音樂廳音質(zhì)設計

1、音樂廳音質(zhì)設計,小組成員：,.,....,,Do You Know ?,,悉尼歌劇院音樂廳(1973年建成，2679座)，由于音質(zhì)太差，一直受到批評---駐院的悉尼交響樂團表示要撤離該廳，如不改善音質(zhì)，就不再在此廳表演了。,,Do You Know ?,,Jørn Oberg Utzon設計的悉尼歌劇院的外形成雞蛋形，圓拱形的天花則會制造多種的回音，而且聲波可能反射至歌手身上，而不是到達觀眾席，所以設計方面出現(xiàn)很大的難度，所以

2、最后多用途的劇場則只可以設計成演奏廳。,,觀演建筑必須要考慮音效的問題，因為觀眾是為了欣賞節(jié)目而參觀這地方，如果音效不理想的話，就算這建筑物是極度漂亮的話，都是一個失敗的設計。,2024/3/18,規(guī)范參考設計要點實例分析總結(jié),·國家有關音樂廳建筑聲學設計規(guī)范及要求,根據(jù)《劇場建筑設計規(guī)范》JGJ 57—2000 和《劇場、電影院、多功能廳堂建筑設計規(guī)范》GB/T 50356—2005，參考其他建筑聲學設計有關資料，音樂

3、廳除按照國家有關的建筑類別進行混響時間和噪聲水平的規(guī)范要求外，還應考慮其功能的特殊聲學要求，具體如下表：,2024/3/18,音質(zhì)設計主要內(nèi)容,1）選址：建筑總圖設計和各房間的合理配置，目的是防止外界噪聲和附屬房間對主要聽音房間的噪聲干擾。2）確定容積：在滿足使用要求的前提下，確定經(jīng)濟合理的房間容積和每座容積。3）通過體型設計，充分利用有效聲能，使反射聲在時間和空間上合理分布，并防止聲學缺陷。4）根據(jù)使用要求，確定合適的混響時間及

4、頻率特性，計算大廳吸聲量，選擇吸聲材料與結(jié)構(gòu)。5）根據(jù)房間情況及聲源聲功率大小計算室內(nèi)聲壓級大小，并決定是否采用電聲系統(tǒng)。,2024/3/18,設計要點,,6）確定室內(nèi)允許噪聲標準，計算室內(nèi)背景聲壓級，確定采用哪些噪聲控制措施。7）在大廳主體結(jié)構(gòu)完工之后，室內(nèi)聲學裝修前,進行聲學測試，如有問題進行設計調(diào)整。8）工程完成后進行音質(zhì)測量和評價。9）對于重要的廳堂，必要時應用計算機仿真及縮 尺模型技術配合進行音質(zhì)設計。10)對

5、有擴聲系統(tǒng)的廳堂，尚必須配合電聲工程師 進行擴聲設計。,2024/3/18,,Do You Know ?,音樂廳音質(zhì)設計要考慮什么？,音樂廳音質(zhì)設計評價準則,一、欣賞音樂的主觀要求和客觀評價量1）主觀感受要求： （1）明晰度：聽聞樂器奏出的各個聲音彼此分開的程度。 （2）空間感：包括早期導致的視在聲源寬度和混響導致的聽聞環(huán)繞感。 （3）適當?shù)捻懚?建筑設計對聽聞響度的影響主要是：聽眾與舞臺的距離、把早期聲反射到

6、聽眾席的分布情況和中頻混響時間。 （4）其他：聽聞的親切感、溫暖感,根據(jù)主觀的聽音要求，提出了很多新的評價量：（1）早期衰減時間：聲源停止發(fā)聲后，室內(nèi)聲場衰減過程的早期部分從0dB到10dB衰變曲線斜率所確定的混響時間。（2）明晰度：指80ms以內(nèi)到達的聲能(包括直達聲和早期反射聲)和80ms以后到達聲能之比的對數(shù)值。（3）圍蔽感：指80ms以內(nèi)到達的側(cè)向聲能與在80ms以后到達的總聲能之比。（4）總聲壓級：也就是聲音的強

