建筑声学混响时间控制

混响时间设计实例
• 武汉体育馆建筑声学设计
– 武汉体育馆比赛大厅容积约 为31 700m – 3根据规范，容 积 小 于 4 0 0 0 0 m的 体 育 馆 其 中 频 混 响 时 间 宜 取 1 . 3 〜1.5s。 根据实际使用功能以及该馆 的重要性，建议中频满场 – 混响时间设计指标值为1.3 （1±10％）s
不好意思， 当时没想那 么多。。。
局限与误差
• 2.对于一定的房间容积而言，如果总的吸声量较大（例 如某些播音室，声学实验室），应用公式计算就不准 确。如果所有界面全部吸声，室内不可能有混响，而 塞宾公式不能反映这一实际情况，这时宜用伊林公式 计算。 • 3.在书刊，手册中见到的材料吸声系数一般都是根据标 准的测试方法测量的结果。在实际应用时，材料的使 用情况不可能完全符合这些条件。如果装置方法明显 不同，必然会有若干误差。同时，还可能遇到暴露在 声场中错综复杂的表面，这难以用公式来计算，此外， 还可能有若干出乎意料的共振吸收。
局限与误差
• 4.计算公式中给出的混响时间仅仅取决于房间的容积与总吸收。 然而，随着时间的推移，详细的研究表明，在总容积和吸声量 一定的情况下，房间的形状，吸声材料的位置的不同，同样会 造成混响时间的差异。 • 例：对于房间尺度比例相近的房间（例如1：1.2：1.5），混响 计算值比按计算的结低6%～15%。 • 对于房间尺度比例为1：2：3，则依材料分布的不同与公式 计算结果有+6%～—24%，即总共可达30%的差别。
这一步由混响时间计算公式 来决定 A(总体）=A（现有）+A（所需） 现有吸声量可能包括：人群，已 有的结构 注：所选空间的形状以及各方向 长度之比都对混响时间有影响。
局限与误差
• 1推导这些公式所根据的 假设，与实际存在的条件 并不完全吻合。 • 例如：（1）假设室内的 声音是扩散的和无规分布 的，然而，事实上很少有 这种情况。（2）所有公 式的基础都是塞宾公式， 而塞宾公式是在地下室中 作为测试环境而得出的， 这与绝大多数生环境都来自百度文库 相符合。
1采用了吸声量和观众相近的座椅 2结合消除音质缺陷，在容易产生回声的后墙布置了宽频吸声结构 3其余的部位采用声反射或声扩散材料与结构（如吊顶与侧墙面均采用GRG 反声板）
混响时间设计实例
• 广州白云国际会议中心世纪 大会堂
• 该厅单人容积为10.2m3，对于会议类以 语言清晰度为主的厅堂而言，单人容积 略偏大。根据设计的混响时间要求，该 厅所需的总吸声量约2500m2 吸声单位 （赛宾），除去观众区域所占的近1 300m2 吸声单位（赛宾），建筑自身需 提供约1 200m2 吸声单位 该厅总体装修为木饰面风格，观众厅侧 墙后部渐变地设置若干木质条缝吸声板 （如Patt 板或TopAkustik 槽孔吸声板）， 后覆吸声材料，材料后设置一定的空腔， 以展宽吸声频率范围。考虑到座椅为皮 质的，后墙选用了有较好高频吸声性能 的材质，以均衡厅内吸声材质的频率特 性，使得混响时间很好地达到设计所要 求的频率特性，使得声音更为明亮悦耳
• 该馆比赛大厅能够布置吸 声材料与结构的部位仅限 于顶部，山墙以及周围的 矮墙。
南、北两向墙面做声学处理，采用了轻钢龙骨木制吸声板，板后填充了离心 玻璃吸声棉板的宽频吸声结构。 顶棚的声学处理：比赛大厅的顶部是弧形的现浇混凝土梁板结构，并且屋面 有8条采光带。根据屋面弧形走向与采光带的位置设置了256块平板式空间吸声体。
混响时间计算原理
计算公式：1赛宾公式 T=0.161V/A 2伊林公式 T=0.161V/-Sln(1-α） 3T=0.161V/-Sln(1-α)+4mV 通过公式1可以知道混响时间与房间 的体积成正比，与房间的总吸声量 成反比。若体积V 和表面积S已定， 要减少混响时间T60就要增加表面平 均吸声系数α,对墙面、天花板、地 面进行不同的声学处理.
混响时间的计算与设计
• 公式的适用范围
1赛宾公式 T=0.161V/A 2伊林公式 T=0.161V/-Sln(1-α）
α<0.2时此式子适用
α>0.2时此式子适用
3考虑空气吸收后 的伊林 T=0.161V/-Sln(1α)+4mV 4m为空气的 吸收系数
房间尺度较大,考虑到空气对 较高频率(一般指1000Hz）的 吸收作用，吸收多少取决于 空气的相对湿度与温度
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混响时间设计实例
• 上海世博会太空家园馆3D 数字 影院 • 建声装修设计方案
• 前场反射：在影院前设有一个小型主席 台（可作为会议室使用），台口内选用 木丝吸音板。台口两侧采用不打孔装饰 面，尽量让声音反射到观众区。 中场扩散：影院侧墙采用2 种结构，前 区穿孔吸音板，增加近次反射声。后半 区为声扩散体，表面以不同的吸声材料 组成立体结构，朝主席台方向为扩散面， 背主席台方向为吸声面。通过扩散体斜 度的计算，使其具有很好的全频带吸声 特性。 后场吸收：影院后墙全部设计为软包强 吸声结构，提高吸声系数，努力将入射 声吸收干净，减少反射声，保持整个声 场的纯净度。 顶棚强吸：顶棚是建声处理的至关重要 的部位，往往不被设计者重视。由于它 面积大， 高度比长宽尺寸小，吸声效率 比较高。另外，顶棚内的空间是利用空 腔原理，加大低频吸收，改善低频段混 响时间的有力途径。
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混响时间设计原理
• 根据使用性质定混响 时间大小
根据时间大小，由房间 容积得出所需吸声量 减去已有吸声量，看是 否需要另外加设吸声装 置，如需要，考虑所选 材料的吸声系数与面积 大小与所加位置 根据已经加设的装置， 估算现在的混响时间， 画出曲线检验是否满足 设计目标
例如：使用性质包括：演出内 容，场馆级别
混响时间设计实例
• 中南剧场建筑声学设计
– 观众厅的有效容积为4 750m – 中南剧场的主要功能是演出话剧
• 目标
– 要保证演出时语言清晰 – 观众厅内要有足够的响度，即要 有足够的直达声和近次反射声， 这主要通过控制观众厅进深、坐 席的升起、吊顶及侧墙的声反射 来实现。 – 厅内声场要均匀，有良好的扩散 – 观众席区域内的频率响应要趋近 平直 – 厅内背景噪声要足够得低