11建筑聲學(xué)基礎(chǔ)

1、建筑聲學(xué)基礎(chǔ),系統(tǒng)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單知識(shí)聲場(chǎng)環(huán)境的測(cè)量降噪與隔音,系統(tǒng)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單知識(shí),擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的： 自然聲源發(fā)出的聲能量有限，聲壓級(jí)隨著傳播距離的增大而大幅衰減，同時(shí)由于環(huán)境噪聲的影響，使聲源的傳播距離變得更為短。因此在公眾活動(dòng)場(chǎng)所就必須使用電聲技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)聲，將聲源信號(hào)放大，提高聽(tīng)眾區(qū)的聲壓級(jí)，保證每位聽(tīng)眾能獲得適當(dāng)?shù)穆晧杭?jí)。,擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性：擴(kuò)聲系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及到很多的方面：包括電子和電聲系統(tǒng)、建聲系統(tǒng)及聲樂(lè)

2、藝術(shù)等。同時(shí)還涉及與視頻系統(tǒng)、舞臺(tái)和舞廳的藝術(shù)燈光系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、尋呼廣播系統(tǒng)和安保系統(tǒng)等。因此要保證獲得良好的擴(kuò)音效果和整體功能，就必須要對(duì)擴(kuò)聲系統(tǒng)及與之相關(guān)的各分系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。,一 擴(kuò)聲系統(tǒng)的分類：可以分為兩大類A 擴(kuò)聲系統(tǒng)(重點(diǎn)部分) ：揚(yáng)聲器與聲源處于同一聲場(chǎng)內(nèi)，存在聲反饋和房間共振引起的嘯叫、失真和振蕩的條件。為保證系統(tǒng)穩(wěn)定和正常運(yùn)行，系統(tǒng)的穩(wěn)定條件是最高可用的系統(tǒng)增益比發(fā)生聲反饋?zhàn)约さ呐R界增益低6

3、dB。B 放聲系統(tǒng)：系統(tǒng)中只有磁帶機(jī)、光碟機(jī)等聲源，沒(méi)有傳聲器，不存在聲反饋條件，聲反饋系數(shù)為0，是擴(kuò)聲系統(tǒng)的一個(gè)特例。,擴(kuò)聲系統(tǒng)的分類：室外擴(kuò)聲系統(tǒng)：擴(kuò)聲系統(tǒng)主要用于體育館、車站、公園、藝術(shù)廣場(chǎng)、音樂(lè)噴泉等地方，它的特點(diǎn)是服務(wù)區(qū)域面積大、空間寬廣、背景噪音大，聲音傳播以直達(dá)聲為主，要求聲壓級(jí)高。如果周圍有高樓大廈等聲反射體，揚(yáng)聲器布局又不盡合理的話，聲波經(jīng)過(guò)多次反射而形成超過(guò)50ms以上的延遲，會(huì)引起雙重聲或者多重聲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)

4、出現(xiàn)回聲等問(wèn)題，影響聲音的清晰度和聲像定位。同時(shí)室外擴(kuò)音還受氣候條件、風(fēng)向、環(huán)境干擾等影響。,室內(nèi)擴(kuò)聲系統(tǒng)：是應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng)，包括各類影劇院、體育館、歌舞廳等。它的專業(yè)性強(qiáng)，既能作語(yǔ)言擴(kuò)聲，又能提供各類文藝演出的使用。對(duì)音質(zhì)的要求很高，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅要考慮電聲技術(shù)問(wèn)題，還要涉及建筑聲學(xué)問(wèn)題。房間的體積及內(nèi)裝飾材料對(duì)音質(zhì)有很大的影響。同時(shí)也是需要重點(diǎn)掌握的部分，是我們?cè)谧拿课还ぷ鞯闹饕问奖憩F(xiàn)。,流動(dòng)演出系統(tǒng)：擴(kuò)聲系統(tǒng)有固定安裝系