7、度，與人們判斷的響度之比。,,音樂廳設計應考慮的基本方面,一）音樂廳的規(guī)模、形狀和容積（1）尺度較小的情況下，觀眾廳的形狀并沒有明顯影響（2）當容眾數(shù)超過1000人，隨容眾數(shù)量的增加，大廳的平、剖面形狀對欣賞音樂有重要影響。一般認為，如果大廳的容眾數(shù)超過2000人，就很難保證整個聽眾席區(qū)域有良好的音質(zhì)。聽眾席至舞臺的最遠距離還應兼顧事先要求。（3）如果空間的尺度過大，勢必將減少甚至失去對聽眾席有用的聲反射面，從而減少對明晰度起作用

8、的在80 ms以內(nèi)到達的聲音。此外，還因大空間對聲能的吸收降低了聲壓級。（4）頂棚的平均高度決定大廳的容積，而容積則是決定混響時間的重要因素,二）早期反射設計早期反射聲對明晰度、親切度和響度都有重要作用。大廳的每個界面均可用于向聽眾席的不同區(qū)域提供早期側(cè)向反射聲，在觀眾廳前部的界面尤其重要。所謂側(cè)向反射是指到達聽眾左、右耳的聲音存在時間和強度的差別。來自側(cè)墻的較強的早期反射聲，有助于增加對聲音的環(huán)繞感。三）挑臺設計除了仍然重視一

9、般的混響聲外，為了容納較多的聽眾而又不致使最后排席位與管弦樂演奏臺之間的距離過遠。往往設置一、二層挑臺。為了不致影響挑臺下聽眾對音樂的感受，建議挑臺的出挑深度不超過其開口高度。,四）演奏臺（舞臺）設計一個正在演奏的管弦樂團內(nèi)部的聲場極為復雜，這種聲場包括了管弦樂鋪的種類、樂器的聲功率和指向性、樂團在舞臺上的布置以及圍蔽空間音質(zhì)等因素的綜合作用。演奏者主要關心相互聽聞的舒適，以及感受到對自己演奏樂器聲音的幫助。因此要做好舞臺及其附近界面

10、的設計，以使音樂家在舞臺上的演奏能夠最好地發(fā)揮。確定演奏臺面積的依據(jù)是音質(zhì)要求與舒適的綜合。在大的舞臺空間里展開布置演奏席位，將減少音樂家相互之間的聯(lián)系，席位的距離過大，將影響演奏的整體性。如果有舞臺空間，則需設置音樂罩 1）為樂器演奏者提供早期反射聲，使他們自己及演奏者之間能夠相互聽聞 2）有助于將反射聲投射到聽眾席區(qū)域 3）將樂隊的演奏與舞臺上部及背后的聲環(huán)境隔離，并與音樂廳其他部分的建筑環(huán)境協(xié)調(diào) 4）使

11、音樂罩所圍合的空間成為觀眾廳空間的組成部分，使演奏者感覺到與聽眾的聯(lián)系,,,混響時間,,,早期反射聲,使大廳具有較長的混響時間以保證有足夠豐滿度。為聽眾和樂師提供足夠強的側(cè)向早期和晚期反射聲。使聽眾席有均勻的聲強分布和良好的聲擴散，避免出現(xiàn)音質(zhì)缺陷。演奏臺應有良好的聲擴散，并為樂師提供相互聽聞的條件。音樂廳一般不作吸聲處理。,,實例 介紹,中央音樂學院附中音樂廳,建筑位置：音樂廳位于北京方莊小區(qū)內(nèi)，周圍為居民樓，無交通干道在附

12、近通過。,音質(zhì)設計要求,該廳是中央音樂學院附中專業(yè)排練音樂廳。演奏端的音質(zhì)要求（1）演員能盡情地發(fā)揮演技，保證彼此聽聞，使演奏具有整體感。（2）演員能感覺到演奏中大廳效果，以便調(diào)整自己的音樂演奏。 觀眾廳的音質(zhì)要求（1）合適的混響時間和頻率特性曲線，適于音樂欣賞。（2）廳堂內(nèi)各個部位，包括后部座位，都應有足夠的響度。（3）廳堂內(nèi)的聲能應均勻地分布，聲音擴散充分。（4）短的延遲反射時間，使音樂廳具有親切感。（5）廳堂

