7.1 建筑声学(应用)__室内音质设计.ppt
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建筑声学设计
建筑声学设计建筑声学设计是指在建筑物的设计与施工过程中，根据声学原理和相关标准，采取一系列有效的措施，旨在控制和改善建筑内外的声音环境，提升人们的居住和办公体验。
本文将以建筑声学设计的重要性、设计原则和实施方法三个方面来展开讨论。
一、建筑声学设计的重要性建筑声学设计在现代社会中扮演着至关重要的角色。
首先，合理的声学设计可以提供一个良好的工作和生活环境。
恰当控制建筑内外的噪音，可以减少人们受到的干扰，有利于提高工作生产效率。
其次，合格的建筑声学设计有助于保护人们的听力健康。
长期处于噪音污染环境中，易导致听力损伤等健康问题的发生。
而合适的声学设计能够减轻环境噪声对人们健康的危害。
最后，合理的声学设计还可以提高建筑物的使用价值和观感。
当人们在一个安静、愉悦的环境中工作和生活时，他们的舒适感会得到提升，建筑物本身的价值也会进一步提高。
二、建筑声学设计的原则1. 合理的空间分区：根据不同的使用功能和声学要求，合理划分建筑内的各个空间。
比如在公共区域和功能性区域之间设置隔音墙，以减少噪音的传播。
2. 噪声控制措施：采用合适的隔音材料和技术手段，减少外界噪音的进入。
安装隔音窗、门等设备，有效地切断室外及相邻房间传来的噪声。
3. 合适的吸声处理：在室内空间布置吸声材料，有效吸收和减弱室内声音的反射和共鸣，达到良好的音质效果。
4. 控制震动传输：采取减振措施，以防止结构传来的震动噪声对建筑内部空间的干扰。
例如，在地板和墙体上添加减震材料，减少震动和共振现象。
三、建筑声学设计的实施方法1. 选择合适的建筑材料：在建筑声学设计中，选择适合的建筑材料至关重要。
例如，使用隔音效果好的隔音玻璃，可以降低室外噪音的传入；选择具有吸音性能的材料，如吸音板、吸音墙布等，来改善室内声学环境。
2. 合理的室内布局：根据设计要求，合理安排建筑物内部的空间布局和功能分区。
避免敏感空间与噪声源直接接触，尽量减少声音的传播路径。
3. 采用专业声学模拟软件：利用专业的声学模拟软件，模拟建筑物的声学特性，优化设计方案。
建筑物理《室内音质设计》
建筑物理《室内音质设计》
对于要求有良好听闻条件的房间，建筑 设计主要可以通过空间的体形、尺度、材 料和构造的设计与布置，来利用、限制或 消除上述若干声学现象，为获得优良的室 内音质创造条件。在综合考虑各种有利于 室内音质因素时，应力求取得与建筑造型 和艺术处理效果的统一。
有音质要求的厅堂，可以粗略地归纳 为3类：供语言通信用，供音乐演奏用以及 多用途厅堂。因为供语言通信用的厅堂与 供音乐演奏用的厅堂有不同的要求，所以 需要对他们分别地加以讨论。
建筑物理《室内音质设计》
（４）演奏台应有良好的声扩散，并为乐师们提供 相互听闻的条件。
体形： 对容量小于1000座的音乐厅，可以沿用传统 的“鞋盒”式形体，但应特别注意平行墙间引 起的颤动回声，也可采用扇形平面。 对大容量音乐厅，特别当容量超过1500座， 就必须建立新的、适合大容量音乐厅的形式。 有多边形（墨西哥大学音乐厅）、三角形（挪 威的奥斯陆音乐厅）、圆形（加拿大的汤姆森 音乐厅）、椭圆形（新西兰的克雷斯特彻奇音 乐厅）、六角形英国的加的夫音乐厅）。
建筑物理《室内音质设计》
无楼座听厅堂：在１２５——４０００ Ｈz覆盖频率范围内，
ΔＰ≤6dB 有楼座听厅堂：在１２５——４０００ Ｈz覆盖频率范围内，
ΔＰ≤８dB 5、频率响应：为在听众席上某一位置上接
收到的各频率声压级的均衡程度，关系到 听闻的纯真度。
建筑物理《室内音质设计》
一般厅堂建筑的频率范围为125— 4000Hz，音乐建筑的频率范围通常要扩 展两个倍频，即为63—8000Hz。频率响 应的指标F1为63—8000Hz的覆盖频率范 围内各频率的声压级差，要求F1≤10dB。 可通过实时分析仪测定图形直接求得。 6、早期反射声和声能比（明晰度）
对于要求有良好听闻条件的房间，建筑 设计主要可以通过空间的体形、尺度、材 料和构造的设计与布置，来利用、限制或 消除上述若干声学现象，为获得优良的室 内音质创造条件。在综合考虑各种有利于 室内音质因素时，应力求取得与建筑造型 和艺术处理效果的统一。