5、統(tǒng)和流動(dòng)系統(tǒng)兩大類。常用于各種大型場(chǎng)地(體育館、體育場(chǎng)、藝術(shù)廣場(chǎng)和大宴會(huì)廳等)作文藝演出時(shí)使用。流動(dòng)演出的音響設(shè)備必須結(jié)構(gòu)緊湊，便于攜帶、運(yùn)輸和安裝，可靠性高，能適應(yīng)各種環(huán)境條件應(yīng)用。大型流動(dòng)系統(tǒng)的投資較大，通常由專業(yè)單位的租賃使用。,公共廣播系統(tǒng)：為賓館、商廈、港口、車站、機(jī)場(chǎng)、礦山、學(xué)校提供背景音樂(lè)和廣播節(jié)目。目前，公共廣播系統(tǒng)又兼作緊急廣播，可與消防報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。公共廣播系統(tǒng)的控制功能很多，如選區(qū)廣播和全呼功能，強(qiáng)制切換功能，優(yōu)選

6、權(quán)廣播功能等。揚(yáng)聲器負(fù)載多而分散，傳輸線路長(zhǎng)，為減少線路損耗，一般都采用定壓輸出。聲壓級(jí)要求不高，音質(zhì)要求以中音和中高音為主。,會(huì)議系統(tǒng)：隨著國(guó)內(nèi)、外交流的增多，近幾年來(lái)會(huì)議系統(tǒng)的發(fā)展很快，廣泛用于會(huì)議中心、賓館、集團(tuán)公司、報(bào)告廳和大型教室。會(huì)議系統(tǒng)包括會(huì)議討論系統(tǒng)、數(shù)字會(huì)議表決系統(tǒng)和同聲傳譯系統(tǒng)。要求音、視頻系統(tǒng)同步。,擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟,,室內(nèi)擴(kuò)聲系統(tǒng)的供聲方案,根據(jù)建筑物的功能、體型、空間高度及觀眾席的設(shè)置等因素，可以分為集中供聲、

7、分散供聲和分區(qū)供聲三類。集中式供聲：把一組揚(yáng)聲器集中安裝在一個(gè)固定位置上的供聲系統(tǒng)。對(duì)于有舞臺(tái)的劇場(chǎng)或多功能廳，安放在靠近舞臺(tái)聲源的上、左、右兩側(cè)。特點(diǎn)是：聲像一致、聽(tīng)感自然；揚(yáng)聲器聲音的干擾小，聲音清晰度高。缺點(diǎn)是：聲場(chǎng)不易做的均勻，后座觀眾的聲壓級(jí)可能會(huì)偏低。,分散式供聲：對(duì)于狹長(zhǎng)、高度又不高的廳堂或者空間無(wú)法采用集中式供聲的場(chǎng)地，可以在天花板或者四周安放分體式揚(yáng)聲器來(lái)實(shí)施供聲。特點(diǎn)：聲場(chǎng)均勻。缺點(diǎn)：視聽(tīng)感覺(jué)不一致和多聲源

8、之間的聲音干擾突出，影響了聲音清晰度。,分區(qū)式供聲：對(duì)于狹長(zhǎng)型的禮堂，集中供聲揚(yáng)聲器投射到后面觀眾區(qū)的聲壓級(jí)會(huì)偏低。具有較深樓臺(tái)和眺臺(tái)的大型劇場(chǎng)，由于樓臺(tái)和眺臺(tái)的遮攔，使主揚(yáng)聲器的直達(dá)聲無(wú)法抵達(dá)，造成樓臺(tái)和眺臺(tái)下面的聲影區(qū)。因此，必須在揚(yáng)聲器均勻，聽(tīng)感自然。缺點(diǎn)：在無(wú)法投射的聲影區(qū)，布設(shè)若干個(gè)補(bǔ)聲揚(yáng)聲器來(lái)提高觀眾區(qū)的聲壓級(jí)和直達(dá)聲。特點(diǎn)：若聲場(chǎng)不當(dāng)，分區(qū)和主擴(kuò)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)重音，影響聲音的清晰度。并且要保障分區(qū)的供聲系統(tǒng)聲壓級(jí)小于主擴(kuò)系

9、統(tǒng)，保證聲像一致和觀眾的定位效應(yīng)。,聲場(chǎng)環(huán)境的測(cè)量,在進(jìn)行擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，必須要進(jìn)行聲場(chǎng)環(huán)境的檢測(cè)來(lái)衡量設(shè)計(jì)方案和施工方案是否成功，是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。或者該如何進(jìn)行改善。這就是要進(jìn)行聲場(chǎng)環(huán)境測(cè)量的目的和重要性。在聲場(chǎng)環(huán)境測(cè)量之前必須先要了解一些關(guān)于聲場(chǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)。,一 聲擴(kuò)散和聲聚焦：室內(nèi)聲源發(fā)聲，聲波碰到墻壁、天花板、地板均會(huì)產(chǎn)生反射，聲反射遵從反射定律。若入射聲波碰到反射體是凹形表面，反射聲則會(huì)集中在一起，形成聲聚焦，這與光聚