13、內(nèi)無回聲、長延遲反射聲、顫動回聲、聲聚焦、聲失真、聲影等缺陷；（6）允許噪聲指標為NR25~30。,,音樂廳平面圖,共769座，屬中小型音樂廳。以演奏交響樂為主，兼顧室內(nèi)樂、民族樂。,演奏臺面積170m2，平面開口17米，深12米。,觀眾廳總?cè)莘e7100立方米，每座容積為9.2m3。,,音樂廳剖面,,觀眾廳吊頂最高處為13.26米，大廳平均高度為10.5米，寬為20米，后部布置有一層眺臺，兩側(cè)設置逐次跌落的淺眺臺。,混響時間的確定,同

14、一大廳適應不同混響時間要求，一般采用3種方法：①以一種功能為主，使這種功能在使用時達到良好的效果，而其他功能處于從屬地位；②取一個折衷值，兼顧各種功能的使用要求，各種功能都不是理想的效果；③采用可變混響措施，通過改變混響時間的長短來保證各種功能達到使用要求。 第三種方法較為理想的，但設置可變吸聲結(jié)構(gòu)會增加工程的造價，施工管理及操作也較復雜，而且許多實例表明，混響可調(diào)范圍有限，混響頻率特性很難達到理想效果。所以，最終

15、采用了第一種方法確定混響時間設計指標，著重保證在交響樂演出時具良好的使用效果。,從演奏樂器方面講，交響樂中弦樂是主角，混響時間較長。因本音樂廳還考慮管風琴演出，混響時間可更長一些。 從演奏樂曲方面講，對于古典主義音樂，混響時間建議為1.7~1.8秒，對于一般的交響樂團保留劇目，合適的中頻混響時間為1.8~2.0秒。對于激情或者傷感的現(xiàn)代音樂，中頻混響時間一般設計為1.7~1.8秒，僅僅對于巴洛克時期的音樂，期望有一個低的混

16、響時間約1.6~1.8秒，對室內(nèi)樂、民族樂一般可以取低一些。借鑒世界上成功的音樂廳的經(jīng)驗，音樂廳混響時間范圍是1.8~2.05秒。 綜合以上各個要素，考慮到中央音樂學院附中音樂廳屬中小型音樂廳，容積不大，選擇混響時間不宜過長，將設計最佳混響時間定為1.8秒（滿場中頻500Hz）。頻率特性曲線低頻有20%的提升，高頻曲線部分希望比較平直，或下降10%~15%。,近次反射聲的利用,建筑設計上采用窄的側(cè)墻，淺的挑臺及舞臺反射板提供

17、早期側(cè)向反射聲，可以保證聲能較均勻地進行反射，演奏臺天花逐步升起，保證直達聲與一次反射聲的時差較短。 充分利用了這些短時差的近次反射聲對保證觀眾廳聲場的均勻和提高前中部觀眾席的音質(zhì)有重要的作用,,,,中央音樂學院音樂廳池座中部的脈沖聲響應圖譜,體型設計（平面）,中央音樂學院附中音樂廳容量較小，屬中小型音樂廳 ，采用矩形比較合適大廳寬為20米，環(huán)繞大廳后部布置一層挑臺，兩側(cè)設置一層逐次跌落的淺挑臺，其欄板為前傾式反射板，

18、最窄處為15.4米，以上處理，均可為觀眾提供大量側(cè)向短延時反射，增加音色的豐滿度、有利于提高聽音的親切感和環(huán)繞感，使音樂音質(zhì)優(yōu)美矩形平面結(jié)構(gòu)簡單，各工種配合容易，經(jīng)濟效果好內(nèi)裝修限制少，便于做內(nèi)裝修，將聲學和美學很好的結(jié)合,,體型設計(剖面）,音樂廳建筑的橫、縱剖面設計首先要考慮聲學因素，讓聲音得到充分擴散，使觀眾廳聲場均勻，提高音樂之音質(zhì)效果。設計中重點照顧樓下前中部缺少前次反射聲或接受長時差反射聲的區(qū)域，避免產(chǎn)生盲

