）在满足使用要求的前提下，确定经济合理的房间容积和每座容积。每座容积。3 3）通过体形设计，充分利用有效声能，使反射声在时间和）通过体形设计，充分利用有效声能，使反射声在时间和空间上合理分布，并防止声学缺陷。空间上合理分布，并防止声学缺陷。4 4）根据使用要求，确定合适的混响时间及频率特性，计算）根据使用要求，确定合适的混响时间及频率特性，计算大厅吸声量，选择吸声材料与结构。大厅吸声量，选择吸声材料与结构。
15、第3.4章 室内音质设计 室内音质设计内容第3.4章 室内音质设计 室内音质设计内容 5 5）根据房间情况及声源声功率大小计算室内声压级大小）根据房间情况及声源声功率大小计算室内声压级大小，并决定是否采用电声系统。，并决定是否采用电声系统。6 6）确定室内允许噪声标准，计算室内背景声压级，确定）确定室内允许噪声标准，计算室内背景声压级，确定采用哪些噪声控制措施。采用哪些噪声控制措施。7 7）在大厅主体结构完工之后，室内声学装修中，进行声）在大厅主体结构完工之后，室内声学装修中，进行声学测试，如有问题进行设计调整。学测试，如有问题进行设计调整。8 8）工程完成后进行音质测量和评价。）工程完成后进
16、行音质测量和评价。9 9）对于重要的厅堂，必要时应用计算机仿真及缩尺模型）对于重要的厅堂，必要时应用计算机仿真及缩尺模型技术配合进行音质设计。技术配合进行音质设计。10)10)对有扩声系统的厅堂，尚必须配合电声工程师进行扩对有扩声系统的厅堂，尚必须配合电声工程师进行扩声设计。声设计。第3.4章 室内音质设计 室内音质设计内容音质设计的音质设计的步骤和方法步骤和方法第3.4章 室内音质设计 室内音质设计内容 确定容积 目的：满足使用要求，造价合理 方法：综合建筑、结构、声学、照明通风,造价施工等因素 总图布置、房间组合 目的：防止外界噪声和附属房间对主要听音室的影响和噪声干扰.方法：布局合理，现
17、场测定噪声.体型设计 目的：充分利用有效声能、避免音质缺陷 方法：几何声学作用或模型实验 噪声控制 目的：保证室内达到噪声允许标准。方法：计算和试验隔声措施、设备噪声控制 混响时间选择和控制 目的：达到合适的混响时间。方法：计算布置吸声材料、模型试验 声场计算 目的：响度达到合适,声 能 分 布 均匀。方法：计算或模型试验 扩声系统设计 目的：有足够的响度和清晰度。方法：计算设计 施工中的测试和调整 目的：检查音质设计指标 方法：现场测量、采取措施 音质鉴定 目的：指标是否达到要求 方法：客观指标测量，主观评价 声源在围蔽空间里辐射的声波，将依所在空间的形状、尺声源在围蔽空间里辐射的声波，将依
18、所在空间的形状、尺度、围护结构的材料、构造和分布情况而被传播、反射和度、围护结构的材料、构造和分布情况而被传播、反射和吸收。吸收。下图说明声波在室内空间传播可能出现的各种现象下图说明声波在室内空间传播可能出现的各种现象第3.4章 室内音质设计 3.4.1围蔽空间里的声学现象综述 依图中的箭头所示，可知包括依图中的箭头所示，可知包括（1 1）随传播距离增加导致）随传播距离增加导致的声能衰减；（的声能衰减；（2 2）听众对直达声能的反射和吸收；（）听众对直达声能的反射和吸收；（3 3）房间界面对直达声的反射和吸收；（房间界面对直达声的反射和吸收；（4 4）来自界面相交凹）来自界面相交凹角的反射声；
19、（角的反射声；（5 5）室内装修材料表面的散射；（）室内装修材料表面的散射；（6 6）界面）界面边缘的声衍射；（边缘的声衍射；（7 7）障板背后的声影区；（）障板背后的声影区；（8 8）界面的前）界面的前次反射声；（次反射声；（9 9）地板的共振；（）地板的共振；（1010）平面界面之间对声）平面界面之间对声波的反射及产生的驻波和混响；（波的反射及产生的驻波和混响；（1111）声波的透射）声波的透射 依有音质要求的围蔽空间，可以粗略地归纳为三类依有音质要求的围蔽空间，可以粗略地归纳为三类 供语言通信用供语言通信用 供音乐演奏用供音乐演奏用 多用途厅堂多用途厅堂第3.4章 室内音质设计 3.4.