10、焦，這與光聚焦類似。聲聚焦現(xiàn)象使聲場(chǎng)分布不均勻，尤其在舞臺(tái)上出現(xiàn)聚焦，使擴(kuò)聲系統(tǒng)容易產(chǎn)生嚴(yán)重的嘯叫、傳聲增益低，擴(kuò)聲設(shè)備容易損壞。當(dāng)聲聚焦產(chǎn)生就需要對(duì)內(nèi)裝飾出現(xiàn)凹面的地方進(jìn)行改善，破壞聲會(huì)聚的產(chǎn)生。,回聲與顫動(dòng)回聲：如果墻面的第一次反射聲與直達(dá)聲之間時(shí)間間隔大于50ms，或擴(kuò)音兩音箱距離大于17m，聽(tīng)音者便會(huì)感覺(jué)到回聲的存在。兩平行墻面或多邊形墻面，吸聲系數(shù)小，聲反射強(qiáng)，反射聲之間間隔大于50ms，聲源發(fā)出的聲音，聽(tīng)眾會(huì)聽(tīng)見(jiàn)來(lái)回顫動(dòng)的回

11、聲。這就是顫動(dòng)回聲。回聲和回聲顫動(dòng)會(huì)大幅降低聲音的清晰度，必須要避免出現(xiàn)回聲和反射聲引起的顫動(dòng)回聲。,三 聲影區(qū)和死點(diǎn)：因擴(kuò)聲環(huán)境的內(nèi)裝飾、建筑結(jié)構(gòu)問(wèn)題，使舞臺(tái)的直達(dá)聲無(wú)法通過(guò)障礙物到達(dá)聽(tīng)音者的耳朵，形成聲影區(qū)。在該區(qū)域中只能聽(tīng)到反射進(jìn)來(lái)的反射聲或障礙物邊緣傳來(lái)的繞射聲。兩聲源發(fā)生，振幅相同，頻率相等，相位差為零，兩聲源在室內(nèi)空間傳播產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，在空間某些點(diǎn)其合成振幅為零，形成所謂的死點(diǎn)。是建聲中的嚴(yán)重問(wèn)題，使整個(gè)聲場(chǎng)的均勻度下降

12、。,室內(nèi)聲學(xué)效果的調(diào)節(jié)：通過(guò)改變房間的聲容積來(lái)改變整體的混響時(shí)間。通過(guò)改變表面吸聲材料來(lái)改變吸聲系數(shù)，從而改變整體混響時(shí)間。通過(guò)耦合空間特性來(lái)改變房間體積，改變整體混響時(shí)間。,擴(kuò)聲系統(tǒng)的電聲測(cè)量,測(cè)量前的準(zhǔn)備：檢查擴(kuò)聲系統(tǒng)連線是否符合常規(guī)連接。檢查各音響設(shè)備的質(zhì)量檔次，是否存在不合理搭配。測(cè)量設(shè)備的連接方框圖。

13、 揚(yáng)聲 器系統(tǒng) 調(diào)音臺(tái) 周邊設(shè)備 功放

14、 測(cè)量 話筒 測(cè)試儀,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,測(cè)量技術(shù)指標(biāo)：傳輸頻率特

15、性：指擴(kuò)聲系統(tǒng)處于正常放音的增益值及廳堂內(nèi)觀眾席上穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)隨頻率F的變化曲線，國(guó)際上以6個(gè)等幅純正弦波頻率為測(cè)試信號(hào)。125、250、500、1k、2k、4kHZ。聲場(chǎng)不均勻度：指廳堂里正常擴(kuò)聲增益下，不同觀眾席間穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)平均值之差。最大聲壓級(jí)：指擴(kuò)聲系統(tǒng)處于最高可用增益下測(cè)得的觀眾席上穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)平均值＋6dB,傳聲增益：擴(kuò)聲系統(tǒng)處于最高可用增益，觀眾席上穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)平均值與話筒處聲壓級(jí)平均值之差?？傇肼暵晧杭?jí)：擴(kuò)聲系統(tǒng)處于最高

