声学第5讲 室内音质设计1

声学第5讲 室内音质设计1

第五讲 室内音质设计厅堂按声源性质分类： 1语言用厅堂，2音乐用厅堂，3多功能厅

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5.1 室内良好音质应具备的条件1)合适的响度： 指人们听到的声音的大小。足够的响度是室内具有良好 音质的基本条件。与响度相对应的物理指标是声压级。 合适：对于语言用厅堂，不低于60~65dB;对于音乐用 厅堂， 40~80dB;干扰噪声的水平应低于所听音 10dB。 影响因素：声源功率；厅体积；房间的体形和吸声状； 允许噪声级；扩声系统 2)声能分布均匀：响度均匀，声压级差别不大。对录音 室1~3dB;一般厅堂，±3dB。体形设计时进行扩散 处理，安装各种扩散体；均匀布置吸声材料。

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3)有满意的清晰度、明晰度、丰满度和 立体感可懂度：听者对语言的可理解和听懂程度，习惯上当语言 单位间有上下文联系时，用可懂度；上下文无联系时用清 晰度。

清晰度：指语言用房间中，声音是否听得清楚。清晰度与混响时间和响度有直接关系，还与声音的空间的反射情况及衰减的频率特性等 综合因素有关。

音节清晰度

明晰度：

听众正确听到的音节数 100% 测听所发出的全部音节 数

是指近次反射声能与总的声能之比。表现有二：一是指能 清楚辨别没种声源的音色；二是能听清每个音符。

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丰满度：指相对于室外而言，室内声音音质的 提高程度。或指人们对声音发出后“余音”的 感觉。或称活跃(余音悠扬),或称亲切(坚 实饱满)或称温暖(音色浑厚)。在室外感觉 “干瘪”,不丰满。与丰满度相对应的物理指 标是混响时间。立体感(空间感) :是指人们对声音的感受 具有身临其境的效果听视方向一致，真实。包 括方向感、距离感(亲切感)、围绕感等。空 间感与反射声的强度、时间分布、空间分布有 密切关系。

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色度感：主要是指对声源音色的保持和美化。良好的室内声 学设计要保持音色不产生失真。另外，还应对声源 具有一定美化作用，如“温暖”、“华丽”、“明 亮”。色度感：相对应的物理指标主要是混响时间 的频率特性以及早期衰减的频率特性 。

4)有合适的混响时间对于语言用厅堂有合适的混响0.8~1.1秒;对于音乐用 厅堂稍长些，与体积有关；无明显噪声干扰。

5)动态范围大：能听清低音与高音。6)无任何声学缺陷： 声聚焦，回声，颤动回声，声影，近似回 声等。

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5.2 音质的主观评价与客观指标 5.2.1语言声主观评价与属性

名称 响度 清晰度 宏亮感 自我感 回声 噪声

主观评价 合适、不够、轻 听得清 听不清 宏亮 干涩 不费劲 费劲 没有 有 安静 吵闹

声学术语 响度 清晰度 丰满度 反应及时性 回声干扰 噪

声干扰

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5.2.2音乐声主观评价属性名称 响度☆ 主观评价 音量合适、不足 声学术语 响度

饱满感☆亲切感 清楚感☆

音质饱满亲切 声音清楚

不饱满不亲切 不清楚

丰满度亲切感 清晰度

融合程度平衡感 扩散感 乐队空间感 回声☆ 噪声☆

融合平衡 有柔和感 空间感 没有 安静

不融合不平衡 不柔和 无空间感 有 吵闹

整体感平衡感 扩散 空间感 回声干扰 噪声干扰

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5.2.3 客观指标声压级：房间中某处的声压级反映了该处的响度。在声源功率一定的情况下，增大声压级需要获得更多的反射声。

混响时间T60:T60与室内的混响感、丰满度、清晰度有很大关系。T60越长，越感丰满，但清晰度越差；T60越短，越感“干 ”, 但清晰度提高。T60的频率特性与音色有一定关系。T60低频适当增 长，声音有温暖感、震撼感；T60高频适当增长，声音有明亮感、 清脆感。

