建筑声环境概述
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第三篇 建筑声学
建筑声学概述
1.1 建筑声环境设计的意义
声环境设计是专门研究如何为建筑使用
者创造一个合适的声音环境。
音乐厅、剧院、礼堂、报告厅、多功能厅、 电影院、体育馆等。
1.2 建筑声环境研究的Hale Waihona Puke Baidu容
1.2.1 音质设计 1.2.2 隔声隔振
1.2.3 材料的声学性能测试与研究
1.2.4 噪声的防止与治理
建筑声学发展简史
露天剧场存在的问题是：1、露天状态下，声能下降很快。 2、相当大的声能被观众吸收。3、噪声干扰。 解决方法：加声反射罩；控制演出时周围的噪声干扰。
古罗马的露天剧场
圜丘坛
回音壁、三音石
皇穹宇的回音壁、三音石，加上圜丘坛的天心 石，都有着奇妙的声学现象，但更为奇特的是 皇穹宇的“对话石”声学现象。站在“对话石” 上，即使是相隔很远的两个人，彼此对话的声 音也会十分清晰。声音的传播靠的正是皇穹宇 的回音壁。
从掌握的资料来看，虽然这个时代的建筑师几乎 没有任何室内声学知识，但这个时代建造的几座剧院 和其他厅堂没有发现任何显著的音质缺陷。主要的原 因是由于观众的吸声和剧场内华丽的表面装饰起到了 扩散作用，使剧场的混响时间控制比较合理，声能分 布也比较均匀。
17世纪的马蹄形歌剧院
从十五世纪修建的一些剧院发展到十七世纪，出 现了马蹄形歌剧院。这种歌剧院有较大的舞台和舞台 建筑，以及环形包厢或台阶式座位，排列至接近顶棚。 这种剧院的特点是利用观众坐席大面积吸收声音，是 混响时间比较短，这种声学环境适合于轻松愉快的意 大利歌剧演出。 在十七世纪开始有人研究室内声学。十七世纪的 阿．柯切尔所著的《声响》,最早介绍了室内声学现象， 并论述了早期的声学经验和实践。十九世纪初，德国 人E.F.弗里德利科察拉迪所著的《声学》一书中，致力 于解释有关混响的现象。
1.2.5 其他
1.2.1 音质设计 主要是音乐厅、剧院、礼堂、报告厅、多功 能厅、电影院、体育馆等。 设计得好: 音质清晰、丰满、浑厚、亲切、 温暖、有平衡感、有空间感。 设计得不好: 嘈杂、声音或干瘪或浑浊，听 不清、平衡感和空间感差。
实例：
设计良好的 维也纳音乐厅 设计不好或完全没有 考虑声学的 中央音乐学院音乐厅 （已重建）
19世纪的音乐厅
19世纪的音乐厅
音乐厅早期发展阶段是在十七世纪中后到十九世纪，包 括：早期音乐演奏室、娱乐花园和大尺度的音乐厅，是后来 古典“鞋盒型”音乐厅的就是在这一时期逐渐发展起来的。 19世纪前作曲家所做的音乐作品是与其表演空间相适应 的，这一时期的演奏空间基本是矩形空间。19世纪以后，随 着浪漫主义音乐及现代音乐的产生，演出空间变得丰富多彩， 出现了扇形、多边形、马蹄形、椭圆形、圆形等多种形状， 其混响时间及室内装饰风格也各不相同。 在这一时期，音乐厅的声学设计仍然没有太多的理论可 以遵循。
北大纪念堂、人大会 堂（小礼堂）
首都剧场
怀特大海乐园
石家庄铁道学院礼堂
1.2.2 隔声隔振
主要是有 安静要求的房间， 如录音室、演播 室、旅馆客房、 居民住宅卧室等 等。
