小型听音室的声学设计

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从经济角度和可行性实用角度来看，为欣赏高保真音乐及影视节目，采用专业的建筑声学技术设计和建造昂贵的听音环境是不可行的。因此，小型听音室的声学设计应采用能达到一定的建筑声学指标、一定的视听环境要求，满足人们生理和心理的一定要求而造价不高的声学设计方法。

1 小型听音室的音质要求

小型听音室的音质是由声源的音色结构、电声系统的质量、室内的声学条件、聆听者的音乐修养及心理因素等相互作用的结果。根据环绕立体声或立体声音响效果，小型听音室的用途主要有3种：一是以欣赏音乐为主的小型音乐厅，可采用3/2方式的A环绕立体声系统，要求混响时间稍长；二是以看DVD 影碟或电影录像为主的小型影院，可采用5.1方式的AV环绕立体声系统，要求混响时间稍短，以保证电影的对白清晰；三是以看戏剧、杂技、球类比赛等为主的室内小运动场，可采用Cinema DSP环绕立体声系统，要求混响时间在0.35~0.5 s，根据需要还可采用人工混响技术提供各类不同的声环境感和空间感。

2 小型听音室的环境设计

小型听音室的环境设计可采用下述步骤。首先，选择合理的房间和位置，最好远离交通干道或繁华街道。其次，合理设计房间的容积、形状及长、宽、高的比例，最好满足黄金分割率，即房间的长、宽、高比例为1.618∶1∶0.618。良好的小型听音室容积建议设计在90~120m3，较大的容积可获得更好的音质。小型听音室允许混响时间为0.35~0.5s，要求在125~4000Hz频率范围内具有平直的或者低频平直、高频稍长的混响时间频率特性，并且不得有低频嗡嗡声、高频咝咝声或颤动回声等缺陷，使混响时间测量值和选取值的允许偏差在±0.05s范围内。然后按照要求的混响时间计算出所需的吸声量，根据吸声量决定吸声材料的选取、规定他们的布置和安装方法，并兼顾美学效果进行室内装修，以达到声学设计的要求。

许多典型房间的室内平均混响时间的实测结果总是偏长。用125Hz的音频信号频率实测，40m2的客厅平均混响时间约为0.67s；15m2的卧室平均混响时间约为0.53s。虽然放置软椅、沙发等家具能减小一点混响时间，但仍不能满足设计要求。并且室内噪声级较高，楼板隔振也不好，因此直接用作听音室，其音质不会太令人满意，有必要进行改建或装修，以改善其音质。

3 小型听音室的混响时间

通常听音室在保证语言清晰的条件下，要求声音圆润、丰满。为满足混响时间的要求，房间需进行声学处理，即在不同位置铺设不同类型的吸声材料或吸声结构。声学处理的材料应就地取材，室内吸声结构的分布要兼顾声学和建筑的要求。听音室的容积大一些有利于声学设计，有利于减弱低频共振的不良影响。如音质要求较高的听音室容积取160m3，中频混响时间为0.4±0.05s，室内噪声级要求35~40dBA。这时在听音室内听音效果较好的下限频率约为100Hz。若房间的长度(L)、宽度(W)、高度(H)的比

小型听音室的声学设计

[摘　要]　小型听音室的声学设计应采用能达到一定的指标和要求并能满足人们需求而造价不高 的声学设计方法。文中从小型听音室的音质要求、环境设计、混响时间、低频混响时 间和音质设计，以及听音室的声学处理几方面作介绍。

[关键词]　小型听音室　音质　混响时间　声学处理

钱巧芳　陈金坤

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例为黄金分割率，则由V=LWH可算出相应的数值为L=8.7m，W=5.4m，H=3.3m。在给定房间的容积和边长比例后，计算混响时间作为吸声处理的依据。由于听音室不满足导出混响时间计算公式的条件，因此计算不需要精确。在施工过程中，用测量结果来调整吸声处理和修正计算值，多次反复进行处理，就可获得期望的混响时间和混响频率特性。计算混响时间用以下著名的赛宾(W.C.Sabine)公式：

