扩场系统音质声学设计论文(2)

2020-08-01实用文

  d=1-m/m(1)

  式中m-为厅内声场的扩散值;

  m0-为在自由声场的扩散值;

  m-△M(声强的平均差值)/M(各方位角的平均声强);

  m0-的求同m,只是在自由声场中。

  交响乐大厅的声扩散是通过多边的形体、差落的包厢和楼座栏板,以及顶部悬吊的反射体实现的。缩尺模型试验测定的结果表明,大厅具有良好的声扩散,d值均大于0.85,最大达0。93。

  对于音乐厅来说,厅内希望获得良好的声扩散,但又不要求完全扩散(即d=1),因为听众在要求乐场来自各方的同时,还希望有一定的方向感,即乐声来自演奏台。

  传统音乐厅所以能获得良好的音质,除了有最佳的混响时间和良好的声扩散以外,早期侧向反射声起着重要的作用,它加强了直达声的强度和提高了亲切感。因此近年所建音乐厅无不考虑早期侧向反射的设计,星海交响乐厅是通过侧墙、厢座栏板、楼座矮墙对所覆盖的听众席提供早期侧向反射的;此外,壳顶下悬吊的反射体也给听众席提供顶部的早期反射声。

  早期反射声的状况,可以通过脉冲声测定获得测点的反射声序列,并能计算求得声能密度,为了便于定量比较。目前常用早期声能与后期声能之比的C值作为评价指标。时间的分界为80ms(以音乐丰满为主的厅堂)和50ms(以清晰为主的厅堂).

  声能比C80,C50又称明晰度,这是一项与早期声能相关的指标。L.L.Beranek建议以500Hz,1000Hz和2000Hz,C80的平均值C80(3)作为评价音乐厅指标,其最佳值为0~-4.0。

  交响乐大厅的噪声控制,主要解决单层壳顶的隔声和空调系统的消声和减振两方面:

  交响乐大厅的墙体均为内隔重墙,只有壳顶暴露在室外,单层230mm厚的钢筋混凝土壳体,具有足够的空气隔声量(基地噪声为67~71dBLeq(A))。但大雨冲击的撞击隔声量却很低,对此做了隔离撞击声的构造,并在实验室内做了测定,其结果表明。实施的构造可以隔离大雨时的冲击声。

  空调系统的消和减振,是大厅获得良好的听闻条件的最基本的保证,开启空调时内噪声不得大于28dBA,也即以听不到的空调噪声为设计指标。对此,采取了如下措施:

  (1)在空调系统的管路系统内设置阻、抗复合型消场器,减低风机噪声沿管路传至厅内;

  (2)防止气流噪声,限止流速:主风道低于6m/s,支风道低于3。5m/s。出风口低于1。5m/s。为实现这一目标,采用侧送、局部顶送(演奏台上方球切面,反射体间),座席地面下回风的方式。

  (3)送风与回风量相适应,也即采用1:1的送回风比例。

  (4)全部空调、制冷设备均作隔振处理,水泵、冷水机组采用SD型橡胶隔振装置;风机采用弹簧隔振器;管道用软接管,并用弹簧吊架。

  有关其它的工程设备和需要隔声的构件,均采用常规的做法处理。

  三、交响乐大厅的声学测量和音质调试

  在交响乐即将竣工的前后,曾对所有各项声学指标进行了测量,并在竣工后的试用阶段,听取了乐团的意见进行了音质调试。

  (一)声学测量

  声学测量的内容包括响度、混响时间、早期反射声、声扩散、声场分布、频率响应和噪声第七项。明晰度(声能比)C80和低音比BR(温暖感)是分别根据脉冲响应和混响时间测定的结果计算求得。现将混响时间和早期反射声的测定结果分述如下:

  (1)混响时间(RT):

  混响时间菜测定了四次,测定频率为63Hz~8000Hz八个倍频程的中心频率。其结果是中频(50Hz)满场为1.82s,空场为2.19s。

  (2)早期反射声测定:

  早期反射声测定是在演奏台上配置脉冲声源。在大厅的七个区内,选择有代表性的座席测定其反射声序列。时标为100ms,由图内可观察早期反射声的状况、反射声的时延间隙(t1)和计算求得明晰度C80和C50。在演奏台上声源取2个位置,S1和S2,在厅内各区分别测定27个点。计54幅图。为压缩篇幅。在图9内列出S1和S2各7个测点结果。由反射声列图见,时延间隙(t1)为3~7ms。

  由早期反射声测定结果,可用式(2)求得500Hz,1000Hz和2000Hz三个频率的C80值,然后取其平均值。即C80(3)的值。交响大厅七个区的明晰度C80(3)求得C50(3)见图10所示。C80(3)的平均值-1.43。

  通过声学指标的测定结果表明:交响乐大厅的声学设计达到了预期的指标。

  (二)音质调试

  声学设计的最终目的是为乐师和听众创造优异的演奏和听闻环境。各项声学参数虽然达到了国际上“顶有”音乐厅的指标,但是能否获得同等的主观评价呢?对此,,由广州交响乐团进行多次配合演出,召开座谈会,听取各方面的意见,经归纳有如下几点:

  ·普通反映混响时间长,因而层次不够,清晰度差;

  ·弦乐器部位(小提琴、中音提琴区)缺乏反射声,得不到演奏台侧墙的支持;

  ·打击乐和钢管乐声级过高,相应地弦乐声较低,影响乐声的平衡。

  根据上述意见,采取了如下的改善措施:

  (1)在演奏台上方的球切面反射上,配置人工翻动的锥状可调吸声结构,使大厅混响时间可在1.66~1.82s之间调节,适应习惯于较短混响条件下演奏的国内乐团,满足层次和清晰度的要求。可调吸声构造见图11所示,图12为实测可调混响幅度。

  (2)在演奏台两侧凹进的演员入口处,设置凸弧形活动声屏障,增加提琴区的侧向反射声,改善乐师的自我感觉。

  (3)在演奏台和合唱队的两个后墙上,按原设计配置锥关扩散体,并在两个锥面上插入可调吸声板,(一面为七合板,另一面为6mm厚阻燃毯),用以加强演奏台的声扩散,以及必要时降低打击乐和铜管乐的声级,求得乐声的平衡和融合。

  (4)在堂座走道和演奏台两侧楼梯上设地毯夹,以便在必要时,铺设地毯,进一步降低混响至1.5s。

  四、室内乐厅的声学设计

  星海音乐厅室内乐厅是以室内乐演奏为主,兼供戏剧演出、会议和立体声电影所用的多功能厅。容纳462名听众,有效容积3400m3,每座占容积分7。4m。大厅采用不对称的扇表平面,右侧设在厢座,左侧二层有挑廊,大厅后部设有三排座席的小楼座,大厅的平、剖面见图13所示。图16为大厅内景。

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