建筑声环境课后习题答案.doc

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资源描述
1-1.用铁锤敲击钢轨,在沿线上距此1km处收听者耳朵贴近钢轨可以听到两个声音。求这两个声音到达的时间间隔。解:因为声音在空气中传播的速度为340m/s,而在钢中的传播速度为5000m/s。所以有: , , 1-2.如果影院内最后一排观众听到来自银幕的声音和画面的时间差不大于100ms(1/10 s),那么观众厅的最大长度应不超过多少米? 解:因为声音在空气中传播的速度为340m/s,而光在空气中传播的速度为3.0x108 m/s. 所以有,由此解得 。1-3.声音的物理计量中采用级有什么实用意义?80dB的声强级与80dB的声压级是否是一回事?为什么?(用数学计算证明) 解:声强和声压的数值变化范围比较大,声强的数值变化范围约为1万亿倍(1012),声压的数值变化范围约为1百万倍(106),用声强和声压计量很不方便;人对声音的感觉变化不与声强、声压成正比,而是近似地跟他们的对数成正比,所以引入“级”的概念。在常温下,空气的介质特性阻近似为400(N.S)/m3,通常可以认为二者数值相等,80dB的声强级与80dB的声压级是一回事。证明如下: 因为: ,常温下, ,所以有,即 。又因为: , , 所以: 。1-4. 求具有100 dB声强级的平面波的声强与声压(空气密度,声速)。解:因为,所以。又因为, 所以.1-5. 试证明在自由场中,式中为声源声功率级,为距声源r 米处之声压级。解:在自由声场中,点声源发出的球面波,均匀地向四周辐射声能,距声源中心为r 的球面上的声强为:,而,所以, 。1-6. 录音机重放时,如果把原来按9.5cm/s录制的声音按19.5cm/s重放,听起来是否一样?为什么?(用数学关系式表示)解:录音机是把声音记录下来以便重放的机器,它以硬磁性材料为载体,利用磁性材料的剩磁特性将声音信号记录在载体上。录音时,声音使话筒中产生随声音而变化的感应电流,音频电流经放大电路放大后,进入录音磁头的线圈中,在磁头的缝隙处产生随音频电流变化的磁场。磁带紧贴着磁头缝隙移动,磁带上的磁粉层被磁化,在磁带上就记录下声音的磁信号。放音是录音的逆过程,放音时,磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过,磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流,感应电流的变化跟记录下的磁信号相同,所以线圈中产生的是电流音频,这个电流经放大电路放大后,送到扬声器,扬声器把音频电流还原成声音。所以重放时录制的声音的波长不会因为播放的快慢而不同,即声音的波长保持不变,但声音的频率会受到影响。1-7.验证中心频率为250,500,1000,2000Hz的倍频带和1/3倍频带的上界和下届频率。解:设倍频带的上界频率和下届频率为和,1/3倍频带的上界和下届频率为和。则有中心频率为250Hz的倍频带和1/3倍频带的上界和下届频率为:同理有中心频率为500Hz的倍频带和1/3倍频带的上界和下届频率为:同理有中心频率为1000Hz的倍频带和1/3倍频带的上界和下届频率为:同理有中心频率为2000Hz的倍频带和1/3倍频带的上界和下届频率为:1-8.要求距广场的杨声器40m远处的直达声声压级不小于80dB,如把扬声器看作是点声源,它的声功率至少为多少?声功率级是多少?解:因为 所以有:即: 所以1-9.下列纯音相当于多少方? 