T= 0.161V/∑A n S n

式中V为听音室的容积，单位m3；S n为房间内表面上第n种吸声结构的面积，单位m2；A n为房间内第n种吸声结构的吸声系数；∑A n S n为室内总吸声量。

4 小型听音室的低频混响时间

在专业音响设计中，常用混响时间描述厅堂内声能的衰变情况，但对于小型听音室，低频混响时间与低频简正波的衰变概念密切相关，他已不是原来的混响时间的概念 ，而是经典混响时间的延伸。正确描述小型听音室的低频衰减过程应该采用波动的概念，即以各个简正波衰变来描述。由于听音室的容积小，低频简正波的数量少，各频率简正波的分布不均匀，简正波的阻尼不同。因此，两个相邻频率的简正波在衰变过程中会产生干涉效应。有时还会听到与原激发频率相邻的听音室简正波的衰变，而不是原来声信号的衰变。在听音室听到的混响是录音环境与听音室的混响效果之和。因此，通常要使听音室的混响时间短些，以便听节目时有临场感。由于听音室的阻尼增大，简正波的共振也不那么强烈，从而使共振带宽增大，幅频响应比较平滑。听音室的混响时间同时受录音室和听音室的影响。一般可用下述经验公式T t=T13+T23计算听音室内的混响时间，其中T1为录音室的混响时间；T2为听音室的混响时间。

5 小型听音室的音质设计

5.1 小型听音室的音质设计

常见的小型听音室有家庭影院、家庭卡拉OK、家庭欣赏音乐的休闲室，专业用的有录音控制室、音响产品评价试听室等，他们都具有小型听音室的共性，但代表着不同音质等级的听音环境。因此，这些小型听音室的建筑声学设计方法可互相借鉴。小型听音室的声学设计有不同的设计方案，但可从以下3种声学处理方法去考虑。

(1) 前部(主音箱附近)采用宽频带吸声，后部采用扩散处理。

(2) 前部(主音箱附近)以反射为主，后部采用吸声处理。

(3) 室内采用均匀吸声为主。

听音室的音质是声源、室内的声学条件、聆听者的音乐修养等相互作用的结果。目前听音室的声学设计和控制虽然没有标准的模式，但对立体声或环绕立体声的听音室，最好采用第一种方式，可使立体声定位好，空间感明显，声音清晰且无染色效应等。

5.2 小型听音室的界定

对于听音室的尺度接近听音频域低频端的波长，听音室的最小容积与听音室需要重放的频率下限应该满足：V min≥4λ3max；V min为听音室的最小容积，单位m3；λmax为听音室内所需重放声音信号下限频率对应的波长，单位m。

例如，听音室的容积为48m3，88m3，157m3等，则满足音质要求的最低重放声音频率为150Hz，120Hz，100Hz。对于以讲话内容为主的听音，则48m3容积的听音室可满足要求，但对于听音乐，则至少是具有157m3容积的听音室。

5.3 小型听音室的声学特性

小型听音室的声学特性与大型厅堂有明显的差别，设计时要考虑其特殊性。小型听音室的音质问题主要表现在低频段，目前电声系统重放的频率范围低端可达20Hz。对于小型听音室，其声场在低频段具有以强驻波方式为特征的共振，容易产生声染色，对听音室传输响应、声场分布有很大的影响。同时听音室的声学特性由听音室的容积、形状、边长的比例及吸声材料的布置所决定。因此设计时，只有混响时间可定量估算，其声学特性只能定性考虑。

6 听音室的声学处理

在声学设计和评价中，人们首先关心的是房间的混响时间，认为他是影响音质优劣的最基本因素。但影响音质的因素很多，仅控制混响时间并不一定能够保证获得良好的听音环境。为改善视听环境，听音房间的音质处理可分为吸声处理和隔声处理两部分。要