视听室与教室音质音质主观评价

视听室与教室音质音质主观评价
实验指导书(2011年下学期)
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一、实验目的
认知音乐厅室内的传声质量,了解音乐厅从音质上保证建筑物符合使用要求所采取的设计手段。

二、实验原理及方法
1.方法:耳听目看,心理感受,比较评价
2.厅堂音质主要是人的主观感受,尽管这种感受受到民族、地域、文化、风格、时代、爱好、情绪、行为等因素的影响,但还是有一些规律性。

音质的主观评价,一般可以从4个方面来进行即质的、量的和空间的因素以及避免一些明显的声缺陷。

(一)数量方面
室内音质的主观评价在量的因素方面主要表现为响度、丰满度、清晰度、声场均
匀度和适当的混响时间等。

1.合适的响度(教室分)(实验室分)(武音分)
声音过弱,听不清楚,信噪比太小,甚至达不到情绪的唤醒水平。

一般认为室内声级至少应高于环境噪声lOdB如果环境噪声为40~45dB,则室内声级应高于50~55dB。

声音过强振耳欲聋,使人烦躁,实际上成为一种噪声。

一般室内乐的最大响度级应小于80方;交响乐的响度级应小于90方。

2.声场均匀度(教室分)(实验室分) (武音分)
厅堂音质应面向全体观众,因此,厅堂内的声级不应有过强或过弱的地方,例如,声聚焦和声影的存在。

声场均匀度用室内声级的最大值与最小值的差值来表示。

电影院内声场均匀度应小于8dB,演播室应小于5dB。

在声学设计中,应注意使全体观众处于混响场内,并避免声影、声聚焦等缺陷。

3．较高清晰度(Articulation) (教室分)(实验室分)(武音分)
音节清晰度是指听众能够正确听到的音节数在测定用的全部音节数中所占的百分比。

测量音节清晰度时,通常采用中国科学院专用的测试字表,采用广播员的口音,正常的讲话速度及随机的听众,进行统计分析后得出结果。

对于汉语来说,音节清晰度在75%以上,语言的可懂度在90%以上,听众才可能满意;低于75%,听众很不满意。

听音乐时,则要求听清楚乐器的音色和演奏的音符,才能感受到乐曲的旋律和和声,融
于演奏的精神世界。

4.混响时间(教室 分)(实验室 分)(武音 分)
近代赛宾(W.C.Sabine)将室内达到稳态后,把声源停止发声到声能衰减60dB 所需的时间定义为混响时间,并发现它和室内容积成正比和室内吸声量成反比的规律。

一般,混响时间短些,音节清晰度好些;混响时间长些,音乐的丰满度好些;高频混响时间长些,声音显得明亮激昂;低频混响时间长些,声音显得温暖浑厚。

5.动态范围(教室 分)(实验室 分)(武音 分)
厅堂的音域表现。

观众应能听清楚演员的轻声细语,又能听清演员的大声疾呼,对于室内的扩声系统也有同样的要求,声音轻时,清晰明了;声音高时,不失真,不产生啸叫声。

这就要求扩声系统具备优良的频响特性。

(二)质量方面
厅堂音质在质量方面的要求主要针对的是音乐和戏剧方面。

丰满度是指声源在室内发声比在室外发声在音质上提高的程度,它主要包括余音悠扬、坚实饱满和音色浑厚3个方面。

1.余音悠扬(教室 分)(实验室 分)(武音 分)
又称活跃感,它的反面是干涩沉寂。

它与房间常数a
sa
R -=
1击关系密,切式 中,S 是房间表面积,α是室内的平均吸声系数。

R 小些,活跃感强些;R 大些,活跃感 差些。

2.坚实饱满(教室 分)(实验室 分)(武音 分)
又称亲切感,它的反面是单薄枯燥。

它与室内前次反射声的强度、数量和延迟时间关系密切。

直达声到达听众后,延迟20~30ms 后紧接着有数量较多、比直达声稍弱的若干前次反射声陆续到达听众,则会使听众感到声音非常亲切,感情距离较短。

3.音色浑厚(教室 分)(实验室 分)(武音 分)
又称温暖感(Warmth),它的反面是虚弱无力。

它与厅堂的低音响应和低频混响时间 关系密切。

低音响应强些,声音的温暖感强些,反之,则弱些。

4.平衡感(Balance) (教室 分)(实验室 分)(武音 分)
它的反面是不平衡,不均衡。

平衡与均衡是美感的原则之一今音质的平衡感主要有声 音成分之间的均衡,包括高频声、中频声和低频声;乐队各声部之间的平衡,包括器乐和声乐、弦乐和打击乐;到达听众的声音从方向上和时间上的均衡;以及乐曲内容上的有主有次,烘云托月的层次感等。

