音響工程與廠堂音質(zhì)設(shè)計是密不可分的。只有了解廳掌音質(zhì)設(shè)計的特點,才有可能把廳堂的音響工程設(shè)計好。各類廳堂建筑的音質(zhì)設(shè)計使用的功能不同,各白音質(zhì)都有一些特殊的要求。對于以聽語言為主的廳堂,需要有較高的清晰度:而聽音樂的場所,則希望聲音豐滿、優(yōu)美動聽。本草上要介紹各類廳堂音質(zhì)的設(shè)計方案和聲學(xué)特性,為不同類型的廳學(xué)護聲系統(tǒng)設(shè)計提供參考。
廳堂音質(zhì)設(shè)計
音質(zhì)設(shè)計的一般要求
1.合適的響度
對于以語聲為主的廳堂,響度一般應(yīng)為60~65phon:對于有比較人的動態(tài)范圍的廳堂,如音樂廳,響度一般應(yīng)為40~80phon。為了保證正常的聽音,干擾蝶戶的聲壓級成低于所要聽的戶言10dB以上。
為了達到合適的響度,應(yīng)考慮以下幾點:
(1)聲源的能量:
(2)觀眾廳的容積與擴散:
(3)房間的體型:
(4)廳堂白然混響時間:
(5)背景噪聲。
2.聲能分布均勻
整個廳堂內(nèi)各點聲能分布均勻,即聲場分布均勻,可保證各區(qū)域內(nèi)聽眾聽到的響度基本一致。聲場均勻的廳堂中,最大聲壓級與最小聲壓級之差不超過6dB,坡大聲壓級(或最小聲樂級)與平均聲壓級之差不超過3dB。在音質(zhì)設(shè)計時,采取下列措施可使聲音得到充分?jǐn)U散,盧能分布也就比較均勻。
(1)體型設(shè)計的擴散處理。
(2)裝置各種類型的擴散體。
(3)均勻布置吸聲材料。
3.選擇合適的混響時間
廳堂音質(zhì)好壞,與混響時間關(guān)系很大?；祉憰r間選擇合適,能提高語言清晰度和音色豐滿度。語言清晰度,即對語言聽清的程度,直接影響聽音效果。廳堂內(nèi)較短的混響時間,合適的響度對改善語言清晰度有利。足夠的豐滿度指廳堂內(nèi)聲音活躍,堅實飽滿、音色澤厚,特別是低頻段的豐滿度,可增加聲音的力度感利親切感,極大地烘托演出效果。延長廳堂泥響時間,有利于提高廳堂的豐滿度。
4.充分利用近次反射聲
近次反射聲有助于加強直達聲,特別是人廳內(nèi)來自側(cè)墻的反射聲,對聲音的空間感和聲音洪亮感起重要作用。在大型廳堂中,可依靠近次反射聲使聲場均勻。
5.避免出現(xiàn)音質(zhì)缺陷
廳堂的音質(zhì)缺陷主要指回聲、顏動回聲、聲聚焦、聲染色及聲陰影等聲學(xué)現(xiàn)象。廳堂要設(shè)計合理的混響時間,避免出現(xiàn)音質(zhì)缺陷。下面進一步說明這5種明顯的音質(zhì)缺陷。
1)回聲(Echo)是指強度利時間差大到足以引起聽覺將它與直達聲區(qū)分開來的反射聲。從單一聲源產(chǎn)生的--連串可分辨的回聲叫做多重回聲。當(dāng)室內(nèi)兩個界面之間距離大于一定數(shù)值,且吸聲量不足時,在其中間聲源發(fā)出的聲音則可能產(chǎn)生多重回聲?；芈暤某霈F(xiàn)會影響聽音注意力,影響聲音的清晰度,破壞立體聲聆聽的聲像定位效果。因此,回聲是應(yīng)該防止的。
2)顫動回聲(Flutter Echo)當(dāng)聲源在平行界面或一個平面與一個四面之間發(fā)生反射,界面間距離大于一定數(shù)值時則會出現(xiàn)額動回聲。發(fā)生顫動回聲時,聲音有連續(xù)的重疊聲,并有顏抖的感覺。頓動回聲會引起聽力疲勞,使人感到厭煩。
3)聲聚焦(Sound Focusing) 四面對聲波秘成集中反射,使反射聲聚集丁某個區(qū)域,造成聲音在該區(qū)域特別響的現(xiàn)象。聲聚焦使審內(nèi)聲壓不均勻,應(yīng)該防止這種缺陷。聲聚焦現(xiàn)象會造成聲能過分集中,使聲能匯聚點的聲音嘈雜,而其他區(qū)域聽音條件變差,擴大了聲場不均勻度,嚴(yán)重影響聽眾的聽音條件。
4)聲影區(qū)(Sound Shadow Area)由于障礙物或折射的原因,產(chǎn)生聲音輻射不到的區(qū)域。在聲影區(qū)內(nèi),聲達級很低,音量很輕。因此聲影區(qū)的存在也是聲壓不均勻的原因,應(yīng)予防止。
5)聲染色(Room Coloration) 出于室內(nèi)頻率響應(yīng)的變化,使原始聲音被賦予外加的音色特點。對于容積小的聽音宰,本征頻率在低頻端分布不夠密集連續(xù),因此在低頻段易產(chǎn)生"共振"的聲染色現(xiàn)象,應(yīng)該采取措施防止。共振現(xiàn)象產(chǎn)生的聲染色效應(yīng),引起聲音信號的失真,產(chǎn)生主觀聽感上的厭惡情緒,嚴(yán)重影響聽音效果。
綜上所述,前4種缺陷一般在大廳中容易發(fā)生,解決的方法應(yīng)用兒們聲學(xué)的有關(guān)規(guī)律,而第5種則多發(fā)生于小家,應(yīng)從波動聲學(xué)的角度加以考慮,消除音質(zhì)缺陷。
避免廳堂音質(zhì)缺陷的方法,主要是從廳堂的體形設(shè)計和吸聲材料布置兩方面入手,消除產(chǎn)生音質(zhì)缺陷的條件。例如,為了消除回聲,應(yīng)在可能引起回聲的部位布置強吸聲材料,使反射聲減弱;另一種方法是調(diào)整反射面角度,將后墻與頂棚交接處,作成比較大的傾角,將聲音反射給后區(qū)觀眾,徹底消除回聲,取得化害為利的效果。為了消除聲聚集現(xiàn)象,應(yīng)盡量控制廳堂界面的曲面孤度,采用尸形結(jié)構(gòu),并在孤面上布置合適的吸聲材料。
為了消除音質(zhì)缺陷,可根據(jù)廳堂內(nèi)聲源的位置,提用幾何作圖法,用聲線的分布,找出各種聲缺陷的條件和部位,以采取必要的措施進行抑制。