对于录音室、演播室等声学建筑对隔声隔振 要求非常高，需要专门的声学设计。 对于旅馆、公用建筑、民用住宅，人们对隔 声隔振的要求也越来越高。随大跨度框架结构的 运用，越来越多地使用薄而轻的隔墙材料，对隔 声隔振提出了更高的设计要求。
只要游人在山西省永济市鹳雀楼前拍手，就会听到酷 似鹳鸟“喳、喳”的叫声，如果一直拍手走到楼下， 就会听到鹳雀的叫声由远而近，由小而大。这一奇观 让当初复建这座名楼的人也始料未及。为何会出现这 样的现象？据修复工作人员介绍，所谓鹳雀的叫声， 其实是游人拍手时从主楼位置发出的回音。不过这一 奇观并非复建鹳雀楼的人为设计。由此鹳雀楼成为我 国四大名楼中惟一有回音的建筑，与不远处有蛙鸣回 音的莺莺塔相映成趣。如今这个奇怪的现象已成为鹳 雀楼的一个新“卖点”。
天坛回音壁、 山西永济的普救蟾声、 河南三门峡蛤蟆塔 四川潼南大佛寺石琴
中世纪教堂建筑
自从罗马帝国被推翻后，中世纪建造的唯一 厅堂就是教堂。中世纪的室内声学知识主要来源 于经验，科学的成分很少。教堂的声学环境的特 点是音质特别丰满，混响时间很长，可懂度很差。
十五世纪的剧场
十五世纪后欧洲建了很多剧场，有些剧场的观众 容量很大。如意大利维琴察，由帕拉帝迪奥设计的奥 林匹克剧院，建于1579~1584，有3000个座位。又如 1618年由亚历迪奥设计的意大利帕尔马市的法内斯剧 场，可容纳观众2500人。
1.2.3 材料的声学性能测试与研究
吸声材料：材料的吸声机理、如何测定材料的吸声系 数、不同吸声材料的应用等等。 隔声材料：材料的隔声机理，如何提高材料的隔声性 能，如何评定材料的隔声性能，材料隔振的机理，不同材 料隔振效果等。 实例：
1）天花板吸声性能、剧场座椅吸声性能。
2）轻质隔墙产品隔声性能、如何提高隔声能力？ 3）军委演播大厅雨噪声问题。
1.2.4 噪声的防止与治理
噪声的标准、规划阶段如何避免噪声、出 现噪声如何解决。 实例： 教师住宅受交通噪声影响，教师选房问题。
1.2.5 其他
电声。 模型声学测定。 声学测量： 声音本身性质的测定、房间声学的测定、 材料声学性质的测定。 声学实验室的设计研究。 计算机模拟。
1.3
音乐厅声学设计理论的出现
从十九世纪开始，在维也纳、莱比锡、格拉斯哥 和巴塞尔等城市，都建造了一些供演出的音乐厅，这 些十九世纪建造的音乐厅已反映出声学上的丰硕成果， 直到今天仍然有参考价值。
到二十世纪，赛宾（Wallace Clement Sabine， 1868-1919）（哈佛大学物理学家、助教） 在1898年第 一个提出对厅堂物理性质作定量化计算的公式——混 响时间公式，并确立了近代厅堂声学，从此，厅堂音 质设计的经验主义时代结束了。
音乐厅声学设计理论的出现
赛宾在28岁时被指派改善哈佛福格艺术博物馆（Fogg Art Museum）内半圆形报告厅的不佳音响效果，通过大量艰苦的测 量和与附近音质较好的塞德斯剧场（Sander Theater）的比较分 析，他发现，当声源停止发声后，声能的衰减率有重要的意义。 他曾对厅内一声源（管风琴）停止发声后，声音衰减到刚刚听 不到的水平时的时间进行了测定，并定义此过程为“混响时 间”，这一时间是房间容积和室内吸声量的函数。1898年，赛 宾受邀出任新波士顿交响音乐厅声学顾问，为此，他分析了大 量实测资料，终于得出了混响曲线的数学表达式，即著名的混 响时间公式。这一公式被首次应用于波士顿交响音乐厅的设计， 获得了巨大成功。至今，混响时间仍然是厅堂设计中最主要的 声学指标之一。