有音质要求的厅堂，可以粗略地归纳 为3类：供语言通信用，供音乐演奏用以及 多用途厅堂。因为供语言通信用的厅堂与 供音乐演奏用的厅堂有不同的要求，所以 需要对他们分别地加以讨论。
建筑物理《室内音质设计》
（４）演奏台应有良好的声扩散，并为乐师们提供 相互听闻的条件。
体形： 对容量小于1000座的音乐厅，可以沿用传统 的“鞋盒”式形体，但应特别注意平行墙间引 起的颤动回声，也可采用扇形平面。 对大容量音乐厅，特别当容量超过1500座， 就必须建立新的、适合大容量音乐厅的形式。 有多边形（墨西哥大学音乐厅）、三角形（挪 威的奥斯陆音乐厅）、圆形（加拿大的汤姆森 音乐厅）、椭圆形（新西兰的克雷斯特彻奇音 乐厅）、六角形英国的加的夫音乐厅）。
建筑物理《室内音质设计》
无楼座听厅堂：在１２５——４０００ Ｈz覆盖频率范围内，
ΔＰ≤6dB 有楼座听厅堂：在１２５——４０００ Ｈz覆盖频率范围内，
ΔＰ≤８dB 5、频率响应：为在听众席上某一位置上接
收到的各频率声压级的均衡程度，关系到 听闻的纯真度。
建筑物理《室内音质设计》
一般厅堂建筑的频率范围为125— 4000Hz，音乐建筑的频率范围通常要扩 展两个倍频，即为63—8000Hz。频率响 应的指标F1为63—8000Hz的覆盖频率范 围内各频率的声压级差，要求F1≤10dB。 可通过实时分析仪测定图形直接求得。 6、早期反射声和声能比（明晰度）
室内声学设计PPT课件
•根据哈斯效应，人耳在多声源发声内容相同的情况 下，判断声源位置主要是根据“第一次到达”的声 音。因此，剧场演出时，多扬声器的情况下要考虑 “声象定位”的问题。
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10.掩蔽效应 人耳对一个声音的听觉灵敏度因另外 一个声音的存在而降低的现象叫掩蔽效应。 一个声音高于另一个声音10dB，掩蔽 效应就很小。另外，低频声对高频声的掩 蔽作用大。
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32
• 四.室内装修材料的选择与布置
为保证室内特别是视听空间的的音质效果，
装修材料依据其不同的声学性能正确进行布置是 至关重要的。反射面一般在舞台一侧，采用吸声 系数低的材料；吸声界面一般在舞台对面等处， 采用吸声材料或结构，扩散界面通常在顶部或侧 墙上，结合直达声分布的需要确定，材料的吸声 系数由混响的需要确定。混响时间与室内界面材 料、陈设的种类及其用量有直接关系。
声处理，配置抗反馈的设备如移频器、反馈抑制器、 压限器、移频话筒等。
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18
7.声耦合：
耦合是指两个实体相互依赖于对方的 一个量度。
两空间相通可以交换声能（串声）， 相互干扰。例如两个KTV房通过空调管道 形成耦合空间，或者说舞台和观众厅是声 耦合空间。解决办法：吸声与隔绝。例如 风管与风口的软连接。
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3.理想的频率特性曲线
不同用途的室内有着不同的频率特性曲线要求，
比如会议厅与音乐厅不同。混响设计时，一般先 根据用途确定中频（500Hz）的最佳混响时间。再 按合适的比例确定其他倍频程的混响时间。从而 得到“理想的频率特性曲线”
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10.掩蔽效应 人耳对一个声音的听觉灵敏度因另外 一个声音的存在而降低的现象叫掩蔽效应。 一个声音高于另一个声音10dB，掩蔽 效应就很小。另外，低频声对高频声的掩 蔽作用大。
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• 四.室内装修材料的选择与布置
为保证室内特别是视听空间的的音质效果，
装修材料依据其不同的声学性能正确进行布置是 至关重要的。反射面一般在舞台一侧，采用吸声 系数低的材料；吸声界面一般在舞台对面等处， 采用吸声材料或结构，扩散界面通常在顶部或侧 墙上，结合直达声分布的需要确定，材料的吸声 系数由混响的需要确定。混响时间与室内界面材 料、陈设的种类及其用量有直接关系。