频率: 1000Hz 2000Hz 5000Hz 100Hz 50Hz 声压级: 40dB 30 dB 60 dB 80 dB 80 dB 解:根据书上图1-15 等响曲线,可知:频率: 1000Hz 2000Hz 5000Hz 100Hz 50Hz 声压级: 40dB 30 dB 60 dB 80 dB 80 dB约相等于:40方 33方 66方 75方 64方2-1.在运用几何声学方法时应注意哪些条件?(1)厅堂中各方面的尺度应比入射波的波长大几倍或几十倍。(2)声波所遇到的反射面、障碍物的尺寸要大于波长。2-2.混响声与回声有何区别?它们和反射声的关系怎样?混响声:声音达到稳态时,声源停止发声,直达声消失后,声音逐渐衰减的反射声;回声:长时差的强反射声或直达声后50ms到达的强反射声。关系:混响声和回声都是由反射声产生的,混响声对直达声具有加强作用;回声使声音产生声缺陷。2-3.混响时间计算公式应用的局限性何在?(1)公式的假设条件与实际情况不符。声源均具有一定的指向性,因此室内各表面不可能是均匀吸收或是均匀扩散的。(2)代入公式的各项数据不准确。材料的吸声系数是在实验室条件下测得的,与实际使用时的吸声系数有一定的差异。2-4.有一个车间尺寸为,1000Hz时的平均吸声系数为0.05,一机器的噪声声功率级为96dB,试计算距机器10m处与30m处之声压级。并计算其混响半径为若干?当平均吸声系数改为0.5时,再计算上述两点处之声压级与混响半径有何变化?解:声源发声后室内某点的声压级为:,指向因数,房间常数,房间室内的总表面积为:当时: ,当时: ,当时: ,2-5.房间共振对音质有何影响?什么叫共振频率的简并,如何避免?(1)会导致室内原有的声音产生失真。(2)当不同共振方式的共振频率相同时,会出现共振频率的重叠, 称为“简并”。(3)防止简并现象的根本原则:使共振频率分布尽可能均匀。具体措施有:选择合适的房间尺寸、比例和形状;将房间的墙或天花做成不规则形状;将吸声材料不规则地分布在房间的界面上。2-6.试计算一个4m x4m x4m的房间内,63Hz以下的固有频率有多少?, 即固有频率有5个。2-7.一个矩形录音室尺寸为,侧墙的吸声系数为0.30,天花的为0.25,地面全铺地毯,为0.33,室中央有一声功率级为110dB的点声源。求:距点声源0.5m,1m,2m,4m处的声压级(用曲线表示);混响半径;混响时间;上述声源移至两墙交角处时,距声源0.5m,1m,2m,4m处的声压级(可画在图上)。解:声源发声后室内某点的声压级为:,指向因数,房间室内的总表面积为:平均吸声系数:房间常数, 混响半径为:将声源移至墙角时,指向因数,其他参数不变。混响时间仍为:2-8.一间长15m,宽8m,高4m的教室,关窗时的混响时间是1.2S。侧墙上有8个的窗,全部打开时,混响时间变成多少秒?解:房间室内的总表面积为:房间室内的总容积为:关窗时:平均吸声系数:开窗时:?3-1. 多孔吸声材料具有怎样的吸声特性?随着材料密度、厚度的增加,其吸声特性有何变化?试以超细玻璃棉为例予以说明。解:多孔吸声材料的吸声特性:对中高频的声音具有良好的吸声效果。 随着材料密度、厚度的增加,对中低频范围的吸声系数显著增大。 在单位面积重量相等的情况下,增加材料厚度所引起的变化要比增加密度所引起的变化大。3-2.例题3-2中的穿孔板厚6mm,孔径6mm,穿孔板按正方形排列,孔距20mm,穿孔板背后留有10cm空气层。现在空气层厚度改为30cm,则两个公式计算出的共振频率各为多少?若又将穿空率改为0.02(孔径不变),结果又是怎样?解:空气层厚度改为30cm后,穿孔板的穿孔率仍为穿孔板的共振频率计算公式为,所以有穿孔板的共振频率的精确计算公式为3-3. 4mm的玻璃窗,单位面积质量为10Kg/m2,刚度因素K约为,用式(3-9)计算窗的共振频率。