11建筑聲學基礎

1、建筑聲學基礎,系統(tǒng)設計的簡單知識聲場環(huán)境的測量降噪與隔音,系統(tǒng)設計的簡單知識,擴聲系統(tǒng)設計的目的： 自然聲源發(fā)出的聲能量有限，聲壓級隨著傳播距離的增大而大幅衰減，同時由于環(huán)境噪聲的影響，使聲源的傳播距離變得更為短。因此在公眾活動場所就必須使用電聲技術進行擴聲，將聲源信號放大，提高聽眾區(qū)的聲壓級，保證每位聽眾能獲得適當?shù)穆晧杭墶?擴聲系統(tǒng)設計的重要性：擴聲系統(tǒng)是一項系統(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

2、藝術等。同時還涉及與視頻系統(tǒng)、舞臺和舞廳的藝術燈光系統(tǒng)、消防報警系統(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音效果和整體功能，就必須要對擴聲系統(tǒng)及與之相關的各分系統(tǒng)進行嚴謹、科學的系統(tǒng)設計。,一 擴聲系統(tǒng)的分類：可以分為兩大類A 擴聲系統(tǒng)(重點部分) ：揚聲器與聲源處于同一聲場內(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)生聲反饋自激的臨界增益低6

3、dB。B 放聲系統(tǒng)：系統(tǒng)中只有磁帶機、光碟機等聲源，沒有傳聲器，不存在聲反饋條件，聲反饋系數(shù)為0，是擴聲系統(tǒng)的一個特例。,擴聲系統(tǒng)的分類：室外擴聲系統(tǒng)：擴聲系統(tǒng)主要用于體育館、車站、公園、藝術廣場、音樂噴泉等地方，它的特點是服務區(qū)域面積大、空間寬廣、背景噪音大，聲音傳播以直達聲為主，要求聲壓級高。如果周圍有高樓大廈等聲反射體，揚聲器布局又不盡合理的話，聲波經(jīng)過多次反射而形成超過50ms以上的延遲，會引起雙重聲或者多重聲，嚴重時會

4、出現(xiàn)回聲等問題，影響聲音的清晰度和聲像定位。同時室外擴音還受氣候條件、風向、環(huán)境干擾等影響。,室內(nèi)擴聲系統(tǒng)：是應用最廣泛的系統(tǒng)，包括各類影劇院、體育館、歌舞廳等。它的專業(yè)性強，既能作語言擴聲，又能提供各類文藝演出的使用。對音質(zhì)的要求很高，系統(tǒng)的設計不僅要考慮電聲技術問題，還要涉及建筑聲學問題。房間的體積及內(nèi)裝飾材料對音質(zhì)有很大的影響。同時也是需要重點掌握的部分，是我們在座的每位工作的主要形式表現(xiàn)。,流動演出系統(tǒng)：擴聲系統(tǒng)有固定安裝系

5、統(tǒng)和流動系統(tǒng)兩大類。常用于各種大型場地(體育館、體育場、藝術廣場和大宴會廳等)作文藝演出時使用。流動演出的音響設備必須結構緊湊，便于攜帶、運輸和安裝，可靠性高，能適應各種環(huán)境條件應用。大型流動系統(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、機場、礦山、學校提供背景音樂和廣播節(jié)目。目前，公共廣播系統(tǒng)又兼作緊急廣播，可與消防報警系統(tǒng)聯(lián)動。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，強制切換功能，優(yōu)選

6、權廣播功能等。揚聲器負載多而分散，傳輸線路長，為減少線路損耗，一般都采用定壓輸出。聲壓級要求不高，音質(zhì)要求以中音和中高音為主。,會議系統(tǒng)：隨著國內(nèi)、外交流的增多，近幾年來會議系統(tǒng)的發(fā)展很快，廣泛用于會議中心、賓館、集團公司、報告廳和大型教室。會議系統(tǒng)包括會議討論系統(tǒng)、數(shù)字會議表決系統(tǒng)和同聲傳譯系統(tǒng)。要求音、視頻系統(tǒng)同步。,擴聲系統(tǒng)設計步驟,,室內(nèi)擴聲系統(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：把一組揚聲器集中安裝在一個固定位置上的供聲系統(tǒng)。對于有舞臺的劇場或多功能廳，安放在靠近舞臺聲源的上、左、右兩側。特點是：聲像一致、聽感自然；揚聲器聲音的干擾小，聲音清晰度高。缺點是：聲場不易做的均勻，后座觀眾的聲壓級可能會偏低。,分散式供聲：對于狹長、高度又不高的廳堂或者空間無法采用集中式供聲的場地，可以在天花板或者四周安放分體式揚聲器來實施供聲。特點：聲場均勻。缺點：視聽感覺不一致和多聲源

