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厅堂建筑如何做声学设计

时间:2012-04-12来源:河南博福环保科技有限公作者:博福

作为听音场所,歌剧院、音乐厅、戏剧院等厅堂建筑的听音质量是第一重要的,因此必须认真做好建筑声学设计,确保其音质。这些建筑物往往投资巨大,动辄数亿乃至数十亿元,若音质不佳,就会造成资源和经费的极大浪费。

那么厅堂建筑该如何做声学设计呢?下面我们从几个方面来做了个探讨,希望对您有所帮助。

一、你听到的声音是怎样来的?

在一个厅堂内,你听到的声音总是包含有两部分:直达声与反射声。

直达声特性:由发声体通过空气中直线距离传达到听众,因而音量最大,到达时间最早。

反射声特性:由厅堂四壁、天花、地板(简称厅堂六面)及厅堂内所有摆设物体多次反射的声音组成,延续时间长(因而也称混响声),信息量丰富(多面反射,多次反射),受反射面形状与材质的影响,因而带上了厅堂特有的声音特性,所以,反射声特性也称“厅堂声音特性”或“厅堂混响声特性”

二、为什么要研究厅堂混响特性?

厅堂内的反射声(或混响声)组成了厅堂内声音的重要部份,它约占到人耳实际所听声音的80%的信息量,因而极大地影响到人耳对声音的感受 好听或不好听,舒适或难受,呆下去或快离开。

所以几个世纪以来,声学专家就在不断研究:什么样的厅堂好听,怎样设计与控制厅堂六面及厅堂摆设物体的形状和材质才能使声音好听。由于人耳听感的复杂性和厅堂声反射的复杂性,即使在有了高速计算机的今天,也没能一劳永逸地解决这一课题,恐怕还要研究几个世纪或更长。好在今天我们已有了基本的理论指导和实践 以及较为成熟的计算机辅助设计手段,在很大程度上已能满足我们的要求。

三、什么样的厅堂声音才好听?

根据到目前为止的认识水平,音质好的厅堂至少得足以下四个厅堂声学条件:

1. 混响时间在0.8--1.5秒之间——太短则声音干瘪,太长则声音发混、发燥;

2. 有良好的声扩散——直达声与反射声均匀扩散;无声聚焦:——无大面积弧形反射面使声音聚焦在一处产生过激点;

3. 无房间谐振——即房间长:宽:高不成整数比,以避免形成有害的房间驻波;

4. 无物体共振——即房间内物体不随声音产生共振,以至于发出声污染。

四、怎样设计或控制厅堂的音质?

在上述四个条件中,后三个较容易通过工程上的控制达到。第一个条件即混响时间的控制则是个难点,所以厅堂的声学设计主要是指混响时间的调控。

五、怎样设计厅堂的混响时间?

混响是由反射引起的,所以在仔细研究了声音在厅堂内所有反射面的反射情况后,就能计算出混响时间。这时计算机是极好的帮手。但这是项复杂的工作,即需要理论指导,也需要反复实践,理论与计算不是万能的。这是所有音乐厅在建设中面的面临的难题,也是专家们最难把握的课题,世界上著名音乐厅成功与失败的例子比比皆是。

在厅堂装饰工程中,为了与音响系统配合以获得好听的总体声音效果,有必要认真进行厅堂的声学设计和处理。但在当今的装饰工程中人们仍然存在着许多模糊认识,以至投巨资装饰完毕的厅堂音响效果却往往难以达到预期的目的,至此留下很多遗憾。1962年,美国林肯中心音乐厅建成时,就是因为音质欠佳,结果推倒重建,直至音质满意为止。这是厅堂建筑史上一个著名的例子。所以我们在做厅堂声学设计的时候一定要注意明了建筑声学设计的程序和工作内容,学习国际先进经验和惯常做法,方能保证我国的厅堂建筑具有良好的音质。