如果做成双层玻璃窗,两层玻璃间的空气间层为5cm,用式(3-18)计算这时窗的共振频率。并讨论两次计算时各自忽略了哪些因素。解:薄膜的共振频率为 HZ双层膜及其空气间层组成一个振动系统,其固有频率为则有 HZ 3-4.何谓质量定律与吻合效应?在隔声构件中如何避免吻合效应? 质量定律:墙体被声波激发后其振动的大小只与墙的惯性有关,即墙的质量有关。墙的单位面积质量越大,隔声效果越好。质量或频率每增加一倍,墙体的隔声量会增加6分贝。 吻合效应:墙壁的受迫弯曲波速度,与自由弯曲波速度相吻合时的效应,此时墙就失去了传声的阻力。避免吻合效应可采取的措施:通常可采用硬而厚的墙板来降低临界频率。或用软而薄的墙板来提高临界频率。3-5.试列举一两种方案,说明如何提高轻型墙体的隔声能力?1)夹芯结构 2)复合结构做到厚度相同,质量不同3)设空气层(d7.5)R=8-10dB 4)内设吸声材料, 3-6.设计隔声门窗时应注意什么问题?隔声门:提高门的密封能力; 设置声闸; 采用狭缝消声措施隔声窗:保证窗玻璃的厚度和层数; 为避免共振,玻璃应做成不平行的; 提高窗户的密封能力 可放置吸声材料3-7.提高楼板隔绝撞击声能力的途径?1)弹性面层处理:表面铺设柔软材料,地毯、橡皮布、软木板、塑料地面等。2)弹性垫层处理:做弹性垫层3)楼板做吊顶处理3-8.?3-9. ?3-10. 有一占墙面积1/100的孔,若墙本身的隔声量为50dB,试求此墙的平均隔声量。3-11.有一双层玻璃窗,玻璃厚均为6mm,空气层厚10cm,试求此双层窗的共振频率(玻璃密度为2500kg/m3)。4-1.简述音质的主观评价与室内声场物理指标的关系。音质的主观评价,大体可以分为三个方面,量的因素、质的因素和空间因素具体分为(1)合适的响度与丰满度: 听闻最基本的要求,有足够的响度,听众才能接收 、识别信息,才能有听的好与坏的问题,响度和声压级相对应。要求:语言类6070方,音乐类 80方左右。另外还要有比较好的混响时间,即丰满度。 (2)低的噪声干扰:厅堂虽有足够的响度,但有较高的噪声将使声信息识别困难。这属于质的因素,与其相对应的物理指标主要是混响时间的频率特性以及早期衰减的频率特性 (3)无声学缺陷:出现声学缺陷的声学建筑是失败的设计,完全无法使用。回声: 大小和时差都大到足以和直达声区别开的反射声或由其它原因返回的声。颤动回声: 一连串快速、连续可察觉的回声。回声迫使听者注意力高度集中,但信息仍很难识别,使人疲劳,感到厌烦甚至无法忍受,故回声是厅堂中最严重的缺陷。 声聚焦:部分区域响度过大,另一部分区域响度过 低,听闻吃力或根本听不清的现象。 声染色: 由房间共振所赋予的一种特征型音色。(4)高的清晰度:它可保证语言与音乐信息接收准确,其细节可识别,能全面的接收声信号。评价:语言清晰度 和 音节清晰度 。 语言清晰度常用“音节清晰度”表示,它是在某种声学条件下,听者能够正确听到的音节数占发音人发出的全部音节数的百分比音节清晰度的测定结果因发音人和听者的不同,差异很大 (5)好的音色这主要是对音乐的要求丰满度: 指声音饱满、圆润,温暖、浑厚 有弹性,有余音悠扬之感,反之干涩单薄。 亲切感(力度):声音透亮,坚实有力,反之声音较散,发飘、无力。取决于早期反射声的延迟时间,即20ms左右的早期反射声的有无及多少。扩散感(环绕感):一种被音乐所包围的感觉,沉浸在音乐中,空间感好、方位感好,有临场感,反之场所印象差。取决于房间的大小,扩散设计的使用。清晰度:对音色细微变化的感觉,对乐音层次的感觉。4-2.为什么混响时间相同的两个大厅音质可能不同?音质的客观技术指标(1)混响时间及频率特性 A 混响时间的长短 B 频率特性是否平直 是衡量厅堂音质的最基本、重要的参数,也是设计阶段准确控制的指标。