5.融合感(教室 分)(实验室 分)(武音 分)
它的反面是不协调。

融合与协调是指统一和谐及音乐与感情间的包容,例如和声就是两个或两个以上的声音,它们的基频形成简单的整数比的情况,像三和弦和七和弦那样。

乐队各部分之间有融合问题,演唱者与伴奏者也有融合问题。

在剧场或音乐厅内,听众座位太近,比如说坐在舞台上,或第一排太靠近舞台,对音乐的感受就缺乏一种整体上的融合感。

(三)空间方面
为什么室内的音质要优于室外,许多人认为这是房间特有的性能。

但是,房内如果正面反射声太强,也会产生不良效果,因此应该对声能的空间分布情况进行必要的分析。

1.空间感(教室分)(实验室分) (武音分)
厅堂的音质应当给听众一个空间的感受,例如,他能够判断声源的方向和声源的远近,即具有方向感和距离感。

他可以听得出小提琴在哪里,大提琴在哪里,整个乐队的声音有一定的层次和体量,从而有一种立体的感受,一种宽广和宏大的感觉。

2.环绕感(教室分)(实验室分)(武音分)
为什么室内收听收音机和在音乐厅及高保真电声系统不同,后者有一种立体声的
感觉,这与音乐对听众的环绕作用分不开。

听众应当沉浸在音乐的氛围之中,正面
的声音要有,而且应当比较强;上下左右及身后的声音也要有,而且应当较轻较弱。

强到什么程度,弱到什么程度,如果能用反向的指向性系数表示会一目了然,然而,
目前尚缺乏这样量化的研究。

3. 临场感(Sensation of Presence) (教室分)(实验室分)(武音分)
或称身历感,即有一种亲临其境的感受。

既然有高级音响播放立体声或身历声,又有高清晰度的电视,为什么听众还要到现场去听音乐会呢?除了观众间的相互感染、暗示与情感交流的需要,一个重要方面恐怕还是听众在厅堂里有一种临场感,他们与
乐队指挥、歌唱家和演奏者之间有种心灵的交流,其媒介就是音乐。

于是,就真正亲临其境,而不仅仅只满足这种“感觉“而己。

4.视听方位感一致(教室分)(实验室分)(武音分)
由于哈斯效应,人们总是以先听到的声音来判断声源的方位;同时,李开等人的实
验证明量较强的声级也有这种效果。

在厅堂内,如果扩音器传给观众的声音不但比直达声先到2而且很强,则观众虽看着演员在唱,可听到的声源方位却是扩音器所在的方位,这就使人感到迷惘。

为此,扩声系统中应安装延时器使扩声器的声音滞后直达声20~35ms后到达听众,这样使视与听的方位感一致。

另外,电影院的最大长度不应超过35m,一方面35m以上则人们只能看到人的口唇而对细致的表情分辨不清;另
一方面,声音传播35m 需要0.1s 以上的时间,即演员闭嘴后,观众才听到声音,使视与听不能同步。

5.房间感(教室 分)(实验室 分)(武音 分)
一般认为房间感就是混响感与环境感之和。

此外,还有采用空旷感、立体感、侧向早期反射声效应、视在声源宽度、方向性扩散或扩散度、立体声效应、空间印象等20多种说法来描述厅堂音质的空间因素。

为此,厅堂常常布置足够多、足够大的扩散体,或采用非对称型的体型。

产生良好的音质效果。

现代音乐厅采用反射罩、顶棚和两侧墙的扩散体、反射面以提供足量的、较早的、趋渐衰减的前次反射声和足够长的混响声。

也可以采用电声系统,例如通过安装环绕音喇叭,安装电子混响器、调音台等手段提高厅堂音质的质量。

(四)避免明显的声缺陷
1.回声和颤动回声(教室 分)(实验室 分)(武音 分)
回声是由于滞后直达声50ms 或声程差17m 以上,且声级足够强的反射声或其它声音所形成。

颤动回声则是一连串的回声。

在厅堂里,则是一种声缺陷。

回声通常出现在乐池、舞台和池座前区。

这主要是因为后墙、挑台栏杆、高天花极和宽侧墙面的反射声所形成。

改进方法有,后墙面强吸声处理;挑台栏杆向上微翘以作扩散处理或吸声处理;天花板不能过高,如音乐厅应在12m 以下;两侧墙不能太宽,如音乐厅最好在20m 以内;以及天花板和侧墙面的前部采用扩散处理,后部采用吸声处理等手法。

