中國海洋大學聲學大廳混響時間及聲場不均勻度研究

2020-09-04 hxgk光纖塗覆

聲學大廳混響時間及聲場不均勻度研究

摘　要: 聲學大廳的基本功能是模擬各種功能大廳的聲場環境評價廳堂音質的混響時間T60和計算公式是上世紀初W·C·賽賓教授(W1C1Sabie) 提出來的,在此以後,混響時間一直是室內聲學中的一個最重要、最穩定的指標。確定出最佳混響時間是決定音質效果的重要因素是廳堂音質或稱室內音質的重要評價指

關鍵詞:混響時間;測量方法;測量儀器；聲學大廳；

Abstract: Reverberation time T60 and the calculation formula used to evaluate the hall timbre were advanced by professorW1C1Sabie last century1From then on , reverberation time has been the most important and steadiest reference of indooracoustics

Key word:Reverberation time ;Measuring method ;Measuring instrument正文

一>混響時間

自美國的W. C. Sabine 發表了著名《混響》論文之後，並結合多年的實驗工作，歸納出混響時間公式為T=0.163·V/A （1）式中，V 為廳堂的容積；A 為廳堂的吸聲總量。混響時間是廳堂音質或稱室內音質的重要評價指標, 從混響時間的長短, 大致可以判斷廳堂音質的好壞。在建聲設計中, 由於能對室內的響時間進行定計算, 式中, V為房間容積, , V為室內總吸聲量。而且混響時間的測試方法簡單,因此仍為音質設計最重要的內容。最佳混響時間不應過長, 但也不是越短越好。房間容積不同、用途不同, 要求的最佳混響時間也不同, 不同用途對混響時間的要求不同音樂用途的廳堂要求最佳混響時間應長一些, 如音樂廳、音樂錄音室等語言用途的房間, 要求最佳混響時間則短一些。房間容積的不同要求不同的混響時間。如果房間較大, 「 最佳混響時間」 也應相應長一些這是因為房間空間增大, 需要較大的響度才能使聲音聽起來更滿意些。而增加混響時間能起到提高響度的作用音樂廳的混響時間、左右比聽音室大得多,就是這個道理最佳混響時間除了與房間容積和聲音類別相關外, 相對於各種實際情況, 可能有一的變動範圍。在聲學大廳中實際測量數據在所選觀測點，不同頻率的混響時間如下：

因為廳內音響的生氣感主要取決於500一1000的中高頻混響時間。對於低頻的混響時間比中頻允許長一些, 一般在20%一50%,特別是音樂用途的房間, 可以提升得更多一些, 使聲音聽來更感渾厚豐滿。而對2000hz以上高頻的混響時間最好與中頻基本相同, 但由於室內常用材料及聽眾的高頻吸聲都比較大, 加上空氣對高頻的吸聲作用,特別是大型廳堂如體育館等, 空氣吸聲與其容積成正比, 所以高頻混響時間會有所下降。一般允許比中頻500一1000下降10%一20%, 對音質不會有明顯影響.

二>聲場不均勻度

聲場不均勻度反映聲場中聲能的分布是否均勻。對於音樂廳、報告廳、電影院要使廳堂內每個觀眾都有著較好的聲學體驗，就需要設計處更均勻的聲場，避免多重回聲等聲學缺陷,經過在中軸線和斜軸線的取點採樣測量，繪製出如下圖表：

可見，聲學大廳的聲場較為均勻，由c=λf可知，在低頻段，聲波波長較大，聲場聲壓的測量結果以為測量者的位置有著很隨機的變化，而人的聽覺感受並沒有忽大忽小的感受。在高頻段，空氣的吸聲能力逐漸明顯，故而聲音隨觀測點到聲源的距離的增加而減小。

四 總結

一般在廳堂音質設計時, 把最佳混響時間作為設計依據。根據建築的用途以及容積大小查得中頻的混響時間, 再確定高、低頻的混響時間, 作為設計指標。利用混響時間的計算公式, 求得所需的吸聲量, 通過選擇合適的吸聲材料, 確定材料的數量面積, 進行合理的布置。但需要特別注意的是, 一方面, 音質好壞不只是由混響時間單一因素決定, 還有諸多因素相互關聯,所以上述所介紹的最佳混響時間只是推薦值。另一方面, 即使確定了最佳的混響時間, 也不能保證觀眾廳就具有良好的音質, 它只是決定觀眾廳的音質好的因素之一。音質評價的參量不僅僅是混響時間, 還有響度、早後期聲能比、相對強感等。大致相同的兩個大廳, 其音質有時會有很大的差異, 表明混響時間對音質的評價不完全充分。但這些參量計算和測量比較複雜, 在設計中僅能定性考慮。

五【參考文獻】

1.《最佳混響時間》，李素雲，《音響技術》

2.混響時間及測量方法簡介 李敏毅, 孫海濤, 吳傑歆 , 楊德俊

3.《聲學基礎》，杜功煥 朱哲明，南京大學出版社

4.　吳碩賢1 建築聲學設計原理[M]1 北京:中國建工出版社,20001

5.華南理工大學1 建築物理[M]1 廣州:華南理工大學出版社,20021

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