作用:直接对清晰度、丰满度、明亮度的等影响,混响时间适当,可保证各声部间平衡。评价:1254KHz6个倍频带。以500Hz为代表,大量的经主观评价认定为音质良好的观众厅,进行RT测定所得到的统计平均值作为标准。(2)声脉冲响应分析(反射声的时间分布) 早期反射声:在房间内,可与直达声共同产 生所需音质效果的各反射声;(50ms内所到达的反射声。)对响度的影响 50ms以内的反射声起到加强直达声的作用,其数量越多,响度增大越明显对清晰度的影响 声学比越高越清晰。根据直达声、近次反射声与混响时间对清晰度的不同影响,提供了一个清晰度指标,又称D值。其中P为声压。D值的意义是,直达声及其后50ms以内的声能与全部声能之比。D值越高,对清晰度越有利。对丰满度的影响缺乏早期反射声,使直达声与混响声脱节,感觉声断续,飘浮, 声音干涩。使低频RT较中频RT长,保证30ms内早期反射声的数量,可增加声音的丰满度和温暖感。对亲切感的影响20ms左右的早期反射声的多少决定了亲切感。讨论:为什么混响时间相同的大厅音质可能不同?(3)方向性扩散(反射声的空间分布)厅堂中指定位置各方向反射声的强度与数量 近次反射声不仅在时间分布上与音质有关,而且在其方向分布上也与音质有关。来自前方的的近次反射声有加强亲切感的作用,而来自侧面的近次反射声,有形成围绕感的作用。与侧向反射有关的指标中有代表性的是“房间响应”(简称RR)。一般说来,听者左右两耳接收的直达声信号以及来自前方的近次反射声信号都大体相同,而左右两耳接收的侧向反射声的差异却很大。一般来讲,两耳关联函数 越小,围绕感就越强。(4)语言传输指数RASTI 声源发出模拟语言音节的调制信号,然后在室内声场的条件下房间中信号经传输后,在接收点上由于混响时间和背景噪声的存在而发生畸变,比较原始信号与接收信号,其包络的变化来表达房间对音质的改变。 (5)背景噪声 A声级或是NR数4-3.在音质设计中,大厅的容积应如何确定?解:确定大厅的容积需要考虑两方面的因素 保证足够的响度 保证合适的混响时间。确定容积需考虑的因素(1)响度: 体积大,声源不变的情况下,声能密度D小,则Lp较小。以电声为主(保证响度)体积不受限制;以自然声为主(音乐厅) 体积受限制。 (2)混响时间 RT与V成正比,与A成反比。厅堂中,观众吸声量占所需总吸声量的1/22/3,故观众吸声量起很大的作用。 控制好厅堂的容积V与观众人数的比例,就在相当程度上保证或控制了RT (3)每座容积 对已判定为音质良好的厅堂大量统计分析所得到的结果。音乐厅810m3/ 每座,歌剧院68 m3/每座,多用途剧场、礼堂56m3/每座,讲演厅、大教室4m3/每座(推荐值)。 (4)确定V方法 : 功能选每座容积 ;容量观众数量;考虑其它要求;得出体积。4-4.大厅的体型设计要注意什么问题?简述声线法的适用范围。(1)体型设计的方法 考虑音频范围内声波比大厅的尺寸要小的多,可以忽略声波的折射、衍射、干涉,两个声音相加时只作能量相加。近似地用几何光学的方法描述大厅中声的传播、反射等现象。这种方法叫“几何声学法”或“声线法”,这种分析方法在相当大的程度上与实际相符,是大厅体型设计中常用的方法。 (2)体型设计原则充分利用直达声保证直达声可达到每个听众影响因素:a、长距离的自然衰减-6dB/倍距离; b、遮挡和掠射吸收(30m有1020dB的衰减) c 、偏离辐射主轴角度增大时,高频声明显减弱 措施:a、 控制大厅尺寸比例避免过长。 使观众席位尽可能靠近声源,一般剧场 长度 30m,最大33m,音乐厅45m ;设楼座; 短而宽布置:夹角1200,极限1400。b、 避免被遮挡和掠射吸收;地面应有一定的坡度;按视线要求进行设计即可;错位排列。 