反射声时间序列分布：人们最先听到的是直达声，之后是来自各个界面的反射声。一般的，直达声后50ms内到达的声音被称为近 次反射声，这部分声音对加强直达声响度、提高清晰度、维护声源 方向起到很大作用。对于语言，人们提出清晰度D(difinition)的概 念，对于音乐人们提出明晰度C(Clarity)的概念。

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50ms以外的反射声一般被认为是混响声，混响 声对丰满度、环绕度、清晰度、方向感有一定 影响。混响声越多、越强，丰满度、环绕度高， 但清晰度变差；强的50ms以外的反射声会产生 回声，并影响方向判断。近次反射声和混响声 中间不能脱节，否则，虽然混响时间较长但丰 满度不够。

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空间分布：

来自前方的近次反射声能 够增加亲切感，来自侧向 的反射声能够增加环绕感。 一般讲，听者左右两耳接 收的侧向反射声有较大差 别，形成了人们对声源的 空间印象。

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总图布置、房间组合 目的：防止外界噪声和附属房间对主要听音室的影响和噪声干扰. 方法：布局合理，现场测定噪声.

确定容积 目的：满足使用要求，造价合理 方法：综合建筑、结构、声学、照明通风,造价施工等因素

5.3 音质设 计的方法程 序与步骤

体型设计 目的：充分利用有效声能、避免音质缺陷 方法：几何声学作用或模型实验

噪声控制 目的： 保证室内达 到噪声允许标准。 方法： 计算和试验 隔声措施、 设备噪 声控制

混响时间选择和 控制 目的： 达到合适的 混响时间。 方法： 计算布置吸 声材料、 模型试验

声场计算 目的： 响度达到合 适,声能分布均 匀。 方法： 计算或模型 试验

扩声系统设计 目的： 有足够的响 度和清晰度。 方法：计算设计

施工中的测试和调整 目的：检查音质设计指标 方法

:现场测量、采取措施

音质鉴定 目的：指标是否达到要求 方法：客观指标测量，主观评价

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音质设计应遵循以下几个原则：

1)防止外部噪声及振动传入室内，使室内 的背景噪声足够低。2)使室内各处都有足够的响度，并保证声 场分布尽可能均匀。对于以自然声为主的 厅堂，要注意选择适当的规模。 3)听众各点应安排足够的近次反射声。

4)使房间具有与使用目的相适应的混响时 间。5)防止出现回声、多重回声、声聚焦、声 遮挡、声染色等声学缺陷。

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5.3.1 总图布置和房间组合 主要从区域规划和 单体设计上控制外 界噪声。 利用噪声等值线 利用过渡地带和吵 闹场所屏蔽噪声。 将静室与闹室分开 布置等

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5.3.2 容积的确定1)、保证厅内有足够的响度。对于以自然声为主的厅堂，大厅的体积有一定限度。以电声为主的可以不受限制。(推荐值见下表) 用途 最大体积(m3) 讲演 话剧 独唱 10000 大型交响乐 20000

2000-3000 6000

2)、合适的混响时间。人的吸声量占房间吸声量很大部分1/3~2/3。不 同用途的厅堂的混响时间与每座容积率关系较大。 用途 推荐每座容积(m3)

音乐厅歌剧院 多功能厅、礼堂 演讲厅、教室 电影院

8-106-8 5-6 3-5 4

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5.3.3体型的确定

关系到直达声、近次反射声、混响声在室内 的分布情况，对音质有很大的影响，是声学 设计的主要内容： 平面形式、剖面形式、房间尺寸比例、室内 反射面(天花墙面)形式做法，反射板设计 等。

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(1)、体形的确定方法:几何声学法(声线法)

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(2)体形的确定原则 A.充分利用直达声

直接影响响度和清晰度,直达 声有衰减,被听众吸收衰减更 快。措施:*保证直达声到达每个观众,

控制纵向长度：对于自然声 <30m,对于扩声系统可以放 宽，但对于电影即使用扩声 <40m(声像才同步)。

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*观众席布置尽量靠近声源： 在平面上采用扇形、六角形、马蹄形

剖面上：观众厅人数>1500人 时，采用一层眺台，>2500人 时，二层或多层眺台。

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