什么是厅堂音质设计?

什么是厅堂音质设计?

[拼音]：tingtang yinzhi sheji

[外文]：acoustic design of auditorium

依据建筑声学的原理，对有特殊听音要求的厅堂所采取的设计措施。一般根据各类厅堂的主观听音要求和相应的声学参数指标，结合厅堂的体型、材料、构造和艺术处理进行设计，因此音质设计应与厅堂的建筑设计同时并进，并且贯穿于建筑设计和施工的全过程。最后，经过必要的测试和主观听音评价，进行适当的调整和修改，以求达到预期的声学效果。

主观听音要求和声学参数

厅堂音质的好坏，视其能否满足听众的听音要求。对于兼作讲话和音乐演出的厅堂，其要求一般可归纳为：适宜的响度、较高的清晰度、恰当的丰满度以及避免音质缺陷和噪声干扰等。人们对听语言的要求较单纯，主要希望清晰度高；而对欣赏音乐的要求则较复杂，除对响度、清晰度有一定的要求外，还有融合、平衡、亲切和空间感等感觉上的要求。这些感觉在声学上没有明确的衡量标准，只能凭主观的感受加以评价。

响度

对语言和音乐都要求有适宜的响度，以保证必要的信噪比。对音乐的响度要求比对语言的响度要求稍高一些。响度与声场强度相应。厅堂中各点的声场强度与声源的功率、同声源的距离、厅堂容积和声能吸收状况有关。欲使各部位的观众席都获得适宜的响度，必须使声场分布均匀。声场的均匀度与声音的扩散程度、合理布置反射面有关。

清晰度

对语言和音乐都要求有较高的清晰度，对语言的要求则更高些。语言的清晰度常用音节清晰度表示，即发出的单音节数与准确听到的单音节数的反比值。在汉语中，音节清晰度超过85％时，语言的可懂程度达95％以上。音乐的清晰度很难用数量表示，它的清晰度通常是指可清楚地区别出每种乐器的音色和听清每一音符。

清晰度与声音的强度、混响时间、反射声分布、背景噪声和近次反射声（在直达声之后50毫秒以内到达的反射声）的能量与总声能的比值等有关。提高清晰度的条件是：信噪比大、混响时间短、反射声分布中不出现延迟时间长的强反射声和近次反射声。

丰满度

通常指听到的声音比较活跃，音色温暖，丰满动听。丰满度对听音乐更为重要，它与混响时间有关。混响时间过短，听到的声音感到干涩；混响时间较长则感到丰满。如果低频混响时间稍长，声音听起来会更丰满。但混响时间不宜过长，以免降低清晰度。

避免音质缺陷和噪声干扰

回声、颤动回声、声聚焦等音质缺陷以及噪声的干扰，对语言和音乐的音质都有影响，应设法避免。这些因素与观众厅的体型、吸声材料的布置以及隔声和隔振措施等有关（见建筑环境噪声控制）。

厅堂音质设计的步骤

可用图1。

总平面布置

对于声学要求较高的建筑，在选址和总平面布置时，尽量远离交通要道和喧闹场所，避免噪声干扰。

确定各项声学指标

与音质设计有关的指标包括观众厅的容积(每座容积)、混响时间和容许噪声级等。有些参数如近次反射声和声扩散，在无定量标准的情况下，只能从吸声处理上加以考虑。各项指标与厅堂的使用要求有关，可根据厅堂的用途并参照图2、图3，厅堂每座容积和容许噪声级（见表）进行选择。指标的选择恰当与否，不仅影响到音质效果，而且影响建造费用。

厅堂体型设计

观众厅的体型设计不仅对音质有很大影响，而且与建筑艺术处理密切相关，可运用声线几何作图法检查体型是否会产生音质缺陷，声场分布是否均匀，以调整好座位的排列和各个反射面，充分利用反射声，避免产生延迟时间较长的强反射声。观众厅的乐池前区中部易产生音质缺陷，可利用舞台口天花板和侧墙作反射面，以便产生一定数量的近次反射声。 R1+R2-D<17米。式中R1为入射声声程；R2为反射声声程；D为直达声声程（图4）。为避免声音受到遮挡，挑台下面空间的深度一般不宜超过开口处高度的两倍，并应调整挑台下天花板的角度，使表面能向观众厅后区反射声音。还可通过声学模型试验，对体型设计作进一步的检查和修改。

计算混响时间和布置吸声材料

厅堂的观众席位数、容积和体型确定后，可利用赛宾公式（见室内声学）计算厅堂的混响时间，并选择最佳的混响时间数值来配置吸声材料。吸声材料可采取分散布置形式，以利于声场的扩散。对于容易产生回声和声聚焦的地方，例如观众厅的后墙，可作声扩散或吸声处理。由于混响时间的计算结果往往与实测值相差较大，因此，在厅堂竣工后还要通过测试并对吸声材料的?贾米鞅匾牡髡源锏缴杓频囊蟆Ｓ行┒喙δ艿奶迷诓煌某『闲枰胁煌幕煜焓奔洌稍诖筇奶旎ò寤蚯缴献爸没疃奈峁梗虿捎萌斯せ煜熳爸茫吹髡筇幕煜焓奔洹?

隔声、隔振和通风消声的计算

为了满足观众厅噪声容许标准的要求，需要对围护结构的隔声能力（见空气声隔声）、机械设备隔振装置（见建筑设备隔振）和通风消声装置（见通风空调系统的噪声控制）进行计算，并采取相应的措施，以求达到选定的指标。

声压级的计算

根据声源功率的大小和厅堂内的吸声情况，可通过对听众席各位置声压级的计算，估计能否满足使用要求。对于较大的厅堂，要考虑装置扩声系统（见室内扩声）。

施工质量的检查

在施工阶段要注意检查吸声材料和构造的安装质量，确保设计的要求。厅堂竣工后，应进行各项音质参数的测定，以鉴定各项指标是否达到设计要求，并组织观众、演员、声学界和文化艺术界人士等对音质进行主观听音评价，以便发现问题，及时调整。

参考书目

L. L.多勒著，吴伟中、叶恒健译：《建筑环境声学》，中国建筑工业出版社，北京，1981。(Leslie L.Doelle.Environmental Acoustics， McGraw-Hill， New York，1972.)