声学设计论文范文

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第1篇

美国等发达国家在进行厅堂建筑设计时,均要由建筑师、声学顾问和剧场顾问组成联合设计组,从项目立项开始就一道工作,直至项目完工。这是国外厅堂建筑之所以高质量的重要保证。因此,只有明了建筑声学设计的程序和工作内容,学习国际先进经验和惯常做法,方能保证我国的厅堂建筑具有良好的音质。

一般而言,建筑声学设计的工作内容主要包括噪声控制和音质设计两大部分。

根据建筑物的使用功能、等级与投资规模,参照国际或国家规范来确定建筑物室内噪声标准,是噪声控制设计的首要内容。

通常音乐厅、剧场等厅堂都要求很低的室内背景噪声,因此,这些厅堂的选址很重要,应尽可能远离户外的噪声与振动源。另外,还要进行场地环境噪声与振动调查、测量与仿真预测,目的是为进行厅堂建筑围护结构的隔声设计提供依据,保证厅堂建成后能达到预定的室内噪声标准。

围护结构的隔声设计分为空气声隔声设计及固体声隔声设计两部分,均包括隔声量的计算、隔声材料的选择以及隔声构造设计等内容。除理论计算外,经常需要进行隔声构件的实验室或现场测量,来确定其各频带的隔声量。

噪声控制的另一重要内容,就是针对厅堂建筑内部的噪声振动源进行控制。这些噪声振动源包括空调设备、给排水设备、变压器、某些灯光设备、舞台机械设备以及来自相邻房间通过空气及固体传声传入的噪声和振动等,都将对观众厅的安静造成干扰。因此,在建筑方案设计阶段,声学顾问就必须介入,以便审视建筑内部各种房间的平、剖面布置是否合理,尽可能在建筑设计阶段就将可能的噪声振动干扰减至最低。

此外,建筑声学设计的另一个重要任务就是进行室内音质设计。

音质设计通常包括下述工作内容：

一、确定厅堂体型及体量。为看得清楚、听得清晰,各类厅堂都有个长度的限制。厅堂的宽度会涉及到早期侧向反射声的组织,与音质的空间感有重要关联。厅堂的高度不仅影响竖向早期反射声的组织,而且影响早后期声能比和混响声能的大小及方向。厅堂的体积和每座容积都直接影响混响时间等音质参数。厅堂的体型更是关系到是否存在回声、颤动回声、声聚焦、声影区等音质缺陷。所有这些,都必须在初步方案设计阶段就提供建筑声学的专业意见。

二、确定音质设计指标及其优选值。根据厅堂的使用功能选择混响时间、明晰度、强度指数、侧向能量因子、双耳互相关系数等音质评价指标,并确定各指标的优选值,是音质设计的重要任务。这些指标及其优选值的选定,将为进一步进行音质参量计算和将来竣工后的音质测试提供目标和依据。

三、对乐池、乐台、包厢、楼座及厅堂各界面进行声学设计。厅堂的平面及各界面的形状、面积、倾角等以及乐池、乐台、包厢、楼座、音乐罩、反射板等都影响声脉冲响应的结构,从而对厅堂音质产生重要影响。因此,是否设楼座、包厢,设几层楼座、包厢,楼座和包厢的深度及开敞度多少为合适,栏板的面积与倾角多大较恰当等等,都属于建筑声学设计的范畴,都需由建筑师与声学顾问共同磋商,加以确定。乐池的形状和开口大小也直接影响乐队声能的输送以及乐队与演员的相互听闻。此外,是否设音乐罩或反射板,设何种形式的音乐罩和反射板等等,也都需要从建筑声学专业的角度提供咨询意见,并给出设计方案。四、计算厅堂音质参量。当厅堂的平、剖面及楼座、包厢、乐池、乐台等设计方案拟定以后,就可开始计算厅堂音质参量。通过音质参量的计算,提供设计反馈信息,以便对设计方案作出必要的修改与调整。这个过程有时需要反复进行多次,以便臻于至善。在此过程中,需要辅以平剖面声线分析、三维声场计算机仿真乃至缩尺模型试验等技术手段,才能做出较准确的预计。

五、进行声学构造设计。厅堂音质除了受前述建筑因素影响之外,还与室内装修材料与构造密切相关。因此,声学顾问还需与装修设计师密切配合,共同完成室内装修设计。声学装修构造设计通常包括各界面材料的选择和绘制构造设计图,需详细规定材料的面密度、表观密度、厚度、穿孔率、孔径、孔距、背后空气层厚度以及龙骨的间距等技术参数。

