劇場(chǎng)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)-文庫(kù)吧
2025-10-14 01:21 本頁(yè)面
【正文】 . 聲能比和等效混響 混響在主觀感覺上還與一個(gè)物理量有關(guān)：等效混響。 在一個(gè)理想的室內(nèi)環(huán)境中，某一點(diǎn)的聲能密度應(yīng)為直達(dá)聲能密度與混響聲能密度之和，用數(shù)學(xué)式表示即為： E總＝ E直＋ E混 我們將混響聲能密度 E混與直達(dá)聲能密度 E直之比，稱為該點(diǎn)的聲能比： RE＝ E混 E直 RE值表示在房間某一點(diǎn)混響聲所占的比例 。顯然， RE值卻很小，這一結(jié)果引起的主觀效應(yīng)，是縮短了混響時(shí)間。這種因主觀效應(yīng)引起縮短了的混響時(shí)間，稱為等效混響時(shí)間。它發(fā)生在聲能比很小的區(qū)域，離聲源越近，器件的指向性越強(qiáng)，這種效應(yīng)就越明顯。反之，在聲場(chǎng)范圍內(nèi)離聲源越遠(yuǎn)，混響效果越明顯，就越接近于實(shí)際測(cè)定值。因此，我們?cè)谟^眾廳后排遠(yuǎn)聽具有很好混響效果的劇場(chǎng)，一旦貼近聲源，便感到混響不夠甚至消失了。 這種情況，可以用掩蔽效應(yīng)解釋。 等效混響時(shí)間的存在，要求我們?cè)谖枧_(tái)擴(kuò)音與錄音時(shí)要充分考慮其影響，因此，我們建議，對(duì)大型樂隊(duì)、歌劇的舞臺(tái)擴(kuò)音或錄音應(yīng)采用整體式遠(yuǎn)場(chǎng) 拾音，不宜采用多點(diǎn)式近場(chǎng)拾音，傳聲器的指向性不可太銳，以充分拾取到劇場(chǎng)空間自然混響聲，使音樂更趨于豐滿、自然。 4. 回聲 回聲與混響是有區(qū)別的。 混響在英文中是 Reverberation，是指聲音經(jīng)過多次往復(fù)漫反射，包含多個(gè)不同角度、不同時(shí)間到達(dá)的混合反射聲逐漸衰減形成，聽者分辨不出其中的任何音節(jié)。 而回聲是一種單一固定的反射聲，它的強(qiáng)度和時(shí)差都大到足以和直達(dá)聲區(qū)別開，并能分辨出音節(jié)。回聲的英文名稱是 Echo。 一定的混響對(duì)音質(zhì)有利，而回聲則只能破壞音質(zhì)，應(yīng)絕對(duì)避免。 消除回聲的方法是進(jìn)行聲擴(kuò)散處理。 5. 聲音的擴(kuò)散 近年來，廳堂室內(nèi)音質(zhì)方面的研究工作表明，混響時(shí)間并不是音質(zhì)評(píng)價(jià)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。大小相近，混響時(shí)間也接近的房間，音質(zhì)很可能不同。因此，開展了表述房間音質(zhì)的第二評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究，提出了許多表述房間聲擴(kuò)散量的建議。但因分析復(fù)雜、計(jì)算繁瑣，本文不便闡述，在這里只討論擴(kuò)散的一般原理及其對(duì)劇場(chǎng)音質(zhì)的影響。 所謂擴(kuò)散，是聲音朝著許多方向不規(guī)則反射、折射和衍射的現(xiàn)象。擴(kuò)散使室內(nèi)聲場(chǎng)均勻。 我們可以舉個(gè)擴(kuò)散的形象比喻：迪斯科舞廳的多棱鏡面反射球就是一個(gè)光擴(kuò)散的良好例子。