声处理，配置抗反馈的设备如移频器、反馈抑制器、 压限器、移频话筒等。
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7.声耦合：
耦合是指两个实体相互依赖于对方的 一个量度。
两空间相通可以交换声能（串声）， 相互干扰。例如两个KTV房通过空调管道 形成耦合空间，或者说舞台和观众厅是声 耦合空间。解决办法：吸声与隔绝。例如 风管与风口的软连接。
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3.理想的频率特性曲线
不同用途的室内有着不同的频率特性曲线要求，
比如会议厅与音乐厅不同。混响设计时，一般先 根据用途确定中频（500Hz）的最佳混响时间。再 按合适的比例确定其他倍频程的混响时间。从而 得到“理想的频率特性曲线”
《建筑声学课程设计》课件
声音的反射
当声波传播到不同声阻抗的界面时，会发生反射，反射声波 的强度取决于界面两侧声阻抗的差异。反射系数是衡量反射 性能的重要参数。
声音的扩散与干涉
声音的扩散
声音在传播过程中，由于空气分子的热运动和声波的衍射效应，声能会逐渐分 散，使声场分布更加均匀。扩散是改善室内声场均匀性的重要手段。
声音的干涉
03
建筑声学设计
声学设计目标与原则
声学设计目标
创造一个舒适、清晰、悦耳的室 内声环境，满足人们的生活、工 作和娱乐需求。
声学设计原则
遵循声学原理，综合考虑室内外 声学条件，合理利用吸声、反射 、扩散等手段，达到预期的音质 效果。
室内音质设计与评价
室内音质设计
根据建筑空间的特点和使用功能，通 过合理的声学设计和装修材料的选择 ，营造出理想的室内音质效果。
详细描述
录音室的声学设计需要充分考虑声音的反射 、扩散和吸收等因素，以保证声音的纯净度 和清晰度。设计时需要考虑建筑内部结构和 材料的选择，以及隔音和吸音措施的应用。
THANKS
感谢观看
衰减。
声音的分类与计量
01
02
03
声音的分类
根据声音的频率、波形和 强度等特征进行分类。
声音的计量
使用分贝、声压级、声功 率级等单位来计量声音的 大小。
声音的频谱分析
通过频谱分析，了解声音 中各个频率成分的分布情 况。
02
建筑声学原理
声音的吸收与反射
声音的吸收
声波在传播过程中，遇到不同介质时，部分声能被吸收转化 为其他形式的能量，如热能。不同材料对声能的吸收能力不 同，吸声系数是衡量材料吸声性能的重要参数。
声波
声音在介质中的传播形式。
当声波传播到不同声阻抗的界面时，会发生反射，反射声波 的强度取决于界面两侧声阻抗的差异。反射系数是衡量反射 性能的重要参数。
声音的扩散与干涉
声音的扩散
声音在传播过程中，由于空气分子的热运动和声波的衍射效应，声能会逐渐分 散，使声场分布更加均匀。扩散是改善室内声场均匀性的重要手段。
声音的干涉
03
建筑声学设计
声学设计目标与原则
声学设计目标
创造一个舒适、清晰、悦耳的室 内声环境，满足人们的生活、工 作和娱乐需求。
声学设计原则
遵循声学原理，综合考虑室内外 声学条件，合理利用吸声、反射 、扩散等手段，达到预期的音质 效果。
室内音质设计与评价
室内音质设计
根据建筑空间的特点和使用功能，通 过合理的声学设计和装修材料的选择 ，营造出理想的室内音质效果。
详细描述
录音室的声学设计需要充分考虑声音的反射 、扩散和吸收等因素，以保证声音的纯净度 和清晰度。设计时需要考虑建筑内部结构和 材料的选择，以及隔音和吸音措施的应用。
THANKS
感谢观看
衰减。
声音的分类与计量
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声音的分类
根据声音的频率、波形和 强度等特征进行分类。
声音的计量
使用分贝、声压级、声功 率级等单位来计量声音的 大小。
声音的频谱分析
通过频谱分析，了解声音 中各个频率成分的分布情 况。
02
建筑声学原理
声音的吸收与反射
声音的吸收
声波在传播过程中，遇到不同介质时，部分声能被吸收转化 为其他形式的能量，如热能。不同材料对声能的吸收能力不 同，吸声系数是衡量材料吸声性能的重要参数。
