建筑声环境第四章3打印版

第四节各类建筑的音质设计应当把整个建筑物作为一个整体，进行声环境的设计。以下分别叙述音乐厅等各类建筑的音质设计。必须注意的是，各类建筑物的音质要求各不相同，设计中要解决的主要问题也不一样，应当根据以上几节中阐述的原则和方法，结合实际，灵活处理。还必须注意，这些建筑中都有很多附属房间，如门厅、休息厅、走廊等等，它们对创造整个建筑的声环境也起着重要作用，不可忽视。例如沉寂的门厅、走廊，会使人感到观众厅的音质更加丰满。相反，混响很长的门厅、走廊，不仅会使整个建筑给人以嗜杂的印象，而且会影响人们对观众厅音质丰满度的感受。总之，应当把整个建筑物作为一个整体，进行声环境的设计，其中也包括使建筑韧的各个部分都能保证在适当的噪声水平之下。孤立地设计观众厅等部分，往往不能取得应有的效果。一、音乐厅1、音乐厅音质设计特点音乐厅是为交响乐、室内乐、声乐等音乐演出用的大厅。它在建筑上与一般剧场的主要不同之处在于没有单独的舞台空间，不设乐池，演奏席与观众席在同一空间之中。演出大多靠自然声。音乐厅的规模视其用途有大有小，交响乐大厅的规模多在1200座到2000座之间。音乐厅在体型方面，上一世纪建造的多是古典的“鞋盒式”。以后，音乐厅的体型开始多样化，现代音乐厅的体型多是“梯田式”。有些音乐厅采用古典的“鞋盒式”与“梯田式”相结合的方式。古典音乐厅的音质一直都受到很高的评价，有的至今仍被奉为音乐厅音质的典范。以后的音乐厅体型开始多样化，其共同的特点是平面变宽，两侧墙面形成张角，天花相对较低。这种大厅的音质大多不如古典大厅。近30年来，为增加观众席的今次反射声，增加扩散，在体型处理上进行了许多新的尝试，出现了各种各样的新型音乐厅。如斯图加特音乐厅。在新型音乐厅中，影响最大的要算1963建成的柏林交响乐大厅。它彻底改变了传统的“鞋盒式”，以演奏台为中心，在其周围布置不同高度的观众席，使观众与演奏台的距离大为缩短。由于观众席平面的高度不同，其侧墙还能形成一定的反射声。演奏台的上部布置了曲面的扩散板，使乐队声可以向周围扩散，这种形式的音乐厅后来被称为“梯田式”，后来被广泛应用于现代音乐厅的设计。音乐厅的音质设计大体上应当遵循以下原则；1．使大厅具有较长的混响时间以保证厅内声场有足够的丰满度。同时厅内尽量少用或不用吸声材料。在混响时间的频率特性上，应当使低频适当高于中频，以取得温暖感。2.充分利用近次反射声，使之均匀分布于观众席，以保证大多数座位有足够的响度和亲切感，特别注意增加侧向反射，使厅内有良好的围绕感。厅顶部的处理，除考虑向观众席反射外，还应有适当部分的反射声返回演奏席、以利演唱、演奏者的互相听闻。3．保证厅内具有良好的扩散。古典式大厅有丰富的装饰构件，可起扩散作用，新式大厅也应布置扩散体。此外，音乐厅的允许噪声标准要高于其他厅堂，评价指数应在20以下，为此，音乐厅的选址应注意远离交通干道等噪声较高地区，内部要作好隔声，通风系统要有足够的消声处理，音乐厅内的演出一般不用扩声设备，但要考虑到语言扩声、现场转播及录音的需要，还需设置声控室。二、二、剧院剧院剧院有单独的舞台空间，以镜框式台口与观众厅相连，一般还有乐池。西方古典的歌剧院多是马蹄形平面，侧面及后面有多层包厢。新式的歌剧院平面多为扇形、六角形等形式，台口后有大型舞台。我国最早的剧场，舞台三面伸入观众席，没有乐池。目前这种形式已不多见。京剧及其他地方戏的演出也大多是在镜框式台口之内进行，只是伴奏仍在台侧，不用乐池。歌剧是以歌唱、音乐为主，混响时间应当较长，但比音乐厅短。京剧及我国其他地方戏的最佳混响时间尚无定论，一般可按歌剧院考虑，或较之略短。话剧院一般较歌剧院规模为小，一般也有镜框式台口，也有的话剧院，舞台可以伸到观众席中，即所谓伸出式舞台。话剧院应按语言用大厅的要求，取较短的混响时间，以保证有足够的清晰度。