建筑声学

音乐厅音质设计
鞋盒式古典音乐厅：特点（矩形平面窄厅木结构对 跨度的约束提供丰富的早期反射、高顶棚良好的对 流换气使混响时间延长有一或两层浅楼座和丰富的 内部装饰构件），世界公认音质最好的三个音乐厅 为维也纳音乐厅、阿姆斯特丹音乐厅最宽27.7米、 波式顿音乐厅。 山地葡萄园座席及环绕式厅：特点是可争取较多的 观众席靠近乐台布置，同时加强了乐师和观众的联 系，活跃了音乐厅的气氛。缺点是有方向性。悉尼 歌剧院1973、旧金山戴维斯交响乐厅等。
2 人的听觉特征及其对环境噪声的反应：
2.2 室内声环境的评价：
2.2.1 主观评价
☆音乐声的主观评价： ◇清晰度：也称明晰度，可分为横向清晰度和纵向清晰度两种。 ◇丰满度：音乐在室内演奏时由于各界面的反射对直达声所起的增强和 烘托作用。（缺乏反射声音干涩或沉寂，有反射则听起来饱满浑厚而 有力。） ◇亲切度：听众在尺度小的房间内听音的感觉。 ◇平衡感：各声部的平衡。 ◇空间感：声源的轮廓感、立体感以及声源在横向上的拓宽感和纵向上 的延伸感。
室内装修材料的选择和布置
选择室内装修材料和构造时，应注意低频、中频、 高频各种吸声材料和结构的合理搭配，保证音色的 平衡，同时兼顾建筑艺术的考虑加以确定。 舞台的墙面、顶棚、侧墙下部应当布置反射性能好 的材料，以便向观众提供早期反射声；观众厅后侧 宜布置吸声材料和结构，以消除回声干扰； 并不是所有声环境都要增加吸声材料，有时为了获 得较长的混响时间，必须控制吸声总量，尤其对音 乐厅和多功能厅更是如此。（甚至对桌椅的吸声也 必须加以控制，沙发椅软靠背不宜过高过宽，以减 少吸声。）
1.1.1. 声波的概念：
从物理方面：声音是一种机械波，是机械振动在弹性介质中的传播— —客观声音 从心理方面：上述物理波动想象而引起的听觉感觉——主观声音。 声波在空气对空气质点的膨胀压缩 形成了空气的压力波动，压力的起伏 变化依次作用人的耳膜，形成了声音 的感觉。压力波的传递，非空气介质 的传递，与空气流动方向无关。
损失：听阈的提高不可恢复。
损伤：永久性损失。
2 人的听觉特征及其对环境噪声的反应：
2.2 室内声环境的评价：
2.2.1 主观评价
☆语言声音质的主观评价： ◇清晰度：对发音内容通过房间的传输，能被听者听清的百分数； ◇可懂度：对发音内容通过房间的传输，能被听者正确辨认的百分数； ◇另外还有响度和频谱不失真；
大厅的体型设计
充分利用声源的直达声：从这方面讲体型设 计应做到1、控制大厅的纵向长度（一般小 于35米）2、使观众尽量靠近声源布置（当 观众席超过1500座时用悬挑楼座，当座位超 过2500时采用两层或多层楼座。）3、在平 面上观众席应布置在一定角度范围内（根据 方向指向性的特点控制在1400角的范围）4、 足够的地面抬升（通常要求设计大厅地面升 起坡度。）
使室内具有足够的声压级并且均匀分布； 使室内具有与用途相适应的混响时间及频率 特性； 观众厅各处都能获得丰富的早期反射声； 表演区有足够的早期反射声； 防止声学缺陷； 防止外部噪声及振动传入室内。
室内音质设计的内容
选址、建筑总图设计和各种房间的合理配置；（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。） 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。 通过体型设计，充分利用有效声能，使反射声在时 间和空间上合理分布，并防止出现声学缺陷。 根据使用要求，确定合适的混响时间和频率特性， 计算大厅吸声量，选择吸声材料与结构，确定其构 造做法。 根据房间情况和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。
2 人的听觉特征及其对环境噪声的反应：
2.1 人耳的听觉特性：
2.1.5 音高与音色的感觉 音高是人耳对声音调子的主观感觉。
音色主要由声音的频谱所决定。（基频和谐频在前面已经介 绍。）
2 人的听觉特征及其对环境噪声的反应：
2.2 人耳的听觉特性：
2. 听力疲劳和听力损失。 疲劳：暂时性的听阈提高现象。
室内音质设计的内容
确定室内允许噪声标准，计算背景声压级， 确定采用哪些噪声控制措施； 在大厅主体结构完工后，室内装修进行之前， 进行声学测试，如有问题进行设计调整。 工程完工后进行音质测量和评价。 对于重要的厅堂，必要时进行计算机仿真及 缩尺模型技术配合进行音质设计。
大厅容积的确定
首先根据大厅的规模和用途确定其容积； 在声学方面保证大厅有合适的混响时间和足 够的响度； 还要考虑建筑艺术造型、经济条件、空调及 卫生等方面的因素。 具体求容积值可从公式分析大厅容积与总吸 声量之比。控制大厅和观众人数之间的比例 也就是控制混响时间。（具体见下表）
大厅容积的确定
用途 教室 讲演 话剧
最大容积（m3）
每座容积（ m3 /人）
用途 音乐厅 歌剧院
多用途剧场
500 2000-3000 6000
7-12 5-8 5-10
独唱、独奏 12000 大型交响乐 25000
讲演厅、大 3-5 教室 4-5 电影院
大厅的体型设计
注意因素（1、充分利用声源的直达声；2、 争取和控制早期反射声，使之具有合理的时 间和空间分布；3、适当的扩散处理，使声 场达到一定的扩散程度；4、防止出现声学 缺陷。）
音乐厅音质设计要点
混响时间的允许值1.5-2.8S，与音乐作品的 体裁与风格有关； 座席最好控制在2000以内； 尽量少用吸声材料，同时座位区布置不应过 宽； 每座容积大约6-12m3/座； 背景噪声要求很低。
1. 3 声音射的传播特性（首先了解声线的概念P7）
1. 3.1 声音遇到障碍物时的特性:
■声吸收、声绕射与声衍射:
1. 声音的基本概念及特征：
1. 3 声音的传播特性：
1. 3.2 声音的衰减：
Lp=Lw-10㏒4∏-10 ㏒r2=Lw-11-20 ㏒r 如果在距离r1为处的声压级为Lp1,在距离为 r2=2 r1处的声压级?