声波
声音在介质中的传播形式。
房间声学设计PPT课件
7
赛宾—努特生公式：在赛宾公式的基础上增加了针 对高频部分的空气吸收。适用与房间较大，且吸 声能力较弱的房间。
艾润—努特生公式：在艾润公式的基础上增加了针 对高频部分的空气吸收。适用于房间较大，且吸 声能力较强的房间。
8
室内声能均匀分布 不出现回声
9
10
前面所示的两个图片是典型的室内声场分布的形象 化表示。 第一张图片中显示的低频部分在室内形成的稳定 声场。从图中可以看出室内声场的起伏较大。造 成这个现象的主要原因是低频部分声波波长较大， 与房间室内的几何尺寸能够形成简单的倍数关系， 因此不能再室内形成稳定的混响声场，加之平行 墙面造成的驻波现象存在。
15
家庭影院特点（二）： 家庭影院一般位于家庭或者写字楼内，因此家
庭影院与周围空间的相互干扰问题需要妥善的解 决。同时要求满足家庭影院内背景噪声的要求。
16
小空间内的声学指标
根据小空间使用要求不同，其声学指标也不尽相 同。例如录音室，其声学指标要求背景噪声满足 NR-20曲线要求，混响时间一般要求小于0.5S， 个别用途的录音室混响时间要求小于0.3S；家庭 影院、试听室等一般要求背景满足NR20曲线要 求即可，混响时间一般控制在0.3~0.4S即可。
11
第二张的图片中是高频部分声能在室内形成的 稳定声场。图中显示声场起伏较小。高频部分声 波的波长较短，能再在房间内形成多次反射。
12
13
降低室内噪声和振动干扰
14
家庭影院中的声环境问题
家庭影院的空间特点（一）： 由于小空间内房间尺寸较小，与声波波长能
发生一定的比例关系，尤其是在低频部分200Hz 甚至是更低的频段左右。因此小房间固有的共振 模式会引起某部分频段声音能量衰减不同于正常 的衰减过程，或者共振频率集中于某一频段，造 成声染色现象，造成室内听音效果变差。
赛宾—努特生公式：在赛宾公式的基础上增加了针 对高频部分的空气吸收。适用与房间较大，且吸 声能力较弱的房间。
艾润—努特生公式：在艾润公式的基础上增加了针 对高频部分的空气吸收。适用于房间较大，且吸 声能力较强的房间。
8
室内声能均匀分布 不出现回声
9
10
前面所示的两个图片是典型的室内声场分布的形象 化表示。 第一张图片中显示的低频部分在室内形成的稳定 声场。从图中可以看出室内声场的起伏较大。造 成这个现象的主要原因是低频部分声波波长较大， 与房间室内的几何尺寸能够形成简单的倍数关系， 因此不能再室内形成稳定的混响声场，加之平行 墙面造成的驻波现象存在。
15
家庭影院特点（二）： 家庭影院一般位于家庭或者写字楼内，因此家
庭影院与周围空间的相互干扰问题需要妥善的解 决。同时要求满足家庭影院内背景噪声的要求。
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小空间内的声学指标
根据小空间使用要求不同，其声学指标也不尽相 同。例如录音室，其声学指标要求背景噪声满足 NR-20曲线要求，混响时间一般要求小于0.5S， 个别用途的录音室混响时间要求小于0.3S；家庭 影院、试听室等一般要求背景满足NR20曲线要 求即可，混响时间一般控制在0.3~0.4S即可。
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第二张的图片中是高频部分声能在室内形成的 稳定声场。图中显示声场起伏较小。高频部分声 波的波长较短，能再在房间内形成多次反射。
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降低室内噪声和振动干扰
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家庭影院中的声环境问题
家庭影院的空间特点（一）： 由于小空间内房间尺寸较小，与声波波长能
发生一定的比例关系，尤其是在低频部分200Hz 甚至是更低的频段左右。因此小房间固有的共振 模式会引起某部分频段声音能量衰减不同于正常 的衰减过程，或者共振频率集中于某一频段，造 成声染色现象，造成室内听音效果变差。
建筑声学-11室内声学与厅堂音质设计
原来方向前进。 ▪ 把声波的传播看做沿声线传播的声能，而忽略声波的波动性能。