歌剧院、话剧院在体型上都应考虑近次反射声在观众席上的均匀分布。歌剧院还应有适当的扩散处理；话剧院要特别注意避免出现回声。乐池的声学持性也必须注意：一是要保持乐池内各声部声音的平衡l：是不使观众厅内听到的乐池中的伴奏声压倒舞台上的演员声。这要求乐池的开口与进深保持适当的比例，乐池上部的天花有适当的形状与倾角。近年来，歌剧、话剧演出使用电声的情况越来越多，同时，还有效果声的需要，因此，剧院应当有较为完善的电声系统。电声系统最理想的使用状态应当是，既加强了观众席上的声级，又能控制其音量，不使其破坏自然的方向感，使观众几乎感觉不到它的存在。剧院的允许噪声级可采用N为20或25。三、三、电影院电影院电影院按放声方式分为扬声器布置在银幕后面、片宽为35mm的普通电影、遮幅法和变形法宽银幕立体声影院，和片宽为70mm，扬声器不只在银幕之后，在观众厅墙面、天花上也布置环绕声扬声器的宽银幕数字式立体声影院两类。电影院的放映室与观众厅之间应有良好的隔声。放映孔应有双层玻璃，并加以密封。放映室内部应作吸声处理，以减低机械噪声。电影院观众厅的容许噪声级可比剧场高些，例如N取25—30。宽银幕立体声电影院希望N不低于25。在片宽为35mm的电影院中观众听到的是位于银幕后扬声器发出的影片录音的重放声。影片在录音时已经加入了与场景相应的声音效果，它要求电影院大厅能够重现这些效果，不致因大厅的声学特性(例如混响过长)而影响这些效果。混响时间应当以短为好。但在实际上，过于沉寂的大厅会使前徘座位与后排座位上的声级相羌过大，保持一定的混响，有利于厅内声场的均匀。这类电影院的中频混响时间可取1.0s左右。为此，每座容积取(3—4)m3为宜。此外，为保证后部有足够的声级，前部又不致过响，厅的长度不宜超过40m．对于片宽为70mm的宽银幕数字式立体声电影院，在观众厅的侧墙面和后墙面上以及天花板上还布置有扬声器以形成“环绕声”的效果(约距3.5m一4.0m一个)。为保证这些扬声器发出的声音有明确的方向感，厅内混响时间应当更短一些，其中频混响时间应当控制在0.7左右。四、四、多功能厅、礼堂多功能厅、礼堂多功能厅堂多用于举行会议和放映电影，戏曲、歌舞演出也多用电声系统扩声，一般多功能大厅的音质设计应当以适于电声扩声为主要原则，即短混响，同时设置一套功率足够、声场分布较为均匀的电声系统。多功能大厅根据使用情况；还可设置可变混响装置，改变厅内的混响时间。可变混响装置有电声的与建筑的两种。在多功能大厅中，如有可能，应设置活动的舞台反射板，以增加音乐演出时的近次反射声。同时，用舞台反射板将舞台空间封闭，也可以延长观众厅内的中、高频混响时间。舞台反射板与厅内的可变混响装置共同作用，可使厅内混响进间的变化幅度(中、高频)达到20％。五、五、教室、讲堂教室、讲堂教室、讲堂的主要音质要求是保证语言清晰度。在一般小型教室，主要是防止混响时间过长，特别是在听众没有坐满时。大型教室或讲堂还要注意适当设置反射表面以充分利用第一次反射声，保证室内有足够的声级。如果设计适当，500座位以内的教室或讲堂可以不用电声系统。为使室内有足够的声级和短的混响时间(小型教室在0.65s以内，500人的教室不超过1s)，教室、讲堂的每座容积应不超过(3—3.5)m3。外语实验室及其他电化教育教室，因为要用电声系统，混响时间还应更短一些。为此在天花及后墙上可作一部分吸声处理。室内的允许噪声级不应超过N25，防止相邻教室的声音传入。为此要使隔墙有足够的隔声量。此外，走廊、门厅、楼梯间等要作吸声处理，不使其混响过长。六、体育馆、体育场体育馆音质设计的要点是：(1)防止天花与场地间的多重反射。(2)控制混响时间。(3)设置强指向性扩声系统。前两项主要靠吸声性天花解决。除吸声吊顶外，还可以在天花上悬挂空间吸声体，以取得更大的吸声效果。