20、1围蔽空间里的声学现象综述 设计中应当考虑声音的响度与清晰程度设计中应当考虑声音的响度与清晰程度 影响语言声功率的因素包括：听众与讲演者的距离，听众与影响语言声功率的因素包括：听众与讲演者的距离，听众与讲演者（声源）方向性的关系，听众对直达声的吸收，反射面讲演者（声源）方向性的关系，听众对直达声的吸收，反射面对声音的加强，扩声系统对声音的加强以及声影的影响对声音的加强，扩声系统对声音的加强以及声影的影响 对听闻清晰程度起作用的主要因素包括：延时的反射声（其对听闻清晰程度起作用的主要因素包括：延时的反射声（其中因延迟时间和强度不同可分为回声、近似回声和混响声），中因延迟时间和强度不同可分为回声、
21、近似回声和混响声），由于扬声器的设置使声源由于扬声器的设置使声源“移位移位”，环境噪声以及侵扰噪声等，环境噪声以及侵扰噪声等第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计考虑听者与声源的距离选取较经济的席位宽度选取较经济的席位宽度 讲演厅、大教室4m3/每座（推荐值）选取较经济的席位排距选取较经济的席位排距在符合疏散安全要求的前提下，经济地设置厅堂的走道在符合疏散安全要求的前提下，经济地设置厅堂的走道 过道尽量布置在偏座处，一般不大于1m宽选择听众区域的最佳分布形状选择听众区域的最佳分布形状设置挑台设置挑台第3.4章
22、 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计考虑声源的方向性 第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计考虑声源的方向性 长距离的自然衰减长距离的自然衰减 -6dB/-6dB/倍距离倍距离 为了使所有听众能有最佳的为了使所有听众能有最佳的听闻条件，则全部的坐席应听闻条件，则全部的坐席应当布置在等值线范围内，或当布置在等值线范围内，或接近于等值线接近于等值线 考虑到听众的视线要求，短考虑到听众的视线要求，短而宽布置；夹角而宽布置；夹角125125，极，极限限140140。第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计考虑听众对直达声的吸收 遮挡和掠射吸
23、收遮挡和掠射吸收 （30m30m有有1020dB1020dB的衰减）的衰减）避免被遮挡和掠射吸收；地避免被遮挡和掠射吸收；地面应有一定的坡度。面应有一定的坡度。挑台地面的升起高度，宜尽挑台地面的升起高度，宜尽可能大些，并且对挑台的出可能大些，并且对挑台的出挑深度加以限制挑深度加以限制 第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计设置有效的反射面 反射板最好装于（或悬挂在）大反射板最好装于（或悬挂在）大厅的顶棚下厅的顶棚下 在满足建筑装修的同时，反射板在满足建筑装修的同时，反射板的位置应尽可能低些的位置应尽可能低些 根据需要加强大厅后部听众区域根据需要加强大厅后部听众区域听音的
24、要求，确定反射板的位置听音的要求，确定反射板的位置和倾斜角度和倾斜角度 反射板应有足够的宽度反射板应有足够的宽度 反射板应当是平面或接近于平面，反射板应当是平面或接近于平面，对于所有频率的声音，反射板的对于所有频率的声音，反射板的吸声系数都应该很小吸声系数都应该很小 第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计设置有效的反射面 第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计选用扩声系统 扩声系统主要用于以下情况：扩声系统主要用于以下情况：厅堂很大，听众太多，需要提高口语声声压级和减弱室内、外背厅堂很大，听众太多，需要提高口语声声压级和减弱室内、外背景噪声的干扰
25、景噪声的干扰 电影院的放声系统电影院的放声系统 用人工混响，补充大厅混响时间不足，以满足听觉要求和得到若用人工混响，补充大厅混响时间不足，以满足听觉要求和得到若干其他的声音效果干其他的声音效果 在厅堂供安装助听器和某些会议的同声传译之用在厅堂供安装助听器和某些会议的同声传译之用 对扩声系统的基本要求是：适当的频率响应范围，足够对扩声系统的基本要求是：适当的频率响应范围，足够功率输出而不失真功率输出而不失真 第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计选用扩声系统 对扩声系统的基本要求是：适当的频率响应范围，足够对扩声系统的基本要求是：适当的频率响应范围，足够功率输出而不失真功