4
几何声学方法： 适用条件：反射面或障碍物的尺寸要远大于声波的波长。 ——中高频声音、房间尺度较大。 ——对于低频声，如63~125Hz，波长为5.4m~2.7m。因此，在一个各个表
面尺寸均小于声波波长的小房间内，几何反射定律将不适用。
▪ P376 表17-1
27
二、客观技术指标 2．频率特性 ▪ 为了使音乐各声部和语音的低、中、高频的分量平衡，使音色不失
真，还必须照顾到低、中、高频声能之间的比例关系。 ▪ 由于人耳对低频声的宽容度较大，同时厅堂内界面和观众衣饰对中
高频的声能吸收较大，所以允许低频混响时间有15%-45%的提升。 ▪ 对于不同厅堂有不同具体要求。（录音室——以平直为主）
i 1
i 1
V T60 0.161 A
13
▪ 工程中普遍采用伊林（Erying）公式 ▪ 伊林公式在赛宾公式的基础上考虑了空气吸收的影响。
T60
-
S
0.161V
ln(1 ) 4 m V
▪ 空气吸声与声音频率有关，频率越高，空气吸声系数（4m）越大；频 率小于1000Hz时，4mV一项可省去。
25
4．优美的音质 ▪ 对于音乐声来说，除了听得见、听得清这些基本要求外，室内音质
设计还需要给听众提供听得舒服的环境。因此，为了让室内声音具 有优美的音质，还需要注意以下两方面： 1）足够的丰满度。丰满度的含意有：声音饱满、圆润，音色浑厚、温 暖，余音悠扬、有弹性。总之，它可以定义为声源在室内发声与在 露天发声相比较，在音质上的提高程度。（反射声：温暖or活跃） 2）良好的空间感。是指室内声场给听者提供的一种声音在室内的空间 传播感觉。其中包括听者对声源方向的判断（方向感），距声源远 近的判断（距离感）和对属于室内声场的空间感觉（环绕感、围绕 感）。
4
几何声学方法： 适用条件：反射面或障碍物的尺寸要远大于声波的波长。 ——中高频声音、房间尺度较大。 ——对于低频声，如63~125Hz，波长为5.4m~2.7m。因此，在一个各个表
面尺寸均小于声波波长的小房间内，几何反射定律将不适用。
▪ P376 表17-1
27
二、客观技术指标 2．频率特性 ▪ 为了使音乐各声部和语音的低、中、高频的分量平衡，使音色不失
真，还必须照顾到低、中、高频声能之间的比例关系。 ▪ 由于人耳对低频声的宽容度较大，同时厅堂内界面和观众衣饰对中
高频的声能吸收较大，所以允许低频混响时间有15%-45%的提升。 ▪ 对于不同厅堂有不同具体要求。（录音室——以平直为主）
i 1
i 1
V T60 0.161 A
13
▪ 工程中普遍采用伊林（Erying）公式 ▪ 伊林公式在赛宾公式的基础上考虑了空气吸收的影响。
T60
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S
0.161V
ln(1 ) 4 m V
▪ 空气吸声与声音频率有关，频率越高，空气吸声系数（4m）越大；频 率小于1000Hz时，4mV一项可省去。
25
4．优美的音质 ▪ 对于音乐声来说，除了听得见、听得清这些基本要求外，室内音质
设计还需要给听众提供听得舒服的环境。因此，为了让室内声音具 有优美的音质，还需要注意以下两方面： 1）足够的丰满度。丰满度的含意有：声音饱满、圆润，音色浑厚、温 暖，余音悠扬、有弹性。总之，它可以定义为声源在室内发声与在 露天发声相比较，在音质上的提高程度。（反射声：温暖or活跃） 2）良好的空间感。是指室内声场给听者提供的一种声音在室内的空间 传播感觉。其中包括听者对声源方向的判断（方向感），距声源远 近的判断（距离感）和对属于室内声场的空间感觉（环绕感、围绕 感）。
《建筑声学课程设计》PPT课件
可整理ppt
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以往建筑声学课程设计的主要问题
观众厅平面形式的合理性： 平面设计的问题较少：大多数同学设计的观众 厅平面形式基本合理，也考虑了侧墙的声反射 设计和声扩散设计。但是，很多同学的侧墙扩 散处理不当，反而会造成声缺陷，即声音由座 位后面反射到座位。个别同学的平面不合理： 平面太宽，中间座位缺乏前次反射声；后墙为 弧形，且未作声学处理，会产生声缺陷。
观众厅总容积7137.12m3，每座容积为9.28m3。