六、声场计算机仿真。对厅堂建筑进行仔细的声场分析和音质参量计算,有赖于声场三维计算机仿真。从这一点意义上讲,要进行成功的现代厅堂音质设计已离不开计算机仿真的辅助。

七、缩尺模型试验。对于重要的厅堂,除了计算机仿真外,通常还须建立一定缩尺比的厅堂模型,进行缩尺模型声学试验。缩尺模型试验优于计算机仿真之处,在于唯有它能对室内声波动效应做出仿真,而前者仅能在中、高频段,在几何声学的范围内提供较准确的仿真结果。此外,计算机仿真从本质上说是将声学家已知的声学原理输入计算机中,而缩尺模型则可较客观地展示厅堂中发生的实际声物理现象。目前,华南理工大学建筑声学实验室正在负责对在建的广州歌剧院作1∶20的声学缩尺模型试验,以确保该剧院建成后的高水准音质。

八、可听化主观评价。对于重要的厅堂,必要时还可在计算机仿真和缩尺模型试验基础上,应用先进的可听化技术进行主观听音评价。可听化技术是通过仿真计算,或者通过模型试验测量获得双耳脉冲响应,将之与在消声室中录制的音乐或语言“干信号”卷积,输出已加入厅堂影响的声音信号,供受试者预先聆听建成后的厅堂音质效果。这是近年发展起来的建筑声学领域一项高新技术。

九、建筑声学测量。建筑声学测量包括噪声与振动测量,围护构造隔声测量,重要材料与构造的吸声量测量以及厅堂音质参量的测量等。厅堂音质参量测量除了在工程竣工之后进行,以验证声学设计是否达标外,有时还需要在厅堂建筑主体完工,进入内部装修阶段时进行,以便为施工的最后阶段进行必要的设计修改与调整提供科学数据。

第2篇

演播室在设计时最重要的注意因素就是声学设计，室内各种设计以及材料的使用都应该在声学设计的基础上进行装修，使演播室的功能与形式完美统一。找准演播室室内声学装修设计的主要内容，按照装修内容，分清主次，然后根据技术要点一一装修。它的装修内容主要包括：门、窗、墙面、顶棚、地面以及灯光、材料和其他的设施设备等。

二、演播室声学装修设计依据和标准

演播室对声学装修设计的要求比较高，演播室的工作人员直接操作设备，不可避免的会有一些噪音存在，再加上导控室的节目录制，可能会产生很多的混音，在设计时应该根据相关的标准，避免这些问题的出现。演播室声学装修设计可以依据以下几个方面作为参考，以便提升演播效果。演播室的门窗标准：符合GYJ26—86隔声门窗的设计和技术要求；混响时间标准：GYJ26—86有线广播录音播音室声学设计规范和技术用房相关要求；控制标准：符合GYJ42—89广播电视中心技术用房噪声标准要求；防火标准：符合GY5067—2003广播电视建筑设计防火规范；建筑设计图、建筑材料要符合建设单位提供的技术与材料要求等。

三、演播室声学设计控制要点

(一)顶棚顶棚的设计要注意吸声效果的实施，在装修时注意隔声、吸声材料的运用，另外还要注意室内灯光架、灯光固定件的防震处理。使演播室的顶棚技能和好的吸收室内的杂音，又能隔绝室外的杂音，保证演播质量。

(二)墙体墙面设计演播室的墙体墙面设计是声学装修的一个重要组成部分，再设计装修时墙体要使用具有良好吸音作用的材料，比如加气混凝土或者在双墙中间填堵吸声棉，提高吸音效果；墙体的厚度与结构要根据具体的用房环境来决定；另外墙体的材料要选择使用清洁、卫生、环保、美观而且即防火又耐用的材料。

(三)门窗设计要点演播室的门窗也应该具有一定的隔音作用，门的隔声量主要取决于它的质量、刚性以及气密性，所以门的材质一般选用质量较大的材料，因为质量大的材料隔音量也比较大。大师这种门比较笨重，现在播音室门的设计一般采用轻质材料制作，在三层13mm厚的木板中夹两层11mm厚的玻璃棉，两面再各加一层五合板和一层榉木饰面板，门框及门的边缘敷上毛毡对门缝进行密封，也能起到很好的隔音效果。播音室的窗可以设计也可以不设计，如果设计，主要考虑玻璃的材质，一般会选用较厚的玻璃，能提高隔音效果。