26、率输出而不失真 第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计避免出现声影区、回声 声影声影a.a.出现部位：楼座挑台下方。出现部位：楼座挑台下方。b.b.产生条件：挑台过深。产生条件：挑台过深。c.c.危害：堂座后区反射声被遮危害：堂座后区反射声被遮挡，响度不够，音质较差。挡，响度不够，音质较差。.措施：取合适的楼座挑台高措施：取合适的楼座挑台高度与深度比厅内充分扩散声能度与深度比厅内充分扩散声能 第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计挑台进深与开口处理实例第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计避免出现声影区、回声 回声回声 a
27、 a 产生部位：后墙相接的顶棚产生部位：后墙相接的顶棚 二次反射二次反射 后墙后墙 一次反射一次反射 楼座栏板楼座栏板 二次反射二次反射b b 危害：危害：干扰听闻、破坏音质干扰听闻、破坏音质 第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计避免出现声影区、回声 回声回声 c c措施措施 设计中可参考以下的处理比例：设计中可参考以下的处理比例：平面：平面：50%50%作吸声处理或者作吸声处理或者50%50%作凸面体作凸面体 凹曲面：凹曲面：90%90%作吸声处理或者作吸声处理或者70%70%作凸面体作凸面体 凸面体：凸面体：50%50%作吸声处理或者作吸声处理或者30%30%作凸
28、面体作凸面体 回声分析方式回声分析方式 将时差转换声程差进行判断将时差转换声程差进行判断50ms17m 30ms10.2m 20ms6.8m50ms17m 30ms10.2m 20ms6.8mSSR1R2D检验回声：检验回声：R1+R2-D17mR1+R2-D17mA1SA1=SA1SA1=SA1第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计避免出现声影区、回声 第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计选择合适的混响时间 第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计选择合适的混响时间 最佳混响时间最佳混响时间 1 1）定义：根据大量的、经
29、主观评价认为是音质良好的观）定义：根据大量的、经主观评价认为是音质良好的观众厅进行众厅进行RTRT测定，所得到的测定，所得到的500Hz500Hz的的RTRT的统计值。的统计值。2 2）特点：不同使用功能，不同体积，最佳）特点：不同使用功能，不同体积，最佳RTRT不同。不同。3 3）确定方法：）确定方法：功能功能+容积容积=最佳最佳RTRT（500Hz500Hz）4 4）实际偏差：）实际偏差：允许偏差允许偏差0.1sec0.1sec或控制在或控制在10%10%。第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计各类用途厅堂的推荐最佳混响时间a音乐厅；b歌剧院；c讲演厅、大教室；d电
30、影院第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计选择合适的混响时间 第3.4章 室内音质设计 3.4.2供语言通信用的厅堂音质设计排除噪声干扰 背景噪声，是指伴随围蔽空间使用所发出的噪声，而不背景噪声，是指伴随围蔽空间使用所发出的噪声，而不是那些与空间基本用途无关的噪声是那些与空间基本用途无关的噪声 侵扰噪声，是指由外界透过建筑围护结构传入室内的噪侵扰噪声，是指由外界透过建筑围护结构传入室内的噪声，不仅会掩蔽语言声，甚至使语言的清晰程度人为地声，不仅会掩蔽语言声，甚至使语言的清晰程度人为地降低降低 第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计欣赏音乐的主观要
31、求和客观评价量 主观感受要求主观感受要求 明晰度明晰度 空间感空间感 适当的响度适当的响度 听闻的亲切感听闻的亲切感 温暖感温暖感 客观评价量客观评价量 早期衰减时间早期衰减时间 明晰度明晰度 围蔽感围蔽感 总声压级总声压级 第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 音乐厅的体形和容积音乐厅的体形和容积:大音乐厅问题（80ms）早期反射设计早期反射设计:多采用矩形平面 挑台设计挑台设计：挑台进深和高度的关系 演奏台（舞台）设计演奏台（舞台）设计:音乐罩、反射 第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面
