电影院声学设计案例分析(电影院声学设计平面图)

2022-11-05 18:17:05 0

电影院声学设计案例分析(电影院声学设计平面图)

室内声学基础

第一章 声音的基本性质

一、声音的产生与传播

声音是人耳通过听觉神经对空气振动的主观感受。

声音产生于物体的振动,例如扬声器的纸盆、拨动的琴弦等等。这些振动的物体称之为声源。声源发声后,必须经过一定的介质才能向外传播。这种介质可以是气体,也可以是液体和固体。在受到声源振动的干扰后,介质的分子也随之发生振动,从而使能量向外传播。但必须指出,介质的分子只是在其未被扰动前的平衡位置附近作来回振动,并没有随声波一起向外移动。介质分子的振动传到人耳时,将引起人耳耳膜的振动,最终通过听觉神经而产生声音的感觉。例如,扬声器的纸盆,当音圈通过交变电流时就会产生振动。这种振动引起邻近空气质点疏密状态的变化,又随即沿着介质依次传向较远的质点,最终到达接收者。可以看出,在声波的传播过程中,空气质点的振动方向与波的传播方向相平行,所以声波是纵波。

扬声器纸盒就相当于上图中的活塞。

在空气中,声音就是振动在空气中的传播,我们称这为声波。声波可以在气体、固体、液体中传播,但不能在真空中传播。

二、声波的频率、波长与速度

当声波通过弹性介质传播时,介质质点在其平衡位置附近作来回振动。质点完成一次完全振动所经历的时间称为周期,记为T,单位是秒。由上限频率f2和下限频率f1规定宽带。f1、f2间隔可以用频率比或以2为底的对数表示,称为频程。关系式:

f2=2^nf1

当n=1时,称为1/1倍频程低频声场的仿真:

消除驻波的最佳方法是改变房间的形状,使墙面不平行,或将墙成做成弧形。

四、混响与回声

混响是室内的声学现象。声音由声源发出后,在空气中传播,传播过程中在房间的界面上产生反射、吸收、扩散、透射、干涉和衍射等波动作用,形成复杂的室内声场,使人产生混响感。声源停止发声后,室内声场会持续一段时间。

混响是室内声反射和声扩散共同作用的结果。同样是源于反射,但由于人耳的听闻特性,混响和回声有明显的不同。

声源的直达声和近次反射声相继到达人耳,延迟时间小于30ms时,一般人耳不能区分出来,仅能觉察到音色和响度的变化,人们感觉到混响。但当两个相继到达的声音时差超过50ms时(相当于直达声与反射声之间的声程差大于17m),人耳能分辩出来自不同方向的两个独立的声音,这时有可能出现回声。回声的感觉会妨碍音乐和语言的清晰度(可懂度),要避免。

五、混响时间

当室内声场达到稳态,声源停止发声后,声压级降低60dB所需要的时间称为混响时间,记作T60或RT,单位是秒(s)。

混响时间是目前音质设计中能定量估算的重要评价指标。它直接影响厅堂音质的效果。房间的混响长短是由它的吸音量和体积大小所决定的,体积大且吸音量小的房间,混响时间长,吸音量大且体积小的房间,混响时间就短。混响时间过短,声音发干,枯燥无味,不亲切自然;混响时间过长,会使声音含混不清;合适时声音圆润动听。

Sabine公式,适用于嵝∮?0.2的较活跃的房间:

式中:V为房间容积,单位为m^3;S为房间表面积的总和,单位为m^2;嵛考浔砻婊钠骄凳俜致剩籗岬牡ノ晃猰^2。K为与湿度有关的常数,一般取K=0.161s/m。

Eyring公式,适用于岽笥?0.2的建声条件良好的房间:

式中4mV为空气系数系数值,m为空气吸声系数,(它不但与频率有关,还与温度和温度有关)。其它与上式一样。

混响时间的大小与频率相关,低频、中频、高频的混响时间是不一样的。一般所说的混响时间都是指平均混响时间。

六、临界距离两曲线的交点就是临界距离。

最佳听音区一定位于临界距离内,因为临界距离是以直达声为主,清晰度和声像定位最好。

房间无吸声时的临界距离距声源很近,这种房间只适合近声场听音。

在吸声的房间中,临界距离被推向后墙,使最佳听音区变宽。上图中,附加的好处是漏到室外的声压降低了20dB,降低了对隔音的要求。

当混响声比直达声大12db以上,声音清晰度将全部失去。

寻找临界距离的最简单方法为:用音响系统播放压缩的流行音乐,开始用一个音箱在临界距离外。

第三章 听音室的基本要求

听音室的设计要遵循一些基本的原则:

一、选择合适的房间比例、或使墙面不平行、或增加扩散,避免或减轻驻波的影响。

二、混响时间合适,使临界距离尽可能远。

三、吸收一次反射声,减轻一次反射声对直达声的干涉。

四、尽量吸声,如不能使吸声达到要求,则尽量对反射声进行扩散,使声场尽量均匀。

一个简单的声学处理实例如下:

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