(四)地面的设计播音室室内地面的设计除了要有一定的吸声作用外，还要考虑美观、清洁等方面的因素。一般采用干式浮筑地面、木地板或者铺吸声地毯等，有利于降低室内的频混响时间。

(五)其它设施设备设计演播室重点设备是空调，因为如果空调排风扇的安装不当，演播室内其他所有的部分的隔声、吸声作用做的再好也是无济于事的。所以要注重演播室内空调的装修设计，一般选择中央空调时，需注意送风系统的设计，风口需要做消声处理，但是庞大的风管系统，会给温度调节和控制带来很大的困难，而且整个系统不停地运转，会造成很大的浪费，运行成本很高。为了减少这些问题，可以采用令热泵送风系统的中央空调，这种运行方式可以调节空调运行时间，使用比较灵活。如果要最大限度的减弱空调的噪音，就要选购质量比较好的低噪音空调，将空调的内机安装与室外，然后再用短风管接入室内，最后对进、回风口做消声处理。

四、其他设计技巧

(一)声场均匀度控制从室内声学来看，如果反射声波扩散良好，为了取得良好的声场扩散，在设计室内吸声墙体时，需要把中高频的牺牲结构与中低频的牺牲结构区分交错布置，同时再设计一系列的形状不规则的铝制板扩散板，提高整个室内的声场均匀度。

(二)声学缺陷的预防演播室房间的设计要注意避免“声染色”问题的出现，如果出现“声染色”现象，室内一些地方的的频率可能会加强会减弱，导致声音失真，这是声学设计的一大缺陷，必须采用一些措施避免这些缺陷。一种方式是可以再播音室的各个角落做45度的切角，切脚墙面墙面要经过强吸音处理，以便消除声染色现象；另一种方式是在原来播音室吸音墙的基础之上大部分强做成强吸声墙，特别是墙角与天花板的夹角处，可以采用多层强吸音材质，提高吸音效果。一般情况下，播音室会选择第二种方法消除声染色，因为第一种方式在室内做声学切角占用室内空间，会影响本来就不大的室内空间。而第二种方法不仅节省空间，而且不会使声音出现任何失音的情况。

(三)切断固体传声的措施从物理学上来说，声音在股体内传播的衰减程度不强，而要想切断演播室墙体、门窗、空调等的固体传声，要在施工环节就加强控制，做好施工缝内落灰、落砖管理，积极改进各个节点的构造。如果施工缝间有杂物存在，容易形成刚性连接，减弱消音效果。施工过程中可以在非播音室的墙根处预留清扫口，这样可以做到一边施工一边清扫，施工完毕后再堵住清扫口，这样就避免了缝隙杂物。另外安装空调时需要挖掘管道，，这些管道穿进大小播音室时，需要做柔性连接，风管与墙体的连接处用沥青、干硬性砂浆塞实，以此来达到消音的效果。

(四)声学装修施工现在的演播室墙体一般采用超细玻璃棉宽频牺牲构造，而顶棚一般采用腔内填棉的方式来控制混响时间，以免发生声学聚焦或者长延时反射声现象，破坏使内消音效果。所以在装修时对演播室的非声学墙体的普通见白作法用弹涂法来代替，这种方法能够很好的降低长延时反射声现象的出现。

五、结语

第3篇

围护结构的隔声设计分为空气声隔声设计及固体声隔声设计两部分,均包括隔声量的计算、隔声材料的选择以及隔声构造设计等内容。除理论计算外,经常需要进行隔声构件的实验室或现场测量,来确定其各频带的隔声量。

噪声控制的另一重要内容,就是针对厅堂建筑内部的噪声振动源进行控制。这些噪声振动源包括空调设备、给排水设备、变压器、某些灯光设备、舞台机械设备以及来自相邻房间通过空气及固体传声传入的噪声和振动等,都将对观众厅的安静造成干扰。因此,在建筑方案设计阶段,声学顾问就必须介入,以便审视建筑内部各种房间的平、剖面布置是否合理,尽可能在建筑设计阶段就将可能的噪声振动干扰减至最低。