32、 容积容积 在建筑方案设计初期首先应根据建筑功能和所容在建筑方案设计初期首先应根据建筑功能和所容纳的人数来确定厅堂的容积值。厅堂容积的大小不仅纳的人数来确定厅堂的容积值。厅堂容积的大小不仅影响到音质效果，而且也直接影响到建筑的艺术造型、影响到音质效果，而且也直接影响到建筑的艺术造型、结构体系、空调设备和经济造价等方面。因此，厅堂结构体系、空调设备和经济造价等方面。因此，厅堂容积的确定必须加以综合考虑。容积的确定必须加以综合考虑。第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 容积容积 1 1）响度）响度:体积大，声源不变的情体积大，声源不变的情况下，声
33、能密度况下，声能密度D D小，则小，则 L Lp p较小。较小。以电声为主（保证响度）以电声为主（保证响度）体积不受限制体积不受限制 以自然声为主以自然声为主 体积受限制体积受限制厅堂内景1 1、决定因素、决定因素第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 容积容积 1 1、决定因素、决定因素 2 2）混响时间）混响时间 RTRT与与V V成正比，与成正比，与A A成反比。厅堂中，观众吸声量占所需总吸声量的成反比。厅堂中，观众吸声量占所需总吸声量的1/22/31/22/3，故观众吸声量起很大的作用。，故观众吸声量起很大的作用。控制好厅堂的容积控制好
34、厅堂的容积V V与观众人数的比例，就在相当程度上保证或控制与观众人数的比例，就在相当程度上保证或控制了了RTRT。600.163ln 1VTS 第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 容积容积 对已判定为音质良好的厅堂大量统计分析所得到的结果。对已判定为音质良好的厅堂大量统计分析所得到的结果。2 2、每座容积、每座容积米兰阿拉斯卡拉歌剧院歌剧院歌剧院6 68 m8 m3 3/每座，每座，音乐厅音乐厅8 810m10m3 3/每座，每座，音乐厅示意第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 容积容积
35、3 3、确定确定V V方法方法 功能功能选每座容积选每座容积 容量容量观众数量观众数量第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 体形设计体形设计 厅堂的体形设计直接关系到直达声的分布、反厅堂的体形设计直接关系到直达声的分布、反射声的空间和时间构成以及是否有声缺陷，是音质设射声的空间和时间构成以及是否有声缺陷，是音质设计中较为重要的环节。厅堂的体形设计包括合理选择计中较为重要的环节。厅堂的体形设计包括合理选择大厅平、剖面的形式、尺寸和比例以及各部分表面大厅平、剖面的形式、尺寸和比例以及各部分表面（如顶棚、墙面）的具体尺寸、倾角和形式等一系列（如顶棚
36、、墙面）的具体尺寸、倾角和形式等一系列内容。因此合理的体形设计是获得良好室内音质的重内容。因此合理的体形设计是获得良好室内音质的重要前提。要前提。第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 体形设计体形设计 a a 控制大厅尺寸比例控制大厅尺寸比例 避免过长。使观众席位尽可能靠近声源，一般剧场避免过长。使观众席位尽可能靠近声源，一般剧场长度长度 30m30m，最大，最大36m36m，音乐厅，音乐厅45m,45m,b.b.地面应有一定的坡度。地面应有一定的坡度。因为人耳与眼基本同高度，故按视线要求进行设计因为人耳与眼基本同高度，故按视线要求进行设计即
37、可大致满足不被遮挡和掠即可大致满足不被遮挡和掠射吸收。射吸收。通常错位排列。通常错位排列。厅堂地面起坡第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 早期反射设计早期反射设计A A 早期反射声的形成早期反射声的形成形成部位形成部位 顶棚顶棚 侧墙侧墙顶棚和侧墙第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 早期反射设计早期反射设计（1 1）前部）前部顶棚顶棚（台口附近）（台口附近）顶棚顶棚可向厅内绝大多数地方提可向厅内绝大多数地方提供一次反射，故其高度与倾角十供一次反射，故其高度与倾角十分重要分重要原则：原则：
