音质设计与混响时间 声压级的计算

音质设计与混响时间、声压级的计算

（一）厅堂音质的设计要求

参见表1-11、表1-12及图1-12。

厅堂音质设计要求与相关的客观指标表1-11

部分民用建筑的允许噪声级表1-12

体育馆35 46

大办公室40 50

餐厅40 50

（二）混响时间的计算与选择

1.混响时间T60的计算公式参见表1-13。

式中V——房间容积（m3）；

S——室内总表面积（m2）；

--平均吸声系数。称为室内总吸声量，且有：

式中S1…Sn——室内不同材料的表面积（m2）；

α1…αn——不同材料的吸声系数。

4m——空气吸声系数（表1-14），在1000Hz以下时可省略。空气吸声系数4m值（室温20℃）

频率（Hz）

室内相对湿度（%）

30 40 50 60 70

1000 0.005 0.004 0.004 0.004 0.003 2000 0.012 0.010 0.010 0.009 0.009 4000 0.038 0.029 0.024 0.022 0.021 6300 0.084 0.062 0.050 0.43 0.040 8000 0.120 0.095 0.077 0.065 0.057 2.混响时间的选择

参见表1-15及图1-13、图1-14。混响时间推荐值

（500Hz与1000Hz平均值）表1-15 房间类型T60（s）

音乐厅 1.5～2.1

歌剧院 1.2～1.6

多功能厅 1.2～1.5

话剧院、会堂0.9～1.3

普通电影院 1.0～1.2

立体声电影院0.65～0.9

3.混响时间计算示例

参见表1-16（先求各表面积S，再根据材料吸声系数α，代入表1-13公式算得）。

（三）声压级计算公式

1.室外点声源的声压级

Lp=Lw-20lgr-11（1-1）

式中Lp——空间某点的声压级（dB）；

Lw——声源的声功率级（dB）；

r——被测点与声源的距离（m）。

对于有地面反射的情况，上式改为：

Lp=Lw-20lgr-8（1-2）

2.扬声器电功率与声压级的关系式

扬声器作为声源，其直达声压级Lp表为：

Lp=L0+10lgPL-20lgr（1-3）

式中PL——加到扬声器的电功率（W）；

r——扬声器到听音点的距离（m）；

L0——扬声器特性灵敏度（dB）

由上式可见：

（1）若扬声器的电功率加倍，则声压级Lp增加3dB；

若电功率PL增至10倍，则声压级Lp增加10dB。

（2）若听音距离加倍，则声压级Lp减少6dB；

若听音距离增至10倍，则声压级Lp减少20dB。

当听音点偏离有指向性的扬声器轴线为θ角时，其声压级Lp（θ）为：

式中Lp——（1-3）式值；

r——辐射距离（m）；

R0——与轴成θ角的听音点辐射距离（m）；

D（θ）——扬声器的指向性系数，由厂家提供。

3.室内声压级Lp的计算式

（1-4）

式中Lw——声源声功率级（dB），，其中P为声源声功率（W）；

r——听音点与声源的距离（m）；

R——房间常数（m2），，其中S为室内总表面积（m2），为平均吸声系数；

Q——指向性因数。

当声源在房间空中或舞台上时，Q=1；在墙上或地面上时，Q=2；在两墙交界处时，Q=4；在三界面交角处时，Q=8。图1-15表示相对声压级（Lp-Lw）与r的关系曲线。

在厅堂扩声中，常用有指向性的号筒组合音箱等，它可被看作指向性声源，此时Q值按下式计算：

式中α——音箱的水平指向性角度；

β——音箱的垂直指向性角度。

例如，JBL公司SR4704型音箱的指向性（α×β）为90°×40°，则代入（1-5）式得Q=12.8。

4.扬声器最远供声距离

rm≤（3～4）rc

式中rc——临界距离，；

其中Q——扬声器指向性因数；

R——房间常数（m2）。

对于清晰度要求较高的场合，则取rm≤3rc。当最大距离超过3rc时，清晰度变差，此时可增加吸声处理，使rc增大。

图1-15为室内声压级计算图表。