19、點、回聲、聚焦、顫動回聲等聲學缺陷，以提高該區(qū)域音質(zhì)。在古典“鞋盒式”音樂廳中，如阿姆斯特丹音樂廳、波士頓交響音樂廳、維也納金色大廳、柏林Konzerthaus音樂廳、萊比錫音樂廳和蘇黎士音樂廳，橫、縱剖面均為矩形，其聲擴散是利用側(cè)墻上的雕塑、柱子、壁龕、天花上的淺隔柵、不規(guī)則包廂等不規(guī)則突出物，混響充滿整個空間，使音樂柔美，動聽?，F(xiàn)代音樂廳一般追求簡潔的風格，座椅追求舒適，一般用軟椅，吸聲較大，為了獲得良好的視覺條件，池座和樓座都

20、起坡，起坡有利于聽眾聽音，可以減少聲音掠過聽眾席的聲吸收，獲得足夠強的直達聲，這對自然聲音樂演奏的廳堂來說非常重要，因為沒有足夠的響度，就談不上音質(zhì)，現(xiàn)代音樂廳運用新材料、新工藝，但材料的反射與吸收系數(shù)與傳統(tǒng)的材料不一樣，制作手法上，從極盡工巧到強調(diào)空間效果，使現(xiàn)代矩形音樂廳已不是傳統(tǒng)“鞋盒式”音樂廳，在橫縱剖面設計中，不能完全模仿古典傳統(tǒng)的音樂廳，而要對各表面均進行精心設計，使現(xiàn)代音樂廳依然能獲得最佳的音質(zhì)。,體型設計（天花）,一般認

21、為，提供早期反射最有效的表面是頂棚頂棚的形狀和不規(guī)則面層，起到反射聲與擴散雙重作用，令聲音柔美動聽如果演奏臺突出，頂棚很高，常需要在演奏臺上懸吊一些反射板，其反射面積與地面面積之比一般較小，反射板的平均高度，如果距演奏臺不超過6~8m，將是有效果的。根據(jù)調(diào)查表明，小尺寸的構(gòu)件比大尺寸的構(gòu)件更可取，它可以擴散更大頻率范圍的聲波。,,,地面升起,為保證直達聲不受掠射吸收的影響，達到整個觀眾席，觀眾廳地面應升起，池座前區(qū)升起較低，池座前三

22、排每排升起10公分，中間8排每排升起20公分，后部6排每排升起30公分，樓座6排每排升起45公分，達到聽聞要求。,樓座的設計,音樂廳內(nèi)設置了樓座及包廂，可利用樓座側(cè)面和下表面向池座觀眾席提供早期側(cè)向反射聲。為了使挑臺下面觀眾得到良好的聽覺條件，對挑臺開口與樓座深度的比例控制在D/H=1，符合<=2的要求，張開角度大于450。,,,音樂廳樓座懸挑D與開口高度H 音樂廳橫剖面聲線分析(半場),室內(nèi)裝修材料的選擇,該

23、音樂廳以自然聲為主，需要混響聲彌補直達聲能的不足，并提高聲音的豐滿度?；祉憰r間定為滿場1.8秒(500Hz) 需要通過適當?shù)谋砻嫜b修處理并進行精心的計算。 音質(zhì)良好的音樂廳選擇材料應選擇質(zhì)地密實厚重、剛度大的材料，以使聲音得到充分的反射。設計選材要平衡多方面因素，如材料頻率特性、耐火性、裝飾性、材料的供應情況，建筑造價以及施工條件等等。為達到混響時間設計指標，根據(jù)各種材料混響頻率特性，調(diào)配了所需要的反射及擴散結(jié)構(gòu)的種類、材

24、料及面積，根據(jù)初步混響計算，觀眾廳的裝修材料擬選為：w          天花——鋁合金板條板吊頂，后粘貼20厚木板。在一般觀眾廳內(nèi)，天花對聲音的吸收是較多，尤其對低頻的共振吸收更為強烈，致使觀眾廳的低頻混響時間變短。為避免這種情況，選擇此天花，其吸聲系數(shù)低，反射性好，且裝飾效果也較好。,觀眾廳側(cè)墻——15mm厚石膏板外貼櫸木板，2m以下為花崗巖