38、一次反射均匀的分布在一次反射均匀的分布在大部分观众席。大部分观众席。B.B.顶棚形状顶棚形状剖面设计剖面设计顶棚反射剧院剖面第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 早期反射设计早期反射设计过高顶棚可在舞台前悬吊反射板。过高顶棚可在舞台前悬吊反射板。舞台反射面第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 早期反射设计早期反射设计原则：向观众席及侧墙扩散声能。原则：向观众席及侧墙扩散声能。形式：如折板式、锯齿式、扩散体式。形式：如折板式、锯齿式、扩散体式。(2(2）后部）后部顶棚顶棚厅堂后部顶棚第3.4章
39、 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 早期反射设计早期反射设计C.C.侧墙处理侧墙处理平面形式平面形式 1 1）基本平面分类）基本平面分类 矩形、扇形、马蹄形矩形、扇形、马蹄形 演变：钟形、六角形演变：钟形、六角形侧墙反射示意第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 早期反射设计早期反射设计侧墙反射身线设计示意第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 早期反射设计早期反射设计2 2）平面形状的选择。）平面形状的选择。原则：原则：前次反射声的多少，声场前次反射
40、声的多少，声场分布均匀，特殊形状应作处理。分布均匀，特殊形状应作处理。a a 一般以钟形、矩形平面较多。一般以钟形、矩形平面较多。b b 扇形平面，墙面与中轴夹角扇形平面，墙面与中轴夹角881010。c c 弧形墙面须做扩散或吸声处理。弧形墙面须做扩散或吸声处理。一个简单几何形平面，若不做特殊一个简单几何形平面，若不做特殊处理，视线最好的中前区将会缺乏一处理，视线最好的中前区将会缺乏一次侧向反射声。次侧向反射声。第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 早期反早期反 射设计射设计侧墙处理示意 挑台设计挑台设计 （见3.4.2供语言通信用的厅堂音质
41、设计：避免避免出现声影区）舞台设计舞台设计第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 舞台反射罩第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 扩散设计扩散设计 三种方式达到声扩散的目三种方式达到声扩散的目的的厅堂声扩散处理 1 1）将厅堂内表面处理）将厅堂内表面处理成不规则形状和设扩散体。成不规则形状和设扩散体。2 2）体形设计中采用不）体形设计中采用不规则平、剖面处理。规则平、剖面处理。3)3)吸声材料均匀布置吸声材料均匀布置第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑
42、的基本方面 扩散设计扩散设计 1 1）将厅堂内表面处理成不规则形状和设扩散体。）将厅堂内表面处理成不规则形状和设扩散体。墙面声扩散处理厅堂声扩散处理第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 扩散设计扩散设计 2 2）体形设计中采用不规则平、剖面处理。）体形设计中采用不规则平、剖面处理。厅堂声扩散处理第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计音乐厅设计应考虑的基本方面 扩散设计扩散设计 3)3)吸声材料均匀布置吸声材料均匀布置厅堂吸声扩散处理第3.4章 室内音质设计 3.4.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计声学模型（实体模型）声学模
43、型依据的基本等式是：声学模型依据的基本等式是：声速声速=距离距离/时间时间=频率频率波长波长 1/101/10或或1/201/20的缩尺模型可以看出墙体、顶棚的不规则细的缩尺模型可以看出墙体、顶棚的不规则细部构造，便于改变挑台栏板，以及增高反射板、扩散体，部构造，便于改变挑台栏板，以及增高反射板、扩散体，吸声材料吸声材料 听众及其散射吸收特性的精细声模拟都可以实现听众及其散射吸收特性的精细声模拟都可以实现 第3.4章 室内音质设计 3.4.4多用途厅堂音质设计在建筑声学设计中可以考虑采用以下措施 可变的大厅容积可变的大厅容积 （多用途剧场、礼堂56m3/每座）可改变的声吸收可改变的声吸收 可改