8、之間的聲音干擾突出，影響了聲音清晰度。,分區(qū)式供聲：對于狹長型的禮堂，集中供聲揚聲器投射到后面觀眾區(qū)的聲壓級會偏低。具有較深樓臺和眺臺的大型劇場，由于樓臺和眺臺的遮攔，使主揚聲器的直達聲無法抵達，造成樓臺和眺臺下面的聲影區(qū)。因此，必須在揚聲器均勻，聽感自然。缺點：在無法投射的聲影區(qū)，布設若干個補聲揚聲器來提高觀眾區(qū)的聲壓級和直達聲。特點：若聲場不當，分區(qū)和主擴系統(tǒng)會出現(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)聲壓級小于主擴系

9、統(tǒng)，保證聲像一致和觀眾的定位效應。,聲場環(huán)境的測量,在進行擴聲系統(tǒng)設計之后，必須要進行聲場環(huán)境的檢測來衡量設計方案和施工方案是否成功，是否達到設計要求?；蛘咴撊绾芜M行改善。這就是要進行聲場環(huán)境測量的目的和重要性。在聲場環(huán)境測量之前必須先要了解一些關于聲場的基礎知識。,一 聲擴散和聲聚焦：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)象使聲場分布不均勻，尤其在舞臺上出現(xiàn)聚焦，使擴聲系統(tǒng)容易產(chǎn)生嚴重的嘯叫、傳聲增益低，擴聲設備容易損壞。當聲聚焦產(chǎn)生就需要對內(nèi)裝飾出現(xiàn)凹面的地方進行改善，破壞聲會聚的產(chǎn)生。,回聲與顫動回聲：如果墻面的第一次反射聲與直達聲之間時間間隔大于50ms，或擴音兩音箱距離大于17m，聽音者便會感覺到回聲的存在。兩平行墻面或多邊形墻面，吸聲系數(shù)小，聲反射強，反射聲之間間隔大于50ms，聲源發(fā)出的聲音，聽眾會聽見來回顫動的回

11、聲。這就是顫動回聲?；芈暫突芈曨潉訒蠓档吐曇舻那逦?，必須要避免出現(xiàn)回聲和反射聲引起的顫動回聲。,三 聲影區(qū)和死點：因擴聲環(huán)境的內(nèi)裝飾、建筑結構問題，使舞臺的直達聲無法通過障礙物到達聽音者的耳朵，形成聲影區(qū)。在該區(qū)域中只能聽到反射進來的反射聲或障礙物邊緣傳來的繞射聲。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，在空間某些點其合成振幅為零，形成所謂的死點。是建聲中的嚴重問題，使整個聲場的均勻度下降

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

13、 揚聲 器系統(tǒng) 調(diào)音臺 周邊設備 功放

14、 測量 話筒 測試儀,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,測量技術指標：傳輸頻率特

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

16、可用增益，無聲信號輸入，廳堂內(nèi)通風設備、空調(diào)設備以及燈光控制設備等均處于運行狀態(tài)，在空場下觀眾席上測得的噪聲聲壓級?；祉憰r間：室內(nèi)聲源穩(wěn)態(tài)發(fā)聲，當聲場達到穩(wěn)態(tài)后切斷聲源，聲壓級下降到60dB所需要的時間。,背景噪聲：關閉擴聲系統(tǒng)，廳堂內(nèi)其它設備正常運行，在觀眾席上測得的噪聲聲壓級大小。失真度：擴聲系統(tǒng)輸入純正弦波信號，在觀眾席上測量其它諧波成分占原信號成分的百分比。其中還包括一些其它需要測量的參數(shù)，例如：語言清晰度、反射聲場聲壓級

17、大小等。但是在這里就不再多做詳細介紹了。,降噪與隔音,根據(jù)國家有關規(guī)定的規(guī)定，對于環(huán)境的的噪聲污染現(xiàn)在已經(jīng)有了明確的硬性規(guī)定，因此對于電聲擴聲的場所就必須要進行隔音措施，這里所說得隔音是指兩個方面，一個是外界環(huán)境的噪聲對廳堂內(nèi)的的影響，另一方面就是防止內(nèi)部電聲系統(tǒng)的放音對廳堂外的噪聲污染，因此必須從兩個方面來進行隔音處理。同時對于廳堂內(nèi)的其它復雜系統(tǒng)，如空調(diào)系統(tǒng)、排風系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)等產(chǎn)生的內(nèi)部噪音問題就必須通過有效的方式來進行降躁處理

18、，以降低廳堂的本底噪聲，提高電聲的技術性能。,降躁措施：合理分配各系統(tǒng)之間的安排布局，例如對于通風系統(tǒng)的風機及空調(diào)系統(tǒng)的主機系統(tǒng)，必須要進行特殊的處理。對于排風口和進風口直接處于聽眾席的覆蓋范圍內(nèi)，必須對接口處進行軟性連接。對于大型機房與廳堂的線路、管道連接都必須進行降躁處理。對于舞臺后廳的其它特殊功能室，要保證其的建聲設計符合整體要求，不可將后廳(化妝間、休息室)的噪聲引入舞臺。,對于擴聲環(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小門廳組成，中間門廳填充細沙。

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