第一节音质设计的目的内容和步骤解读

混响时间


混响时间T60，或记为RT（Reverberation Time）,是第一个也是最重要 的音质评价物理指标。混响时间与音质的丰满度和清晰度有关。一般而 言，混响时间长则丰满度增加，而清晰度下降。这是因为混响时间长， 对于聆听音乐演奏而言，则音的起奏和自然衰变都可能淹没在混响声中 而显得模糊不清。对于语言声也有类似的情况。过长的混响时间，使语 言声听闻模糊不清。但是若混响时间过短，则表明厅堂各界面的反射声 过弱，声吸收过大，就会影响音质的丰满度。 一般而言，对于以语言听闻为主的厅堂、如教室、演讲厅、话剧院等， 不希望混响时间过长，以1s左右为宜；而对于以听音乐为主的厅堂，如 音乐厅等，则希望混响时间较长些，如达到1.5~2.2s。音乐厅的最佳混 响时间，还跟音乐的类型和题材有关。比如对于古典音乐（如莫扎特的 作品），最佳混响时间为1.5~1.6s；对于浪漫音乐（如勃拉姆斯的作 品），最佳混响时间为2.0~2.2s;而对于现代音乐（如斯特拉文斯基的作 品），则最佳混响时间为1.8s左右。对于语言听闻与音乐听闻并重的厅 堂，如歌剧院，多功能厅的混响时间，可取折衷值，为1.3~1.5s。总之， 必须针对具体厅堂的主要用途选择最佳混响时间，以达到丰满度和清晰 度造当平衡。
音质设计的任务和内容


音质设计的任务是利用室内声学和噪声控制学的研究 成果所提供的科学方法和技术措施来达到预期的效果 （通常通过客观音质指标来体现），并以受相应的声 学测量来验证是否达标。音质设计的最终目的是满足 人们良好的听音感受的主观要求。 音质设计的内容包括厅堂选址、总平面布置、体型和 容积的确定、音质指标的考量、反射面的布置、混响 设计和噪声控制。音质设计必须从考虑建筑方案的初 步设计阶段就开始介入，决不能等到建筑设计已大体 完成后再作内部声学装修。音质设计是厅堂建筑的一 个重要的有机组成部分。建筑师和声学顾问必须与其 他建筑设计有关专业人员协同工作，方可保证音质设 计成功。
第四节 体型设计




当体积确定时，厅堂的体型对直达声的传播以及反射 声的数量、方向、到达时间和空间的分布都具有重要 的影响。因此，体型设计是音质设计的重要内容，在 确定厅堂的有效容积之后，进一步就要进行体型设计。 在体型设计时，从声学角度考虑各类厅堂在进行体型 设计时所应注意的几个问题： １。充分利用声源的直达声。 ２。争取和控制早期反射声。 ３。进行适当的扩散反射处理； ４。防止声学缺陷的产生。
早期衰变时间

与混响时间作用大体相当，但被认为与主观混 响感能更好地相关的另一个物理指标是早期衰 变时间EDT（Early Decay Time）。它定义为 室内声能从0dB~ -10dB的衰变率外推出的声压 级衰变60dB的时间，即从室内脉冲声能衰变曲 线中，从0~ -10dB的区段量得的衰变时间，再 乘以6。通常EDT的值比T60约少0.1s。这个指 标在比较不同厅堂的音质时较为重要。
第一节音质设计的目的内容和步骤
各类厅堂，包括剧院、音乐厅、歌剧院、 会堂、演播室、电影院和体育馆等观演场所的 音质设计，都要满足听众的视觉和听觉的要求。 厅堂的最基本功能是让观众，有一个良好的视 觉和听觉环境。因此使观众听得清楚，听得好， 满足听觉感官的享受是十分重要的，甚至往往 成为决定此类观演建筑设计成败关键。为此， 必须认真做好厅堂音质设计。
厅堂音质评价概述


厅堂音质评价是用于检验厅堂音质设计成功与否的判断方法 与程序。换言之，厅堂音质评价即是鉴定一个观演建筑的声 环境是否达到听者满意的程度。厅堂音质评价一直是建筑声 学最重要的研究内容之一。建筑声学本身就是从赛宾于 1895年研究并于1900年发现第一个用于音质评价的物理指 标－－混响时间及其计算公式才开始奠定基础的。至今音质 评价仍是建筑声学的前沿研究内容之一。 厅堂音质评价包括两个方面的内容，一是音质的主观评价， 即主听众直接判断厅堂音质是否令人满意。音质评价的另一 个主要内容是音质客观评价。音质客观评价也需要通过几个 物理指标来加以检测。当测量值落在优选值域范围内时，即 认为某方面的音质是好的；否则认为某方面音质可能存在问 题。这此客观物理指标与主观评价应具有相关性，即能通过 客观指标的测量或计算，对音质的主观判断具有预见性。
音质主观评价