由于敷設(shè)在球面上的許多鏡片朝各個(gè)方向反射光線 ，而使光斑擴(kuò)散到四周。 同樣，房間的各種家具也有不同的反射面，對(duì)射入房間的光線起擴(kuò)散作用而使整個(gè)房間亮度分布均勻。 聲音亦如此，廳內(nèi)的座椅、不平整的墻面裝飾、圓柱、挑臺(tái)立面、欄桿等等物體表面使聲音朝各個(gè)方向擴(kuò)散，使聲場(chǎng)均勻。 理想的擴(kuò)散應(yīng)滿足下面三個(gè)條件： (1) 空間各點(diǎn)聲能密度均勻； (2) 在任何一點(diǎn)上，從各個(gè)方向傳來的聲強(qiáng)相同； (3) 在各個(gè)方向傳播的聲波相位是無規(guī)律的，因而各個(gè)方向的聲能可以直接相加。 要獲得這樣一個(gè)理想的擴(kuò)散聲場(chǎng)是不可能的，也沒有必要。因?yàn)檫@樣一個(gè)均勻的聲場(chǎng)中，聽者無從辨別聲源 來自何方，失去了聲源的方位感。但如果使室內(nèi)保持一定程度的聲擴(kuò)散，將是我們希望的。因?yàn)樗梢愿纳剖覂?nèi)聲場(chǎng)分布，縮短前后排的聲級(jí)差，調(diào)整清晰度與豐滿度的平衡，消除回聲，抑制聲反饋。總之，擴(kuò)散對(duì)改善廳堂音質(zhì)十分有利。 為使劇場(chǎng)獲得一定的聲音擴(kuò)散效果，可在劇場(chǎng)的頂棚、側(cè)墻與后墻的表面設(shè)立不同幾何形狀的聲擴(kuò)散體，如圓柱形、三角形、半球形、多面體、棱錐形等。也有制成極具藝術(shù)裝飾效果的立體浮雕圖案形式。常見的聲擴(kuò)散體形狀如圖 5所示，其中由于三角形和半圓柱體構(gòu)造簡(jiǎn)單，擴(kuò)散效果良好而被廣泛地應(yīng)用在聲學(xué)工程實(shí)踐中。這兩種擴(kuò)散體 的擴(kuò)散效果與它的尺寸和配置有關(guān)。圖 6是聲波從 450 角投射至擴(kuò)散體中心時(shí)所測(cè)到的聲音擴(kuò)散效果，可以看出圓柱體略優(yōu)于三角形體，而中、高頻優(yōu)于低頻。 設(shè)計(jì)與配置聲擴(kuò)散體時(shí)，應(yīng)注意的是 ： (1) 擴(kuò)散體不能同時(shí)是吸聲體。 (2) 擴(kuò)散體的材質(zhì)應(yīng)盡量采用比重大而具有一定剛度的材料，如混凝土、抹灰磚石體、大理石、花崗石等。 (3) 如用木材則宜采用實(shí)心硬木。如柚木、橡木、花梨木或硬木表面加貼多層組合板。而切忌用三合板、五合板等薄板制成空心體，這樣會(huì)形成對(duì)低頻的強(qiáng)吸收。 (4) 盡可能避免用石膏澆鑄擴(kuò)散體，雖然制作成本 很低，但它會(huì)產(chǎn)生金屬聲染色，對(duì)音色不利。 (5) 擴(kuò)散體各個(gè)擴(kuò)散面的幾何尺寸必須足以與聲波波長(zhǎng)相比，才有良好的擴(kuò)散效果。 以上原則同樣適用于其他聽音室。 根據(jù)反射原理，一旦擴(kuò)散體尺寸一定，室內(nèi)聲波的擴(kuò)散程度隨頻率上升而遞增。因此，在進(jìn)行聲擴(kuò)散設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意采用大尺寸的擴(kuò)散體，以增加對(duì)低音的擴(kuò)散能力。 圖 7是奧地利某音樂廳的內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)，可以看到二樓后座的半圓柱形擴(kuò)散體群。 表 4 空氣的聲能衰減系數(shù) 4m值
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