可整理ppt
2
厅堂平面
可整理ppt
3
厅堂剖面
可整理ppt
4
2. 音质设计要求
观众厅的音质要求 （1）合适的混响时间和频率特性曲线。 （2）厅堂内各个部位都应有足够的响度。 （3）厅堂内声能应分布均匀，声音扩散充分。 （4）前次反射声，使音乐厅具有亲切感。 （5）厅堂内无回声、颤动回声、声聚焦、声失真、
（GB/T50356－2005）
频率（Hz） 歌剧院 戏曲、话剧院 电影院 会场、礼堂、多用厅堂
125
1.00~1.30 1.00~1.10 1.10~1.20
1.00~1.20
250
1.00~1.15 1.00~1.10 1.00~1.10
1.00~1.20
2000 4000
0.90~1.00 0.90~1.00 0.90~1.00 0.80~0.90 0.80~0.90 0.80~1.00
声影等缺陷； （6）允许噪声指标为NR25～30。
可整理ppt
5
3. 混响时间的确定
对于古典音乐，混响时间建议为1.7~1.8秒； 对于一般的交响乐剧目，中频混响时间为1.8~2.0秒； 对于激情或者伤感的现代音乐，中频混响时间为1.7~1.8秒； 对于巴洛克时期的音乐，混响时间约1.6~1.8秒； 对室内乐、民族乐，混响时间范围是1.8~2.05秒；
声学第5讲 室内音质设计1
声学第5讲室内音质设计1声学第5讲室内音质设计1声学第5课室内音质设计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多功能厅声学第5课室内音质设计15.1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。
声学第5课室内音质设计13)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：指在语言室中是否能清晰地听到声音。
清晰度与混响时间和响度，以及声音的空间反射和衰减的频率特性直接相关。
音节清晰度清晰：听众正确听到的音节数100%测听所发出的全部音节数近二次反射声能与总声能之比。
有两种表现形式：一是清晰区分无声源的音色；其次，你可以清楚地听到每个音符。
声学第5讲室内音质设计1声学第5课室内音质设计1声学第5讲室内音质设计1饱满度：指室内音质相对于室外音质的改善。
它指的是人的声音或余音。
或活跃（悠扬的余音），或亲切（坚实而饱满）或温暖（浓重的音调）。
户外感觉“干燥”而不饱满。
与饱满度相对应的物理指标是混响时间。
立体感（空间感）：指人们对声音的体验，具有身临其境的效果、一致的听觉和视觉方向以及真实性。
包括方向感、距离感（亲切感）、环境感等。
空间感与反射声的强度、时间分布和空间分布密切相关。
声学第5讲室内音质设计1色度感：主要是指对声源音色的维护和美化。
良好的室内声学设计应防止音色失真。
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室内音质设计中，在建筑方案设计初期首先应根据建 筑功能和所容纳的人数来确定厅堂的容积值。厅堂容积的 大小不仅影响到音质效果，而且也直接影响到建筑的艺术 造型、结构体系、空调设备和经济造价等方面。因此，厅 堂容积的确定必须加以综合考虑。
7.1.2 厅堂容积的确定
问题：厅堂容积的影响因素？
1、决定因素 1）响度: 体积大，声源不 变的情况下，声能密度D小，则 Lp较小。 以电声为主（保证响度） ——体积不受限制 以自然声为主 ——体积受限制
回声的产生
d.措施：顶棚高度<13m或吸声扩散。整楼座栏板倾角或吸声处理。 后墙处理： 吸声，吸声系数>0.6的强吸声。 倾角，调整向后部提供一次反射。 扩散，不形成定向反射。
消除回声处理措施
2）颤动回声 a.出现部位： 平行墙面间。 b.产生条件： （a） 声源与接收点同在平行墙面间。 （b） 墙面强反射。 c.危害 干扰听闻，破坏音质。 d.措施 (a) 相对墙面夹角>5°。 (b) 墙面扩散，吸声处理。
剧院内装修
c.过高顶棚可在舞台前悬吊反射板。
舞台反射面及反射罩
舞台反射罩
2）后部顶棚 原则：向观众席及侧墙扩散声能。 形式：如折板式、锯齿式、扩散体式。
厅堂后部顶棚
