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廳堂聲學知識概要
來源: | 作者:pro1773c0 | 發布時間: 2017-07-21 | 1002 次瀏覽 | 分享到:
一.你聽到的聲音是怎樣來的?
在一個廳堂內,你聽到的聲音總是包含有兩部分:直達聲與反射聲。直達聲特性:由發聲體通過空氣中直線距離傳達到聽眾,因而音量最大,到達時間最早。反射聲特性:由廳堂四壁、天花、地板(簡稱廳堂六面)及廳堂內所有擺設物體多次反射的聲音組成,延續時間長(因而也稱混響聲),信息量豐富(多面反射,多次反射),受反射面形狀與材質的影響,因而帶上了廳堂特有的聲音特性,所以,反射聲特性也稱“廳堂聲音特性”或“廳堂混響聲特性”。
二.為什么要研究廳堂混響特性?
廳堂內的反射聲(或混響聲)組成了廳堂內聲音的重要部份,它約占到人耳實際所聽聲音的80%的信息量,因而極大地影響到人耳對聲音的感受好聽或不好聽,舒適或難受,呆下去或快離開。所以幾個世紀以來,聲學專家就在不斷研究:什么樣的廳堂好聽,怎樣設計與控制廳堂六面及廳堂擺設物體的形狀和材質才能使聲音好聽。由于人耳聽感的復雜性和廳堂聲反射的復雜性,即使在有了高速計算機的今天,也沒能一勞永逸地解決這一課題,恐怕還要研究幾個世紀或更長。好在今天我們已有了基本的理論指導和實踐以及較為成熟的計算機輔助設計手段,在很大程度上已能滿足我們的要求。
三.什么樣的廳堂聲音才好聽?
根據到目前為止的認識水平,音質好的廳堂至少得足以下四個
廳堂聲學條件:
1. 混響時間在0.8--1.5 秒之間—— 太短則聲音干癟,太長則聲音發混、發燥(見圖3);
2. 有良好的聲擴散—— 直達聲與反射聲均勻擴散;無聲聚焦:—— 無大面積弧形反射面使聲音聚焦在一處產生過激點; 3.無房間諧振—— 即房間長:寬:高不成整數比,以避免形成有害的房間駐波; 4. 無物體共振—— 即房間內物體不隨聲音產生共振,以至于發出聲污染。
四.怎樣設計或控制廳堂的音質?
在上述四個條件中,后三個較容易通過工程上的控制達到。第一個條件即混響時間的控制則是個難點,所以廳堂的聲學設計主要是指混響時間的調控。
五.怎樣設計廳堂的混響時間?
混響是由反射引起的,所以在仔細研究了聲音在廳堂內所有反射面的反射情況后,就能計算出混響時間。這時計算機是極好的幫手。但這是項復雜的工作,即需要理論指導,也需要反復實踐,理論與計算不是萬能的。這是所有音樂廳在建設中面的面臨的難題,也是專家們最難把握的課題,世界上著名音樂廳成功與失敗的例子比比皆是。
六:聲音是怎樣反射的?
聲音是直線傳播的,它遇到反射面后,總是一部份被反射,一部份被吸收。對一個反射面來說,其吸聲系數=吸收聲能/入射聲能,不同材料吸聲系數是不同的,同一材料對不同頻率的聲波吸聲系數也是不一樣的。因而我們要考慮各種材料在各種頻率上的吸聲情況,才能計算與控制混響時間(見圖4,圖5)。我們通常在廳堂裝飾中使用的材料對中低頻聲音是較難吸收的,因而往往造成廳堂混響聲過大,所以廳堂聲學設計更多地就變為對中低音的吸聲處理。
七.怎樣進行廳堂吸聲處理?
聲學專家在多年的科學探索中,在理論指導下通過大量實驗與測試,發明了多種吸聲材料及吸聲結構,用于對低、中、高各頻段的聲音進行吸聲處理,進而對混響時間進行精確控制。目前吸聲處理主要采用以下方法:
1. 采用超細吸聲玻璃棉(見圖6) 2. 采用五合板共振吸聲結構(見圖6) 3. 采用石棉吸聲天花板4. 采用窗簾,木墻裙,
木地板,軟包,軟式家具等自然吸聲裝飾物。總的來講,低頻是較難吸收的,而且要采用專門吸聲結構并占用一部份空間。
八.怎樣用計算機輔助設計廳堂混響時間
1. 用電腦畫出廳堂三維立體圖
2. 確定各反射面所用的吸聲材料
3. 輸入(或測定)各吸聲材料的吸聲系數
4. 用專用電腦軟件計算出各頻率混響時間(見圖3)
5. 用電腦模擬改變各面吸聲材料,重新計算混響時間,直到符合理想混響曲線
6. 裝飾施工
7. 實際測量混響時間
8. 進行調整,直至滿意
九.怎樣獲得好的廳堂音響系統
1. 首先進行廳堂聲學處理,獲得理想的混響時間曲線并符合其它三個廳堂聲學條件;
2. 用專用電腦軟件布置廳堂內音箱的擺位與指向,用計算機模擬計算音箱直達聲場和反射聲場,不斷進行調整,最后使其
均勻分布(見圖7);
3. 最后采用優良的音響設備系統,仔細調試,就能得到一個好的廳堂音響系統;
十.對廳堂的音響系統而言“音響設備”與“廳堂聲學處理”哪個更重要?
音響設備影響直達聲,廳堂聲學處理影響反射聲(混響聲),兩者都重要。只講設備投入而忽視聲學處理的做法,就好象只買電腦不買軟件,也就根本無法發揮硬件的作用。業主往往認為音響效果的好壞只與音響設備有關,或一味加大設備投資,或埋怨音響工程公司,豈知裝飾中的聲學處理暗暗地起著很大的作用。業主及裝飾公司應轉變這一觀念。
十一.廳堂聲學處理是否很貴?
從聲學處理所采用的材料與結構來講,花費是很小的,與裝飾投入或音響設備投入相比只占10%左右,但它卻能發揮音響設備100%的功能,何樂不為?
十二.廳堂聲學處理是否很難?
依照專業聲學理論與實際經驗,加上現代化的電腦輔助技術,聲學處理不是很難。
十三.對廳堂進行軟包處理是否就是作了聲學處理?
否!一般的軟包材料只對高頻有吸聲作用,因而大量使用軟包,高音損失很大,使人感到有鉆進棉花套的感覺。
十四.是否配備音響設備的廳堂才需要做聲學處理?
否!不僅是配備有音響系統的廳堂需做聲學處理,像餐廳、大堂、車站侯車休息廳、游泳館、走廊、辦工室等,只要是公眾活動場所,都需要做吸聲處理,這樣才能使人身處其境而感到舒適安靜。

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