在直达声后,延迟35~50ms 的反射声,如果密度和强度合适,它能够将前次反射声和混响声有机地联系起来,产生圆润、连续的感觉,对声音的温暖感、活跃感也有帮助。

可是,它过强时则形成损害,这是被称为长延迟反射声的一种声缺陷。

2.声聚焦和声影(教室 分)(实验室 分)(武音 分) 这是声场不均匀的两种极端情况。

声聚焦多由室内凹曲面所形成,使某处的听众感到声音太响太吵,轻者有种轰轰然的感觉。

巴黎地铁站常采用椭圆形截面,并使椭圆的两个焦点正好位于铁道两侧的站台上,这样,隔着铁道的两位朋友可以很容易地交谈。

为避免厅堂内的声聚焦,慎用或不用凹面,或者使它的曲率半径R 远大于厅堂的高
度H,如R>4H;或者使其远小于厅堂高度,如R<4H
R ,或者采用吸声和扩散处理。

声影则出现在柱后或长挑台下,大吊灯下也常缺乏足够的反射声。

由于结构技术的发展,柱后声影在现代的厅堂中极少出现,而噪声控制中用隔声屏障有意地形成声影。

对于一般剧场,挑台长度应小于挑台下开口高度的两倍;对于音乐厅,挑台长度约等于挑台下开口高度;这样,也能避免声影,并注意在挑台下设计反射板以使听众获得足够的反射声。

3.声失真(SoundDistortion) (教室 分)(实验室 分)(武音 分)
厅堂音质就是指该房间对传输声音的质量,应保证原有音色的特点,即具备高保真(High-Fidelity)性能。

常见的声失真有3种情况:一种是室内吸声材料对不同频率声音的吸收过于不均匀或过多吸收而使演奏音乐的音色发生改变;另一种是室内发生了共振频率的重迭现象,而赋予演奏音乐外加的音色;第三种是过强的反射声与直达声相叠加使声音频谱和波型发生变化,从而原有声音的音色失真。

声失真也是一种染色现象。

严格地说,任何厅堂都会对演奏的音色进行染色,只是当这种过程有利于演奏与欣赏时,我们称之为厅堂的音质优良,反之则认为声失真。

钢琴家和歌唱家都经过多年苦练,他们对自己的琴声和歌声太熟悉了因此应避免房间的声失真现象。

4.沿边反射(教室分)(实验室分)(武音分)
这是室内声音沿着墙壁反射而没有达到观众席的情况。

北京天坛的回音壁就是典型的沿边反射的例子。

显然,这种情况出现在厅堂里则是一种灾难。

圆形或扇形平面的剧场如果不采取有效的扩散声场的措施,就容易出现声音沿边反射的声缺陷。

5.耦合空间(教室分)(实验室分)(武音分)
这是两室或两个空间虽相通但混响时间不同,出现交换声能时的情况。

剧场大厅内有池区,挑台上下空间和舞台上方空间,还有侧厅、楼梯井、门洞等,如果各部分混响时间差别太大,则相互影响。

同时,调音室最好与大厅相连并且使它的混响时间与大厅的一致。

但是,同声翻译室由于混响时间很短,因而最好与剧场大厅
分开。

6.噪声干扰(教室分)(实验室分)(武音分)
厅堂音质应避免内外噪声的干扰。

外部噪声如载重汽车、喧哗的人流形成的高强噪声,还有工厂等形成的振动,都会影响厅堂的音质和观众的情绪,因此,厅堂设计应采取认真选址、平面布局、足够的墙厚、过廊和声锁等措施,使厅堂内的噪声低于相应的房间允许噪声评价指数N。

内部噪声,指观众噪声、座椅响声、空调机声、电影放映设备声、舞台机械声等。

对于普通的剧场,在舞台大幕开关时,剧场第一排的噪声级应低于48dk舞台机械运行时,舞台大幕线内lm处噪声级应低于60dB。

观众噪声通常为40~50dBA。

观众听得清楚时,常为剧情所吸引,噪声会相应降低;反之,噪声升高,从而使听闯条件进一步恶化。

观众噪声级较高时不仅会掩蔽演奏与演唱的音乐,使演员们气馁,而且是使扩声系统发生啸叫的原因之一。

厅堂音质的主观评价除了影响因素多、模糊性强、评价指标分散、个性差异很大等,其评价的方法也有许多问题。

通常的评价方法是,厅堂建成之后,组织若干场演出,发出大量的音质调查表,
由演员和观众填写,然后统计分析,得出一般性结论。

其实,影响音质评价的因素至少有演出的内容和风格,扩声系统的质量和安排,观众的欣赏水平和理解程度,以及厅堂的传声质量等;鉴于学生首次进行厅堂音质评价以及时间、经济条件的限制,实验内容如五所示。