建筑声学概述
1.1 建筑声环境设计的意义
声环境设计是专门研究如何为建筑使用
者创造一个合适的声音环境。
音乐厅、剧院、礼堂、报告厅、多功能厅、 电影院、体育馆等。
1.2 建筑声环境研究的Hale Waihona Puke Baidu容
1.2.1 音质设计 1.2.2 隔声隔振
1.2.3 材料的声学性能测试与研究
1.2.4 噪声的防止与治理
建筑声学发展简史
露天剧场存在的问题是：1、露天状态下，声能下降很快。 2、相当大的声能被观众吸收。3、噪声干扰。 解决方法：加声反射罩；控制演出时周围的噪声干扰。
古罗马的露天剧场
圜丘坛
回音壁、三音石
皇穹宇的回音壁、三音石，加上圜丘坛的天心 石，都有着奇妙的声学现象，但更为奇特的是 皇穹宇的“对话石”声学现象。站在“对话石” 上，即使是相隔很远的两个人，彼此对话的声 音也会十分清晰。声音的传播靠的正是皇穹宇 的回音壁。
从掌握的资料来看，虽然这个时代的建筑师几乎 没有任何室内声学知识，但这个时代建造的几座剧院 和其他厅堂没有发现任何显著的音质缺陷。主要的原 因是由于观众的吸声和剧场内华丽的表面装饰起到了 扩散作用，使剧场的混响时间控制比较合理，声能分 布也比较均匀。
17世纪的马蹄形歌剧院
从十五世纪修建的一些剧院发展到十七世纪，出 现了马蹄形歌剧院。这种歌剧院有较大的舞台和舞台 建筑，以及环形包厢或台阶式座位，排列至接近顶棚。 这种剧院的特点是利用观众坐席大面积吸收声音，是 混响时间比较短，这种声学环境适合于轻松愉快的意 大利歌剧演出。 在十七世纪开始有人研究室内声学。十七世纪的 阿．柯切尔所著的《声响》,最早介绍了室内声学现象， 并论述了早期的声学经验和实践。十九世纪初，德国 人E.F.弗里德利科察拉迪所著的《声学》一书中，致力 于解释有关混响的现象。
1.2.5 其他
1.2.1 音质设计 主要是音乐厅、剧院、礼堂、报告厅、多功 能厅、电影院、体育馆等。 设计得好: 音质清晰、丰满、浑厚、亲切、 温暖、有平衡感、有空间感。 设计得不好: 嘈杂、声音或干瘪或浑浊，听 不清、平衡感和空间感差。
实例：
设计良好的 维也纳音乐厅 设计不好或完全没有 考虑声学的 中央音乐学院音乐厅 （已重建）
19世纪的音乐厅
19世纪的音乐厅
音乐厅早期发展阶段是在十七世纪中后到十九世纪，包 括：早期音乐演奏室、娱乐花园和大尺度的音乐厅，是后来 古典“鞋盒型”音乐厅的就是在这一时期逐渐发展起来的。 19世纪前作曲家所做的音乐作品是与其表演空间相适应 的，这一时期的演奏空间基本是矩形空间。19世纪以后，随 着浪漫主义音乐及现代音乐的产生，演出空间变得丰富多彩， 出现了扇形、多边形、马蹄形、椭圆形、圆形等多种形状， 其混响时间及室内装饰风格也各不相同。 在这一时期，音乐厅的声学设计仍然没有太多的理论可 以遵循。
北大纪念堂、人大会 堂（小礼堂）
首都剧场
怀特大海乐园
石家庄铁道学院礼堂
1.2.2 隔声隔振
主要是有 安静要求的房间， 如录音室、演播 室、旅馆客房、 居民住宅卧室等 等。
对于录音室、演播室等声学建筑对隔声隔振 要求非常高，需要专门的声学设计。 对于旅馆、公用建筑、民用住宅，人们对隔 声隔振的要求也越来越高。随大跨度框架结构的 运用，越来越多地使用薄而轻的隔墙材料，对隔 声隔振提出了更高的设计要求。