此外,建筑声学设计的另一个重要任务就是进行室内音质设计。

音质设计通常包括下述工作内容：

一、确定厅堂体型及体量。为看得清楚、听得清晰,各类厅堂都有个长度的限制。厅堂的宽度会涉及到早期侧向反射声的组织,与音质的空间感有重要关联。厅堂的高度不仅影响竖向早期反射声的组织,而且影响早后期声能比和混响声能的大小及方向。厅堂的体积和每座容积都直接影响混响时间等音质参数。厅堂的体型更是关系到是否存在回声、颤动回声、声聚焦、声影区等音质缺陷。所有这些,都必须在初步方案设计阶段就提供建筑声学的专业意见。

二、确定音质设计指标及其优选值。根据厅堂的使用功能选择混响时间、明晰度、强度指数、侧向能量因子、双耳互相关系数等音质评价指标,并确定各指标的优选值,是音质设计的重要任务。这些指标及其优选值的选定,将为进一步进行音质参量计算和将来竣工后的音质测试提供目标和依据。

三、对乐池、乐台、包厢、楼座及厅堂各界面进行声学设计。厅堂的平面及各界面的形状、面积、倾角等以及乐池、乐台、包厢、楼座、音乐罩、反射板等都影响声脉冲响应的结构,从而对厅堂音质产生重要影响。因此,是否设楼座、包厢,设几层楼座、包厢,楼座和包厢的深度及开敞度多少为合适,栏板的面积与倾角多大较恰当等等,都属于建筑声学设计的范畴,都需由建筑师与声学顾问共同磋商,加以确定。乐池的形状和开口大小也直接影响乐队声能的输送以及乐队与演员的相互听闻。此外,是否设音乐罩或反射板,设何种形式的音乐罩和反射板等等,也都需要从建筑声学专业的角度提供咨询意见,并给出设计方案。四、计算厅堂音质参量。当厅堂的平、剖面及楼座、包厢、乐池、乐台等设计方案拟定以后,就可开始计算厅堂音质参量。通过音质参量的计算,提供设计反馈信息,以便对设计方案作出必要的修改与调整。这个过程有时需要反复进行多次,以便臻于至善。在此过程中,需要辅以平剖面声线分析、三维声场计算机仿真乃至缩尺模型试验等技术手段,才能做出较准确的预计。

五、进行声学构造设计。厅堂音质除了受前述建筑因素影响之外,还与室内装修材料与构造密切相关。因此,声学顾问还需与装修设计师密切配合,共同完成室内装修设计。声学装修构造设计通常包括各界面材料的选择和绘制构造设计图,需详细规定材料的面密度、表观密度、厚度、穿孔率、孔径、孔距、背后空气层厚度以及龙骨的间距等技术参数。

六、声场计算机仿真。对厅堂建筑进行仔细的声场分析和音质参量计算,有赖于声场三维计算机仿真。从这一点意义上讲,要进行成功的现代厅堂音质设计已离不开计算机仿真的辅助。

七、缩尺模型试验。对于重要的厅堂,除了计算机仿真外,通常还须建立一定缩尺比的厅堂模型,进行缩尺模型声学试验。缩尺模型试验优于计算机仿真之处,在于唯有它能对室内声波动效应做出仿真,而前者仅能在中、高频段,在几何声学的范围内提供较准确的仿真结果。此外,计算机仿真从本质上说是将声学家已知的声学原理输入计算机中,而缩尺模型则可较客观地展示厅堂中发生的实际声物理现象。目前,华南理工大学建筑声学实验室正在负责对在建的广州歌剧院作1∶20的声学缩尺模型试验,以确保该剧院建成后的高水准音质。

八、可听化主观评价。对于重要的厅堂,必要时还可在计算机仿真和缩尺模型试验基础上,应用先进的可听化技术进行主观听音评价。可听化技术是通过仿真计算,或者通过模型试验测量获得双耳脉冲响应,将之与在消声室中录制的音乐或语言“干信号”卷积,输出已加入厅堂影响的声音信号,供受试者预先聆听建成后的厅堂音质效果。这是近年发展起来的建筑声学领域一项高新技术。

九、建筑声学测量。建筑声学测量包括噪声与振动测量,围护构造隔声测量,重要材料与构造的吸声量测量以及厅堂音质参量的测量等。厅堂音质参量测量除了在工程竣工之后进行,以验证声学设计是否达标外,有时还需要在厅堂建筑主体完工,进入内部装修阶段时进行,以便为施工的最后阶段进行必要的设计修改与调整提供科学数据。