此外，厅内侧墙也尽可能作吸声处理。有举行会议要求的体育馆，混响时间应控制在2s以内。大型体育请中可以采用集中与分散并用的方式布置扬声器体育馆的容许噪声级在文艺演出时V可取35，体育比赛时N可取45。七、七、录音室、演播室录音室、演播室录音室演播室1、自然混响录音室（1）录音室的容积与形状（2）录音室的混响时间自然混响录音室应有一定的混响，以便对所录声音进行“加工”。但由于传声器是“单耳”的，混响时间应当比较短些，也就是使直达声与近次反射声对于混响声的比例更高些。一般推荐的自然混响录音室的最佳混响时间曲线如图4-50。图4-51是自然混响录音室的实例。（3）活跃---沉寂型录音室“多点录音”，方法常用一种活跃—沉寂型录音室。录音室的一端的界面是反射性的，另一端是吸声性的，使室内形成一个从活跃（混响声多）到沉寂（混响声少）的渐变声场。根据各种乐器对活跃度的不同要求，把它们布置在适当的位置。2、强吸声录音室这种录音适用于多声轨录音。对声学条件的主要要求是各乐器组之间有足够的声隔离。为此，大量设置隔声屏，把整个录音室做成强吸声性的。3、演播室演播室是用作电视直播和制作录像节目的房间。电视直播和制作录像节目有一定的声学要求。由于各类节目都要在演播室制作，室内又有大量的灯光、设备、布景等，还有演员及各种工作人员，混响时间和噪声都很难确定，也很难控制，因此，一般都采用短混响，即在天花上作吸声处理，有利于减低室内噪声。根据演播室的容积，混响时间可取（0.6~1S）,允许噪声级N可以取20~25。一般是靠用强指向性传声器来提高录音的信号噪声比。4、控制室录音室、广播室、演播室都有控制室通过观察窗与之相连。录音师通过观察窗观察演播室内的活动，通过控制室内的监听扬声器监听录音室或演播室内的声音，操纵控制系统对录音加以调整。观察窗应有良好的隔声。控制室内的混响时间应更短些。5、噪声隔绝录音室、广播室的允许噪声级应当比厅堂低，以保证录制的节目有足够的信号噪声比，一般N去15或20。八、声学实验室主要指用于声学测量的混响室与消声室。1、混响室（1）主要用途与性能要求。混响室主要用于吸声材料与构造的吸声性能测定，以及各种声源的声功率测定。为保证测定有足够的准确性与可重复性，要求混响室有长的混响时间和充分的声扩散及足够低的背景噪声。（2）建筑设计与处理室的容积最好大于200m3，室的形状要不规则，室的尺寸要不等，室内还可以悬挂扩散板，以保证有充分的声扩散。室内表面应采用坚硬、光滑的材料，其吸声系数多在0.02~0.03之间，以保证有足够长的混响时间。要防止外部的噪声及振动传入，以降低背景噪声。2、消声室（1）主要用途与性能要求。消声室所要求的声场特性与混响室正好相反，它要求室内完全没有声反射，以得到一个接近理想的自由声场。消声室的内表面要做成在所测的频率上是完全吸收的。消声室的内表面的吸声系数应当等于1，这在实际上达不到，一般略高于0.99，根据用途的不同，也有略低于此值的。因此，声场与反平方定律有一定的偏差，这个偏差不应大于下列数值：（2）建筑设计与处理消声室的尺寸要大于测定范围，消声室的容积应为所测声源的最大体积的200倍以上。室内表面的吸声处理一般是在围护结构内紧密布置吸声尖劈。室内的六个面都做吸声处理。消声室一般要做成双层结构，以防外部声音和振动的传入。3、半消声室除了六个面都有吸声处理的消声室之外，在工业部门还常设置一种将地面作为平整、光滑表面，其他五个面作吸声处理的半消声室。这种消声室适于测试大型设备。它的精度不如全消声室，但它可以承受全消声室的格栅无法承受的重型设备。半消声室的反平方定律的允许偏差为：4、隔声室隔声室是用于测定墙板和楼板隔声性能的实验装置。前者是两间相邻的混响室。一间是发声室，一间是受声室；后者是上下两间混响室，上为发声室，下为受声室。一般将它们合在一起。