只要游人在山西省永济市鹳雀楼前拍手，就会听到酷 似鹳鸟“喳、喳”的叫声，如果一直拍手走到楼下， 就会听到鹳雀的叫声由远而近，由小而大。这一奇观 让当初复建这座名楼的人也始料未及。为何会出现这 样的现象？据修复工作人员介绍，所谓鹳雀的叫声， 其实是游人拍手时从主楼位置发出的回音。不过这一 奇观并非复建鹳雀楼的人为设计。由此鹳雀楼成为我 国四大名楼中惟一有回音的建筑，与不远处有蛙鸣回 音的莺莺塔相映成趣。如今这个奇怪的现象已成为鹳 雀楼的一个新“卖点”。
天坛回音壁、 山西永济的普救蟾声、 河南三门峡蛤蟆塔 四川潼南大佛寺石琴
中世纪教堂建筑
自从罗马帝国被推翻后，中世纪建造的唯一 厅堂就是教堂。中世纪的室内声学知识主要来源 于经验，科学的成分很少。教堂的声学环境的特 点是音质特别丰满，混响时间很长，可懂度很差。
十五世纪的剧场
十五世纪后欧洲建了很多剧场，有些剧场的观众 容量很大。如意大利维琴察，由帕拉帝迪奥设计的奥 林匹克剧院，建于1579~1584，有3000个座位。又如 1618年由亚历迪奥设计的意大利帕尔马市的法内斯剧 场，可容纳观众2500人。
1.2.3 材料的声学性能测试与研究
吸声材料：材料的吸声机理、如何测定材料的吸声系 数、不同吸声材料的应用等等。 隔声材料：材料的隔声机理，如何提高材料的隔声性 能，如何评定材料的隔声性能，材料隔振的机理，不同材 料隔振效果等。 实例：
1）天花板吸声性能、剧场座椅吸声性能。
2）轻质隔墙产品隔声性能、如何提高隔声能力？ 3）军委演播大厅雨噪声问题。
1.2.4 噪声的防止与治理
噪声的标准、规划阶段如何避免噪声、出 现噪声如何解决。 实例： 教师住宅受交通噪声影响，教师选房问题。
1.2.5 其他
电声。 模型声学测定。 声学测量： 声音本身性质的测定、房间声学的测定、 材料声学性质的测定。 声学实验室的设计研究。 计算机模拟。
1.3
音乐厅声学设计理论的出现
从十九世纪开始，在维也纳、莱比锡、格拉斯哥 和巴塞尔等城市，都建造了一些供演出的音乐厅，这 些十九世纪建造的音乐厅已反映出声学上的丰硕成果， 直到今天仍然有参考价值。
到二十世纪，赛宾（Wallace Clement Sabine， 1868-1919）（哈佛大学物理学家、助教） 在1898年第 一个提出对厅堂物理性质作定量化计算的公式——混 响时间公式，并确立了近代厅堂声学，从此，厅堂音 质设计的经验主义时代结束了。
音乐厅声学设计理论的出现
赛宾在28岁时被指派改善哈佛福格艺术博物馆（Fogg Art Museum）内半圆形报告厅的不佳音响效果，通过大量艰苦的测 量和与附近音质较好的塞德斯剧场（Sander Theater）的比较分 析，他发现，当声源停止发声后，声能的衰减率有重要的意义。 他曾对厅内一声源（管风琴）停止发声后，声音衰减到刚刚听 不到的水平时的时间进行了测定，并定义此过程为“混响时 间”，这一时间是房间容积和室内吸声量的函数。1898年，赛 宾受邀出任新波士顿交响音乐厅声学顾问，为此，他分析了大 量实测资料，终于得出了混响曲线的数学表达式，即著名的混 响时间公式。这一公式被首次应用于波士顿交响音乐厅的设计， 获得了巨大成功。至今，混响时间仍然是厅堂设计中最主要的 声学指标之一。