音质主观评价可分为对语言声听闻的评价和对 音乐声听闻的评价两大类。对语言声主要是清 晰度和可懂度方面的要求，也要求具有一定的 响度，使听起来不费力，同时要求频谱的均衡、 不失真。对于音乐声，除了清晰度和响度外， 还有丰满度、空间感和平衡感等方面的要求。 同时，无论是语言声和音乐声都应避免音质缺 陷。音质缺陷主要指噪声干扰、回声干扰及颤 动回声干扰等。
充分利用直达声原因


直达声在室内传播时,首先遵循平方反比定律.当直达声贴近 观众席传播时,由于观众席对声波的掠射吸收，还将产生附 加衰减。由于座椅有规律地排列，会对某一频率范围的声 波产生相消干涉，导致进一步的衰减，这种效应称为座椅 吸收低谷效应。通常发生在低频段。如在80-250Hz之间发 生。最大吸收频率的波长大致为椅背高度的1/4。该效应无 论是有无观众存在时都会发生。由于座椅吸收效应，将使 某一频率范围的直达声进一步衰减。直达声中的高频成分， 还因空气的吸声而衰减。这一现象在厅堂体积较大时，直 达声传播路程较长时较为显著。 人与乐器的发声均有一定的指向性，频率越高，指向性越 明显。当观众偏离声源声辐射主轴角度越大时，将感受到 高频声明显地减弱，从而降低了声音的明亮度和语言清晰 度。因此在体型设计时，应充分接收直达声能，减少直达 声能传播时的附加衰减。
语言声音质评价

语言清晰度是指对无字义联系的语声信号，通过厅堂 的传输，能被听众正确辨认的百分数。可懂度则指有 字义联系的语声信号通过厅堂的传输，能被听众听清 的百分数。室内汉语音节清晰度的主观评价测试是找 来一些具有正常听力的试听者，让他们坐在厅堂内， 由一位吐字清楚、发音标准的人，念一张由２０个具 有不同汉字组成的发音字表，由试听者在相应的判别 字表上选择打钩，测试完毕算出每位听者听清的字数 占总字数的百分比，加上猜测修正，即得到每位听者 的音节清晰度。所有试听者的清晰度的平均值，即为 厅堂的语言音节清晰度。语言声音质评价还包括响度 和音色方面的评判，可让试听者判断声压级的高低是 否合适，听音是否费力以及对语音音色是否满意等。
早期侧向能量因子

20世纪60年代以来，声学家研究发现，不仅 早期反射声能的大小对音质有影响，而且这 些反射声能到达的方向对音质也有影响．来 自侧向的早期反射声能与音质的空间感有关， 由此提出了早期侧向能量因子LF的评价指标， 它定义为: 80 ms 2
LF
5 ms 80 ms 0
pL (t )dt p (t )dt
2
混响时间的频率特性

为了使音乐各声部和语声的低、中、高频的分 量平衡，使音色不失真，还必须照顾到低、中、 高频声能之间的恰当的比例关系。这可以通过 混响时间的频率特性是否平直来加以检验。由 于人耳对低频声音的宽容度较大，同时厅堂室 内界面的装饰材料以及观众的衣饰对中、高频 声能吸收比较大，所以，有些场合允许低频时 间有15%-45%的提升。厅堂混响时间频率特 性对不同厅堂有不同的具体要求。
音质客观评价

尽管厅堂音质的好坏最终是由主观评价 判定的，但为了指导厅堂音质设计，以 及较方便地对厅堂音质进行定量检测， 还必须研究与探寻若干与主观评价显著 相关的，既可测量又可计算的物理指标， 依据它们来进行音质客观评价。经过一 个世纪声学家的研究，发现以下若干物 理指标对决定厅堂音质具有重要意义。
声压级，乐队齐奏平均声压级与强度指数


与音质响度感密切相关的物理指标是声压级。对语言 声和音乐声可以选择不同的声压级标准。对于语言声， 要求声压级应至少达到50~55dB，信嗓比（即语言声 压级与背景噪声声压级之差）要达到10dB以上。如果 厅堂大部分座位处的声压级达到65~75dB时，响度感 觉更为良好。 对于音乐演出，如交响音乐，由于演出时动态范围大 （指最高声压级与最低声压级之间的变化范围），往 往超过40dB，所以给如何评价听音乐演出时的响度感 带来困难。一种办法是通过测量乐队齐奏强音标志乐 段（f）的平均声压级Lpf来评价，希望Lpf达到90dB左 右，响度感觉就比较满意，且空间感也出得来。
音乐声主观评价