四、实验时间及地点
时间: 年月
地点:武汉大学城市设计学院建筑与音乐实验室、11教教室
五、实验要求及实验报告要求
（一）填空回答问题
分析选址问题，建筑环境问题，绘制建筑外部空间平面图
大厅容积的确定
1）确定容积1保证足够的响度2、保证合适的混响时间
2）每座容积及层高音乐用8~10m³语言用3.5~4.5m³多功能5~6m³
体型设计
1、如何充分利用直达声
1）音乐厅和教室分析：音乐厅和大型教室将地面从前向后依次升高，小型教师通常设置讲台，抬高声源2）地面的坡度、视线分析：根据防止前面的观众挡住后面观众的视线原则，设立坡度，但在满足视线要求的情况下很难满足声能不被遮挡，因为声波的波长比广播大得多，声音的传播要求波真面有足够的宽度范围，因此地面升高的标准应取比视线所要求的更高一些为好。

2 争取和控制好早期反射声
1）早期反射声的天花及侧墙分析：顶棚：来自顶棚的反射声在传播的过程中不受观众席的掠射吸声，效果最优，必须充分利用。

一般大厅侧墙都是崔值得，如果不做处理，它能提供给观众的一次反射声较少，如果对侧墙稍作处理，可大幅度提高侧墙的一次反射能力。

2）厅堂首排座位与声源的距离
3）天花高度尺度________小于13m__________________ 厅堂宽度尺度______小于26m____________________
B 天花形状
1）前部天花分析：天花可向厅内绝大多数地方提供一次反射，
故其高度与倾角十分重要，一次反射均匀的分布在大部分观众席。

2）后部天花分析：向观众席及侧墙扩散声能。

形式：如折板式、锯齿式、扩散体式
C 侧墙处理
1）前部侧墙处理：
尽可能减小耳光孔的面积——减小声能消耗
耳光楼悬挑，高出舞台面2m以上，其侧面、底板下部墙面按一次反射面设计。

设跌落式包厢或挑台挑台栏板，底板按一次反射面设计
侧墙内设反射板在透气的侧墙装修内设置（悬挂）高反射的板（混凝土板、厚木板）
侧墙内倾扩大一次反射面，但其倾角<100
2）（包厢或挑台,挑台栏板，底板分析）侧墙反射板分析：
设跌落式包厢或挑台挑台栏板，底板按一次反射面设计
侧墙内设反射板在透气的侧墙装修内设置（悬挂）高反射的板（混凝土板、厚木板）
侧墙内倾扩大一次反射面，但其倾角<100
3、扩散设计
1）厅堂内表面处理成不规则形状和设扩散体分析：不规则形状和扩散体避免了对声音的定向反射，使声音反射到各个方向，形成散射，改善声环境
2）体型设计中的不规则处理(平、剖面) ：
4、消除声缺陷
1）回声：
舞台、乐池、观众席前部、台口前天花、楼座栏板、后墙：
处理分析_天花高度<13m或吸声扩散整楼座栏板倾角或吸声处理
后墙处理：吸声吸声系数>0.6的强吸声
倾角.调整向后部提供一次反射
扩散，不形成定向反射2）颤动回声：
平行墙面间回声处理问题：声源与接收点同在平行墙面间
墙面强反射
危害：干扰听闻，破坏音质
措施：相对墙面夹角>50。

墙面扩散，吸声处理
3）声聚焦
壳形天花前等位置弧形墙面处理分析：
危害：形成第二声源，严重干扰听闻
室内声场极不均匀
d 措施：避免使用弧形墙面
厅堂高度≧2R
弧形墙面上扩散吸声处理
4）声影
楼座挑台下方是否有挑台过深现象
危害：堂座后区反射声被遮挡，响度不够，
音质较差。

措施：取合适的楼座挑台高度与深度比
厅内充分扩散声能
5）声学缺陷的出现
是否建筑形体（平剖面）不当__________
是否室内特殊部位设计不当__________
是否混响时间过短__________
（二）回答下列问题
1）简单绘出音乐厅的平面图、剖面图?
2）回答以下问题。

演出靠自然声、还是靠电声传播给听众的? 3）音乐厅外墙使用什么材料和隔声结构和措施?
4) 教室、实验室和音乐厅规模大约为多少座?评价混响时间?
No 地点内容清晰度混响音场定
位
其它问题解决方法
1 教室高频音乐(钢琴) 中高频音(小提琴)
中频音(人声歌剧)
低频音乐(大提琴)
综合(交响乐)
2 实验
室
高频音乐(钢琴)
中高频音(小提
琴)
中频音(人声歌
剧)
低频音乐(大提
琴)
综合(交响乐)
3
音乐
厅
高频音乐(钢琴)
中高频音(小提
琴)
中频音(人声歌
剧)
低频音乐(大提
琴)
综合(交响乐) 4.结论与心得:。