一
知识要点:
、 建 筑 声 环 境
1.掌握声学各物理参数基本概念和内在联系，并能描述声环境。 2.了解人与听觉环境的关联，掌握不同声环境评价及方法。 3.掌握噪声源形式、传播途径及一般控制方式。 4.掌握常用的噪声控制方法及设计原理。
建筑声环境知识框架
1 声音的基本概念及特征：
1.1. 声音的基本特征：
1 声音的基本概念及特征：
1.1. 声音的基本特征：
1.1. 2 声波的频率特性：
声波的频率、波长和声速的关系：C=f·λ 声音按频率高低分类：
1 声音的基本概念及特征：
1.1. 声音的基本特征：
1.1. 2 声波的频率特性：
1 声音的基本概念及特征：
1.2.1 声音的度量单位介绍：
声功率W： 声强I： 声压P： ☆声功率级Lw ☆声强级LI ☆声压级Lp
☆
1 声音的基本概念及特征：
1. 4 室内声学特性：
1. 4.2 混响与混响时间： 混响概念：声源停止发生后声场中还存在着来自各截面的迟到的反
射声形成的“残留”现象。混响是围蔽空间的声学现象。
☆思考： 混响声有何听觉感效应？
混响声如何应用？
混响声是如何干扰人的听觉？
1. 声音的基本概念及特征：
1. 4 室内声学特性：
1. 4.2 混响与混响时间： 混响时间的定义：
声音停止发声后，室内声能立即开 始衰减，声音自稳定状态声压级衰减 60dB所需要的时间称为混响时间。 ——评价室内声音特性的参数
1. 声音的基本概念及特征：
1. 4 室内声学特性：
1. 4.2 混响与混响时间： 影响混响时间的主要因素：（赛宾公式→伊林公式）
最佳混响时间及其频率特性的确定
不同用途的房间应具有不同的最佳混响时间 值：丰满度要求较高的大厅（如音乐厅）应 具有较长的混响时间；清晰度要求较高的房 间（如会堂）的混响时间应短一些；录音放 音用的房间应具有更短的混响时间。由于人 们的听音习惯，最佳混响时间根据房间容积 大小可适当调整，房间的容积大，混响时间 可适当延长，房间的容积小，混响时间可适 当缩短。对多功能厅最好做成可调混响。
1 声音的基本概念及特征：
1. 4 室内声学特性：
1. 4.2 混响与混响时间： （赛宾公式→伊林公式）
2 人的听觉特征及其对环境噪声的反应：
2.1 人耳的听觉特性：
2.1.1 人耳的听觉范围：
2 人的听觉特征及其对环境噪声的反应：
2.1 人耳的听觉特性：
2.1.2 响度和响度级：
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2 人的听觉特征及观众厅设计图，计算房间的体积V和总内表面 积S； 根据混响时间计算公式，求出房间的平均吸声系数； 平均吸声系数乘以总内表面积即为房间所需的总吸 声量； 计算房间内固有吸声量（包括室内家具、观众、舞 台口等），总吸声量减去固有吸声量即为所需增加 的吸声量。 查阅材料及结构的吸声系数，从中选出适当的材料 及结构，确定各自的面积，以满足所需吸声量及频 率特性。
房间混响的设计
混响设计是音质设计的重要内容,其主要任务 是使室内具有适合使用要求的混响时间及其 频率特性。（混响设计一般是在大厅的形状 基本确定，容积和内表面可以计算时进行。） 混响设计的主要内容：1、确定最佳混响时 间及其频率特性；2、计算体积、吸声量及 混响时间；3、选择和确定室内装修材料及 其布置。
大厅的体型设计
争取和控制早期反射声：通过声线作图法， 可确定早期反射面的位置、角度和尺寸大小， 也可检验已有反射面对声音的反射情况。 （具体示意做法。） 扩散设计：
大厅的体型设计
与体型设计有关的声学缺陷（声聚焦、回声、 颤动回声、声影等） 声聚焦：在凹曲面上会产生聚焦现象使反射声 分布不均匀；（在面上做吸声处理；减弱反 射声强度；在凹面下悬挂扩散反射板或扩散 吸声板。）
2 人的听觉特征及其对环境噪声的反应：
2.1 人耳的听觉特性：