C.侧墙处理——平面形式 1）基本平面分类 矩形、扇形、马蹄形 演变：钟形、六角形
侧墙反射示意
侧墙反射身线设计示意
2）平面形状的选择。 原则： 前次反射声的多少 ，声场分布均匀，特殊形状应 作处理。 a 一般以钟形、矩形平面较 多。
2．合适的响度 响度是人感受到的声音的大小。音质的好坏首先要有 足够的响度，让听众能听得见。对于自然声演奏的观演建 筑来说，足够的响度是最基本的要求。 3．较高的清晰度和明晰度 语言声要求具有一定的清晰度，而音乐声则需达到期 望的明晰度。 音乐的明晰度具有两方面的含意：一是能够清楚地辨 别出每一种声源的音色，二是能够听清每个音符，对于节 奏较快的音乐也能感到其旋律分明。
2、混响时间及频率特性 混响时间的长短，频率特性是否平直，是衡量厅堂音质 的最基本、重要的参数，也是设计阶段准确控制的指标。 作用：直接对清晰度、丰满度、明亮度的等影响，混响时间 适当，可保证各声部间平衡。 评价：125~4000Hz6个倍频带。以500Hz为代表，大量的经主 观评价认定为音质良好的观众厅，进行RT测定所 得到的统计平均值作为标准。 3、声脉冲响应分析（反射声的时间分布） 早期反射声：在房间内，可与直达声共同产生所需音质效果 的各反射声 (50ms内所到达的反射声)。
B. 顶棚形状——剖面设计 1）前部顶棚（台口附近） 顶棚可向厅内绝大多数地方提供一次反射，故其高度 与倾角十分重要 原则： 一次反射均匀的分布在大部分观众席。
顶棚反射
剧院剖面
a.尽可能控制面光孔的面积。 单排灯净空约0.7m,双排灯<1.2m。
剧院剖面
b.利用好前部每块面积
音箱桥下部
音箱桥与面光孔间面积 面光孔下底板
厅堂的体形设计直接关系到直达声的分布、反射声的 空间和时间构成以及是否有声缺陷，是音质设计中较为重 要的环节。厅堂的体形设计包括合理选择大厅平、剖面的 形式、尺寸和比例以及各部分表面（如顶棚、墙面）的具 体尺寸、倾角和形式等一系列内容。因此合理的体形设计 是获得良好室内音质的重要前提。
7.1.3 厅堂的体形设计
10)对有扩声系统的厅堂，尚必须配合电声工程师进行 扩声设计。
思考题： 室内音质的主观评价有哪些？ 在音质设计中用哪些方面来保证音质良好？
本知识点要点： 主要介绍了主观评价标准的四个方面： 无声缺陷 、合适的响度 、较高的清晰度和明晰 度及优美的音质 。 客观评价标准的四个方面： 声压级及声场不均匀度 、混响时间及其频率特 性 、反射声的时间分布 、反射声的空间分布及允许 噪声级 。 音质设计内容。
5）根据房间情况及声源声功率大小计算室内声压级大 小，并决定是否采用电声系统。
6）确定室内允许噪声标准，计算室内背景声压级，确 定采用哪些噪声控制措施。
7）在大厅主体结构完工之后，室内声学装修中，进行 声学测试，如有问题进行设计调整。
8）工程完成后进行音质测量和评价。
9）对于重要的厅堂，必要时应用计算机仿真及缩尺模 型技术配合进行音质设计。
顶棚和侧墙
2）分析方式 将时差转换声程差进行判断 50ms——17m 30ms——10.2m 20ms——6.8m
S’
A1
检验回声：
R2 D R1+R2-D<17m S’A1=SA1
R1
S
3）一般原则 按厅堂首排座位与声源的距离——10m 顶棚高度<13m 厅堂宽度<26m （按17m声程差计算） 超过此尺度，应加以特殊处理
3) 吸声材料均匀布置
厅堂声扩散处理
1）将厅堂内表面处理成不规则形状和设扩散体。
厅堂声扩散处理
墙面声扩散处理
2）体形设计中采用不规则平、剖面处理。
厅堂声扩散处理
3) 吸声材料均匀布置
厅堂吸声扩散处理
4、消除声缺陷 1）回声 a 出现部位：舞台、乐池、观众席前部 b 产生部位：后墙相接的顶棚 后墙 楼座栏板 c 危害： 干扰听闻、破坏音质 二次反射 一次反射 二次反射
厅堂内景
2）混响时间 RT 与 V 成正比，与 A 成反比。厅堂中，观众吸声量占所需 总吸声量的1/2~2/3，故观众吸声量起很大的作用。 控制好厅堂的容积V与观众人数的比例，就在相当程度上 保证或控制了RT。
音乐厅声学模型模拟
2、每座容积
对已判定为音质良好的厅堂大量统计分析所得到的结
果。 音乐厅8~10m3/ 每座， 歌剧院6~8 m3/每座，