关于音乐声音质的主观评价流行着许多术语，如丰满、活跃、温暖、干 涩、沉寂、亲切、清晰、平衡、空间感和环绕感等。 音质的清晰度又称为明晰度（Clarity）。它可分为横向清晰度和纵向清 晰度。前者指相继音符的分离与可辨析的程度，即能听清急速连贯演奏 乐段的旋律。后者指同时演奏的各声部音符的可辨析的程度，即音乐的 透明度和层次感。 音乐的平衡感，指的是低、中、高音部的平衡与协调，即自然音色不失 真、不畸变。音乐的空间感含义较广泛，可包括声源的横向拓宽感和纵 深向的延伸感，还可包括音乐的环绕感，即听众被音乐所包围的感觉。 音质的亲切感指仿佛处身于尺度较小的厅堂中听音的感觉，即对厅堂大 小的听觉印象。 一般认为好的音质应具有四个方面的特征： （1）在丰满度与清晰度之间具有恰当的平衡；（2）具有合适的响度； （3）具有一定的空间感；（4）具有良好的音色，即低、中、高频各声 部取得良好的平衡，音色不畸变、不失真。
容积的确定
Fra Baidu bibliotek


厅堂容积对音质的影响很大。首先根据混响时间计算公式，混响时间正 比于厅堂的容积，因此，当厅堂总吸声量不变时，容积越大，则混响时 间越长。当进行厅堂音质设计时，特别对于以自然声演出为主的观演建 筑，由于乐器和人的嗓音的声功率有限，声能极其宝贵，这类厅堂的设 计都主张尽量不用或少用吸声材料。这时，观众的吸声量占到总声量的 2/3甚至75%以上。当观众的总人数确定时，观众的吸声量基本确定，从 而厅堂的总吸声量可以大体确定。厅堂容积，特别是每座容积对混响时 间的影响就具有举足轻重的作用。 厅堂的容积，特别是每座容积，还影响到厅堂内的响度。响度主要取决 于每位观众所接收到的声能的份额。因此它与声能密度成正比。声能密 度的大小一方面取决于声源的声功率；另一方面又取决于厅堂的容积。 声功率越大，声能密度越大；厅堂容积越大，声能密度则越小，从而响 度也越小。 厅堂的每座容积也是一个重要的设计参量。它在一定程度上控制了混响 时间和响度。若每座容积取值恰当，就可以尽可能少用吸声材料的情况 下，获得合适的混响时间，从而降低建筑造价。
音质设计的步骤


１。厅堂用地的选择。调查比较各种可供选择的场地的环境噪声和振动的状况，作出声环 境影响评价，尽量选择安静的场所。 ２。总平面布置。根据场地声环境影响的评价结果，考虑相应的防噪减振的总体平面方案， 包括观众厅与空调设备机房和其他容易产生噪声与振动干扰的房间的关系。 ３。观众厅容积和体型设计。选择适当的观众厅平面与剖面形式，选择使厅堂容易达到最 佳的混响时间、响度和有利于充分利用有效声能、避免音质缺陷的方案。 ４。音质指标的选择与计算。确定各项音质指标，选定其优选值，进行包括混响时间在内 的各项指标的计算。必要时，可进行计算机仿真和声学缩尺模型试验，作为音质设计的辅 助手段。 ５。噪声振动控制。确定围护结构的隔声方案，进行空调与制冷设备等噪声源在内的消声 与减振设计。 ６。观众厅内部的声学设计。修正观众厅体型，从声学角度参与舞台、乐池、包厢及座椅 布置等细节，布置声反射面，选择与布置吸声材料和结构，进行厅堂内部的声学装修设计。 ７。施工过程的音质测试与调整。必要时，在施工过程中尚应进行音质测试工作，检验各 项音质指标计算的精度，根据测量结果，进行必要的修正设计。 ８。音质评价与验收。竣工后进行音质评价，包括主观评价、听众调查和客观音质测量。 建筑师应根据预定的音质设计的目标，按设计程序组织组织协调各工种专业人员进行各阶 段设计工作，将声学要求与其他建筑要求有机地结合起来，使音质设计融合于建筑总体设 计之中。
明晰度与快速语言传输指数


20世纪50年代以来，声学家们研究发现直达声之后 50ms或80ms内到达的早期反射声能与在此后到达的后 期反射声能之比，对音质具有重要意义．早后期反射 声能比值高，对改善音质清晰度有利，由此提出了明 晰度这一指标． 另一个用于测量评价语言清晰度的物理指标为快速语 言传输指数RASTI．它是通过丹麦B&K公司生产的专用 测试仪器－－语言传输仪3361来测量的．该仪器包括 语言发送仪4425用以发出一个专门的测试信号，以及 接收仪4419来分析所接收到的信号，并自动计算出 RASTI．其值介于0与1之间．