44、变的反射、扩散及吸声体可改变的反射、扩散及吸声体 设置与大厅在声学上耦合的混响室设置与大厅在声学上耦合的混响室 利用电声设备的各种音质控制系统进行调节利用电声设备的各种音质控制系统进行调节 第3.4章 室内音质设计 3.4.4多用途厅堂音质设计可变的大厅容积 设计可移动的墙板，既改变大厅地面面积和听众席的数设计可移动的墙板，既改变大厅地面面积和听众席的数量，也可对混响时间有所调整量，也可对混响时间有所调整 设计一部分可以开、闭的墙面或调节高度的顶棚，都可设计一部分可以开、闭的墙面或调节高度的顶棚，都可以改变大厅的容积以改变大厅的容积 从音质要求考虑，采用显著改变大厅容积的方法最为合从音质要求考
45、虑，采用显著改变大厅容积的方法最为合理，但是花费较大理，但是花费较大 因为需要解决复杂的建筑结构、构造问题，还需特别注因为需要解决复杂的建筑结构、构造问题，还需特别注意使用中的安全意使用中的安全 第3.4章 室内音质设计 3.4.4多用途厅堂音质设计可改变的声吸收 在某些情况下帘幕可以消除来自特定界面的延时过长的在某些情况下帘幕可以消除来自特定界面的延时过长的反射声反射声 为了使混响时间有明显改变，往往需要有较大的可调吸为了使混响时间有明显改变，往往需要有较大的可调吸声面积声面积 可改变的声吸收（即增加的吸声量），会使仅仅是自然可改变的声吸收（即增加的吸声量），会使仅仅是自然声的口语声和音乐的
46、声压级有所降低，也会使早期反射声的口语声和音乐的声压级有所降低，也会使早期反射声能有所减弱声能有所减弱 第3.4章 室内音质设计 3.4.4多用途厅堂音质设计可改变的反射、扩散及吸声体 在顶棚和墙面上使用可以转动的三棱形在顶棚和墙面上使用可以转动的三棱形柱体柱体 每个棱形柱体的三个面分别是吸声面每个棱形柱体的三个面分别是吸声面（其中（其中1/21/2控制低频声吸收，控制低频声吸收，1/21/2控制高控制高频声吸收），镜面反射面和扩散反射面频声吸收），镜面反射面和扩散反射面 每三个棱柱体为一组，依使用要求，用每三个棱柱体为一组，依使用要求，用遥控的方法，控制各不同表面的组合安遥控的方法，控制各不
47、同表面的组合安排排 第3.4章 室内音质设计 3.4.4多用途厅堂音质设计设置与大厅在声学上耦合的混响室 此种方法虽然能调节混响时间，但听众有时会明显感觉此种方法虽然能调节混响时间，但听众有时会明显感觉出混响是来自大厅空间以外出混响是来自大厅空间以外 第3.4章 室内音质设计 3.4.5大型厅堂音质设计工程实例中国国家大剧院 内部概貌内部概貌国家大剧院内有四个剧场，中间为国家大剧院内有四个剧场，中间为歌剧院歌剧院、东侧为、东侧为音乐厅音乐厅、西侧为、西侧为戏戏剧场剧场，南门西侧是，南门西侧是小剧场小剧场，四个剧场既完全独立又可通过空中走廊相，四个剧场既完全独立又可通过空中走廊相互连通。另外其内
48、部还有许多与剧院相配套的设施。互连通。另外其内部还有许多与剧院相配套的设施。第3.4章 室内音质设计 3.4.5大型厅堂音质设计工程实例中国国家大剧院 国家大剧院的声学设计，在与建筑及装修设计的整合中，国家大剧院的声学设计，在与建筑及装修设计的整合中，探讨了建筑技术的创新和有效应用探讨了建筑技术的创新和有效应用 国家大剧院的歌剧院、戏剧院以及音乐厅均依各自的使用国家大剧院的歌剧院、戏剧院以及音乐厅均依各自的使用要求设置了扩声系统，共同的技术特点是要求设置了扩声系统，共同的技术特点是 多声道扩声系统多声道扩声系统 在不改变设备连接等硬件系统的情况下，可依具体使用要求，视线在不改变设备连接等硬件系
49、统的情况下，可依具体使用要求，视线多种多种“声场声场”设置设置 全数字化的扩声系统与模拟扩声系统结合全数字化的扩声系统与模拟扩声系统结合 设置的扩声用各种接口，方便演出活动设置的扩声用各种接口，方便演出活动 多轨重放和多轨录音，便于现场效果的制作多轨重放和多轨录音，便于现场效果的制作第3.4章 室内音质设计 3.4.5大型厅堂音质设计工程实例中国国家大剧院 歌剧院是国家大剧院内最宏伟的建筑，以华丽辉煌的金色为主色调。主要供大型歌剧、舞剧演出使用。歌剧院在墙面上安装了弧形的金属网，声音可以透过去，而金属网后面的墙是多边形，这样就形成了视觉的弧形和听觉空间的多边形，做到了建筑声学和剧场美学的完美结
50、合，使得混响时间达到了1.6秒的极佳效果。歌剧院设有6个单人化妆套间，6个单、双人化妆间，18个中化妆间，2个乐队指挥休息套间，6个乐队用大化妆间，8间练习琴房。歌剧院观众厅设有池座一层和楼座三层，共有观众席2416个,每座容积约7.8m3。第3.4章 室内音质设计 3.4.5大型厅堂音质设计工程实例中国国家大剧院 国家大剧院音乐厅洁白肃穆，色调风格宁静、清新而高雅，位于歌剧院东侧，以演出大型交响乐、民族乐为主，兼顾其它形式的音乐演出。音乐厅的天花板被打造成一件精美的抽象艺术品，形状不规则的白色浮雕像一片起伏的沙丘，又似海浪冲刷的海滩，有利于声音的扩散。为了达到声效的完美，在顶棚的下面还悬挂了
