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音響工程師的聲學知識

音響工程師必備的聲學知識

以下聲學基礎知識是音響工程師必須掌握和知道的,提供給妳閱讀參考。

房間震動了。

在壹些室內裝修材料較硬的房間,當聲源發出聲音時,往往會激發出這個房間的某些固有頻率(或正常頻率),即出現人房* * *振動的現象。當* * *振動發生時,聲源中的某些頻率會特別加強。比如噪音可以讓燈罩或者窗玻璃震動發出聲音,聲音的音調是恒定的。說明物體受到外界擾動振動激發時,會按照客觀存在本身的* * *振動頻率之壹振動。激勵頻率越接近物體的某壹振動頻率,* * *振動響應越大。就壹首管樂而言,管內的氣柱振動,其振動的頻率主要由氣柱的長度決定。在壹個房間裏,空氣振動的頻率主要是由房間的大小決定的。此外,這種房間振動還表現為某些頻率(主要是低頻)的聲音在空間分布上很不均勻,即在某些固定的位置存在加強(峰)和削弱(谷)。

聲源的方向性

相對於低頻聲音的波長,人的頭部和揚聲器較小,在這種情況下可視為無指向性的點聲源,但對高頻聲音具有明顯的指向性。頻率高,聲波短,聲源下方聲壓遠大於背面和側面,直達聲聲能集中在輻射軸附近,指向性強;低頻時,聲源前後聲壓變化不大。其實壹個演員在舞臺上的對話或者唱腔都是隨著頻率有方向性的。人在說話時,並不是向四周均勻輻射聲音,而是下面最響,後面最輕,即沿著嘴唇前方有壹定的指向性,距離說話人相同距離的前後位置響度差,對於較高頻率的語音,可達1倍以上。因此,站在揚聲器後面或側面的人很難聽清楚,因為直接聲音中缺少重要的高頻成分。如果在音箱周圍適當增加壹個反射面,可以提高音箱背後的清晰度,但是高頻聲音比低頻聲音更容易被墻體材料和空氣吸收,所以在音箱後面聽起來總是差壹些。因此,在廳堂造型設計和聲場設備布置時,應考慮聲源的指向性。

混響時間

什麽是混響時間?當室內聲場達到穩態,聲源停止發聲時,聲壓級下降60dB所需的時間稱為混響時間,記為T60或RT,單位為秒(s)。混響時間是目前音質設計中可以定量估算的重要評價指標。直接影響廳堂音質。長期以來,人們對混響過程進行了研究,得出了適用於實際工程的混響時間計算公式:薩賓公式和伊利亞公式。但這兩個公式都有以下假設:壹是室內聲音充分分散,即室內任意壹點的聲強相同,任意方向的聲強相同;其次,室內聲音被室內表面吸收的比例相同,即吸收均勻。

當房間體積較大,界面處的吸聲較小時,每次反射傳播的距離會較長,聲音衰減較慢,因此混響時間較長。

計算混響時間時,通常會計算125,250,500,1000,2000,4000Hz這六個頻率的值。對於錄播演播室,有時需要增加63Hz和8000Hz的混響時間。

音樂廳、會議中心和歌劇院的建築設計

包括劇院、音樂廳、歌劇院、禮堂、演播室、電影院和體育館在內的各種大廳,其設計應滿足觀眾(以及演員和音樂家)的視覺和聽覺要求。寫廳字和繁體字對滿足聽覺感官的享受至關重要,甚至往往成為決定這類表演建築設計成敗的關鍵。因此,我們必須精心設計廳堂的音質。

音質設計的任務是利用室內聲學和噪聲控制的研究成果提供的科學方法和技術措施,達到預期的音質效果(通常用客觀的音質指標來反映),通過相應的聲學測量難以達標。音質設計的最終目的是滿足人們對良好聽覺體驗的主觀要求。音質設計的內容包括廳堂選址、總平面布置、體型和容積的確定、音質指標的考慮、反射面的布置、混響設計和噪聲控制。音質設計必須從考慮建築方案的初始設計階段就開始參與,絕不能等到建築設計已經基本完成後才進行內部聲學裝修。音質設計是廳堂建築設計的重要有機組成部分。建築師和聲學顧問必須與其他建築設計專業人員合作,以確保音質設計的成功。

音質設計的程序和步驟包括:

(1)大廳用地選擇。調查比較各備選場地的環境噪聲和振動,進行聲環境影響評價,盡量選擇安靜的場所。

(2)總平面布置。根據場地聲環境影響的評價結果,考慮相應的防噪減振總平面布置方案,包括觀眾廳與空調機房及其他易產生噪聲和振動幹擾的房間的關系。

(3)觀眾廳的體量和造型設計。選擇合適的廳堂平面和剖面形式,選擇使廳堂容易達到最佳混響時間和響度,有利於充分利用有效聲能和避免音質缺陷的方案。

(4)音質指標的選擇和計算。確定音質指標,選擇其優選值,計算包括混響時間在內的指標,必要時進行計算機模擬或聲學縮尺模型試驗,作為音質設計的輔助手段。

(5)噪聲和振動控制。確定圍護結構的隔音方案。設計噪音消除和振動減少,包括噪音源,如空調和制冷設備。

(6)觀眾廳的聲學設計。修改觀眾廳造型,參與從聲學角度考慮舞臺、樂池、包廂、陽臺、座位布置等細節,布置聲學反射面,選擇和布置吸聲材料和結構,進行廳內聲學裝修設計。

(7)音質測試和調整。必要時,應在施工過程中進行聲品質測試,檢查各項聲品質指標計算的準確性,並根據測量結果進行必要的修正設計。

(8)聲音質量評價和驗收。完工後的音質評價,包括主觀評價、觀眾調查和客觀音質測量。重要演出建築的音質設計應包括上述步驟和內容。對於不太重要的廳堂,時間限制,可以省略壹些步驟和內容,比如施工時的計算機模擬、模型試驗、聲學測量等,但其余的都是必不可少的。

建築師應組織協調各工種專業人員(包括聲學咨詢工程師)按照預先確定的聲品質設計目標開展各階段的設計工作,將聲學要求與其他建築要求有機結合,將聲品質設計融入建築整體設計。

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