16、可用增益，無(wú)聲信號(hào)輸入，廳堂內(nèi)通風(fēng)設(shè)備、空調(diào)設(shè)備以及燈光控制設(shè)備等均處于運(yùn)行狀態(tài)，在空?qǐng)鱿掠^眾席上測(cè)得的噪聲聲壓級(jí)?；祉憰r(shí)間：室內(nèi)聲源穩(wěn)態(tài)發(fā)聲，當(dāng)聲場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后切斷聲源，聲壓級(jí)下降到60dB所需要的時(shí)間。,背景噪聲：關(guān)閉擴(kuò)聲系統(tǒng)，廳堂內(nèi)其它設(shè)備正常運(yùn)行，在觀眾席上測(cè)得的噪聲聲壓級(jí)大小。失真度：擴(kuò)聲系統(tǒng)輸入純正弦波信號(hào)，在觀眾席上測(cè)量其它諧波成分占原信號(hào)成分的百分比。其中還包括一些其它需要測(cè)量的參數(shù)，例如：語(yǔ)言清晰度、反射聲場(chǎng)聲壓級(jí)

17、大小等。但是在這里就不再多做詳細(xì)介紹了。,降噪與隔音,根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定的規(guī)定，對(duì)于環(huán)境的的噪聲污染現(xiàn)在已經(jīng)有了明確的硬性規(guī)定，因此對(duì)于電聲擴(kuò)聲的場(chǎng)所就必須要進(jìn)行隔音措施，這里所說(shuō)得隔音是指兩個(gè)方面，一個(gè)是外界環(huán)境的噪聲對(duì)廳堂內(nèi)的的影響，另一方面就是防止內(nèi)部電聲系統(tǒng)的放音對(duì)廳堂外的噪聲污染，因此必須從兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行隔音處理。同時(shí)對(duì)于廳堂內(nèi)的其它復(fù)雜系統(tǒng)，如空調(diào)系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)等產(chǎn)生的內(nèi)部噪音問(wèn)題就必須通過(guò)有效的方式來(lái)進(jìn)行降躁處理

18、，以降低廳堂的本底噪聲，提高電聲的技術(shù)性能。,降躁措施：合理分配各系統(tǒng)之間的安排布局，例如對(duì)于通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)及空調(diào)系統(tǒng)的主機(jī)系統(tǒng)，必須要進(jìn)行特殊的處理。對(duì)于排風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口直接處于聽(tīng)眾席的覆蓋范圍內(nèi)，必須對(duì)接口處進(jìn)行軟性連接。對(duì)于大型機(jī)房與廳堂的線路、管道連接都必須進(jìn)行降躁處理。對(duì)于舞臺(tái)后廳的其它特殊功能室，要保證其的建聲設(shè)計(jì)符合整體要求，不可將后廳(化妝間、休息室)的噪聲引入舞臺(tái)。,對(duì)于擴(kuò)聲環(huán)境的隔音措施：使用隔音墻壁：墻體每增

19、加一倍質(zhì)量，其隔音量提高6dB。雙層墻中間由10cm的空氣層隔斷，使物理上的硬性連接中斷。但是雙層墻之間不能使用硬性連接，否則根本起不到任何作用。雙層玻璃：采用內(nèi)中空的雙層玻璃，可以起到很好的隔音作用。但是必須要注意將玻璃與框架之間的處理，降低硬性連接，使用軟膠條或者軟質(zhì)材料來(lái)隔斷硬性連接。提高隔音效果。,隔聲門：隔聲門的聲傳輸損耗取決于它的重量、剛性及密封性。這種門一般采用兩扇具有中等傳輸損耗的門和一個(gè)小門廳組成，中間門廳填充細(xì)沙。

20、門框采用強(qiáng)吸聲材料。消音通道：通過(guò)將聲音多次反射后逐漸衰減吸收的特性，將音樂(lè)廳制作成內(nèi)廳和外廳樣式，外廳利用這一原理，來(lái)隔斷來(lái)自外界的噪音。懸浮隔音：將建筑物建筑在彈性地基之上，切斷來(lái)自外界的物理震動(dòng)，降低噪音。成本太高。,建筑聲學(xué)復(fù)習(xí)題,進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是什么？擴(kuò)聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟是什么？畫出方框圖。建聲缺陷包括哪些方面？該怎么進(jìn)行改善？如何在不改變建筑體的前提下，改變和控制室內(nèi)聲學(xué)特性？,如何進(jìn)行房間的隔音？擴(kuò)聲系統(tǒng)的電