4．优美的音质 对于音乐声来说，除了听得见、听得清这些基本 要求外，室内音质设计还需要给听众提供听得舒服的 环境。因此，为了让室内声音具有优美的音质，还需 要注意以下两方面： （1）足够的丰满度。这一要求主要是对音乐声，对 于语言则为次要的。丰满度的含意有：声音饱满、圆 润，音色浑厚、温暖，余音悠扬、有弹性。总之，它 可以定义为声源在室内发声与在露天发声相比较，在 音质上的提高程度。 （2）良好的空间感。是指室内声场给听者提供的一 种声音在室内的空间传播感觉。其中包括听者对声源 方向的判断（方向感），距声源远近的判断（距离感 又可称为亲切感）和对属于室内声场的空间感觉（环 绕感、围绕感）。
3）声聚焦 a.出现部位：弧形墙面、壳形顶棚前的空间某位置。
b.产生条件：曲率半径小，强反射。
声聚焦示意
c. 危害：
形成第二声源，严重干扰听闻。 室内声场极不均匀。
d. 措施： 避免使用弧形墙面。
厅堂高度≥2R 弧形墙面上扩散吸声处理
声聚焦示意
声聚焦处理实例
4）声影 a.出现部位：楼座挑台下 方。 b.产生条件：挑台过深。 c.危害：堂座后区反射声 被遮挡，响度不够，音质 较差。 ｄ.措施：取合适的楼座 挑台高度与深度比厅内充 分扩散声能。
4、方向性扩散（反射声的空间分布） 厅堂中指定位置各方向反射声的强度与数量。 5、 背景噪声 A声级或是NR数。
讨论：为什么混响时间相同的大厅音质可能不同？
国家大剧院
三、音质设计内容 音质设计必须是声学工程师、建筑师、业主密切合作、 相互协调。一个音质良好的大厅一定是集体合作的结晶。 主要包括以下方面： 1）选址、建筑总图设计和各房间的合理配置，目的是防 止外界噪声和附属房间对主要听音房间的噪声干扰。 2）在满足使用要求的前提下，确定经济合理的房间容积 和每座容积。 3）通过体形设计，充分利用有效声能，使反射声在时间 和空间上合理分布，并防止声学缺陷。 4）根据使用要求，确定合适的混响时间及频率特性，计 算大厅吸声量，选择吸声材料与结构。
b 扇形平面，墙面与中轴夹 角<8~10°。
c 弧形墙面须做扩散或吸声 处理。 一个简单几何形平面，若不 做特殊处理，视线最好的中前 区将会缺乏一次侧向反射声。
侧墙反射示意
பைடு நூலகம்
侧墙处理示意
3、 扩散设计 三种方式达到声扩散的目 的 1）将厅堂内表面处理 成不规则形状和设扩散体。 2）体形设计中采用不 规则平、剖面处理。
1、充分利用直达声——保 证直达声可达到每个听众 1）影响因素： a 长距离的自然衰减 - 6dB/倍距离
b 遮挡和掠射吸收 （30m有10~20dB的衰减） c 偏离辐射主轴角度增大 时，高频声明显减弱。
人讲话水平面指向性特征图
2）措施： a 控制大厅尺寸比例 避免过长。使观众席位尽可能靠近 声源，一般剧场长度 <30m，最大<36m ，音乐厅<45m ,
音乐厅示意
米兰阿拉斯卡拉歌剧院
多用途剧场、礼堂5~6m3/每座， 讲演厅、大教室4m3/每座（推荐值）。
礼堂
大教室
•3、 确定V方法
•
•
功能——选每座容积
容量——观众数量
在确定厅堂的容积后,如何确定厅堂的平剖面及 内部构造呢?
厅堂内景
思考题： 确定房间容积需考虑的因素有哪些？
本知识点要点： 主要介绍了厅堂容积确定的两个主要因素： 足够的响度及合适的混响时间。
1）对响度的影响 50ms以内的反射声起到加强直达声的作用，其数量越 多，响度增大越明显。 2）对清晰度的影响 声学比越大，语言清晰度越高。 混响长的厅堂，提高声学比。 3）对丰满度的影响 缺乏早期反射声，使直达声与混响声脱节，感觉声音 断续、飘浮，声音干涩。 使低频RT较中频RT长，保证30ms内早期反射声的数量 ，可增加声音的丰满度和温暖感。 4）对亲切感的影响 20ms左右的早期反射声的多少决定了亲切感。
室内音质设计是建筑声学设计的 一项重要组成部分。在以听闻功能 为主或有声学要求的建筑中，如音 乐厅、剧场、电影院、会议厅、报 告厅、多功能厅、审判厅、大教室、 体育馆以及录音室、演播室等建筑， 其音质设计的好坏往往是评价建筑 设计优劣的决定性因素之一。室内 最终是否具有良好的音质，不仅取 决于声源本身和电声系统的性能， 而且取决于室内良好的建筑声学环 境。而室内良好的建声环境评价有 主观评价标准及客观评价标准来两 种评价方式。