25、護墻上設淺浮雕，以減少低頻吸收，并有利于聲擴散。w 演奏臺側(cè)墻——5cm厚木板。w 觀眾廳地面——實貼木地面。w演奏臺地面——雙層木地面下設空腔，演奏臺地面常常使用厚木板下設空腔，這樣可以擴大固定于地板上的低音提琴和大提琴的聲音輻射，并可適當減弱打擊樂過響的聲音。w座椅——半硬質(zhì)木邊椅，椅背為成型木板，實木扶手，半硬椅墊及靠背。減少聲吸收，尤其是低頻音。為了保證達到聲學要求，所選座椅必須經(jīng)過嚴格檢測。w演奏

26、臺后墻——3.5m以下是QRD木制擴散體，3.5m以上是5cm厚木板。w觀眾廳后墻——池座為QRD木制擴散體，樓座為1.5cm厚石膏板外貼櫸木。,觀眾廳噪聲的防止,噪聲對語言和音樂的聽聞有很大的掩蔽作用，特別是低頻噪聲。對于聽音要求較高的大廳，必須做好噪聲控制，一般對音樂廳形成干擾的噪聲源主要有內(nèi)部（觀眾及空調(diào)機械噪聲）和外部環(huán)境噪聲（交通噪聲、社會噪聲）此外還有雨噪聲，因此設計中需采取有效的降噪措施。觀眾廳內(nèi)的本底噪聲也是音

27、質(zhì)指標的一個重要部分。本設計噪聲指標為：在開空調(diào)時大廳的背景噪聲小于NC-25或35dBA。,由于總體布局的限制，冷凍機房、水泵房、空調(diào)機房等設備機房大多設置在地下層，為了減小空調(diào)噪聲對大廳的影響，除了對空調(diào)管道系統(tǒng)進行消聲處理，如空調(diào)風管系統(tǒng)設置足夠長度的消聲器；應特別注意控制固體聲的傳遞，設計中除了選用低噪聲設備外，對空調(diào)冷凍、給排水機組應采取隔振設計，設置減振器、減振墊；進出風管、水管配接帆布及橡膠軟接管，此外機房內(nèi)平頂、墻面均做

28、吸聲降噪處理。 觀眾廳正下方是車庫和形體訓練房，為了避免噪聲對觀眾廳的影響，采用增加樓板厚度下面加輕質(zhì)復合隔聲吸聲吊頂；為了減弱城市環(huán)境噪聲對觀眾廳的影響，設置周圍廊，觀眾廳無直接暴露的外墻，并采用雙層圍護墻，厚度為190mm+90mm的空心砼砌塊墻，為加強屋面隔聲，也均適當加大屋面板厚度，結(jié)合屋面隔熱層設計，附加一層石膏板吸聲吊頂以防止雨淋噪聲傳入廳內(nèi)。w      

29、    觀眾廳外墻采用陶粒砼磚砌塊墻，厚度為190mm+90mm。w          防雨噪聲吊頂：屋面為防雨噪聲，吊一層12厚紙面石膏板（輕鋼龍骨），上鋪50離心玻璃棉（容24Kg/m3）。地板下為運動用房，為防噪聲干擾，吊一層12厚紙面石膏板（輕鋼龍骨），上鋪50離心玻璃棉（容24Kg/m3）。,,,北京師范

30、大學音樂廳,音樂廳音質(zhì)設計要考慮的要素,,1、混響時間：混響時間設計合理，觀眾聽起來聲音厚重雄渾。音質(zhì)豐富飽滿。 2、結(jié)構(gòu)吸音：材料和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造吸音，避免回聲，吸收噪聲。 3、設計力求圓形，使聲音達到個個席位距離基本接近。4、要設計觀眾席噪聲盡可能被就地吸收，或被結(jié)構(gòu)反射，避免向舞臺和其他觀眾方向傳播。 5、座位墊加橡膠墊，避免噪聲。 6、要設置自然通風，避免集中空調(diào)噪聲干擾。 ……,.,總結(jié),使大廳具有較長的混響時間以保證