争取和控制好早期反射声(难点)A 早期反射声的形成 :容易形成部位 为天花和侧墙 ;分析方式:将时差转换声程差进行判断50ms17m ;30ms10.2m ;20ms6.8m;一般原则:按厅堂首排座位与声源的距离10m ;天花高度13m 厅堂宽度26m (按声程差小于17m计算);超过此尺度,应加以特殊处理。 已知平剖面图,做声线图。根据声线图分析是否存在回声,是否分布均匀,是否存在声聚焦和声影。B 天花形状剖面设计: 前部天花(台口附近),天花可向厅内绝大多数地方提供一次反射, 故其高度与倾角十分重要。原则是 一次反射均匀的分布在大部分观众席;后部天花的原则是向观众席及侧墙扩散声能。形式有折板式、锯齿式、扩散体式。声源位置: 大幕线后23m,高1.5M C 侧墙处理平面形式:基本平面分类为矩形、扇形、马蹄形,又演变有钟形、六角形。平面形状的选择。原则: 前次反射声的多少,声场分布均匀,特 殊形状应作处理。 a 一般以钟形、矩形平面较多; b 扇形平面,墙面与中轴夹角8100;c 弧形墙面须做扩散或吸声处理。一个简单几何形平面,若不做特殊处理,视线最好的中前区将会缺乏一次侧向反射声。前部侧墙a 尽可能减小耳光孔的面积减小声能消耗;b 耳光楼悬挑,高出舞台面2m以上,其侧面、底板下部墙面按一次反射面设计;c 设跌落式包厢或挑台挑台栏板,底板按一次反射面设计;d 侧墙内设反射板 在透气的侧墙装修内设置(悬挂)高反射的板(混凝土板、 厚木板);e 侧墙内倾扩大一次反射面,但其倾角100。 (3)防止产生回声及其他声学缺陷回声:a 出现部位: 舞台、乐池、观众席前部 ;b 产生部位: 台口前天花(过高)一次反射楼座栏板二次反射后墙二次反射;c 危害: 干扰听闻、破坏音质;d 措施:天花高度0.6的强吸声 倾角.调整向后部提供一次反射扩散,不形成定向反射。颤动回声:a 出现部位: 平行墙面间;b 产生条件:(a) 声源与接收点同在平行墙面间(b) 墙面强反射;c 危害 干扰听闻,破坏音质;d 措施 (a) 相对墙面夹角50; (b) 墙面扩散,吸声处理。声聚焦:a 出现部位:弧形墙面、壳形天花前的空间某 位置;b 产生条件:曲率半径小,强反射;c 危害:形成第二声源,严重干扰听闻室内声场极不均匀;d 措施: 避免使用弧形墙面厅堂高度2R, 弧形墙面上扩散吸声处理。声影:a 出现部位:楼座挑台下方;b 产生条件:挑台过深;C 危害: 堂座后区反射声被遮挡,响度不够,音质较差; 措施: 取合适的楼座挑台高度与深度比厅内充分扩散声能声学缺陷出现的一般规律:a 建筑形体(平剖面)不当;b 室内特殊部位设计不当;c短混响时间 。(4) 扩散设计 三种方式达到声扩散的目的:1)将厅堂内表面处理成不规则形状和设扩散体。2)体型设计中采用不规则平、剖面处理。3) 吸声材料交叉布置。 (5) 舞台的反射板 将舞台的上部、两侧和后部用反射板封闭起来,使舞台上演员的声音反射到观众厅,能显著提高观众席上的声能密度。不仅如此,舞台反射板还有加强演员的自我听闻和演员与乐队、以及乐队各部分之间的相互听闻的作用。这是音乐演出,特别是交响乐演出的一个重要条件。 舞台反射板在全频带上应当都是反射性的; 舞台反射板所围绕的空间的大小,取决于乐队的布置和规模,同时还应使反射声的延时有利于台上演员的听闻。4-5.熟练掌握大厅的混响时间计算方法。混响时间的计算( RT设计步骤):(1)计算厅堂准确的体积V、表面积S平、剖面图(2)确定最佳RT及频率特性功能+容积(3)根据混响时间的计算公式求出大厅的平均吸声系数。 (4)计算各频带f所需的总吸声量A总(5)确定必须的固定吸声量Af固 (6)计算所需补充的吸声量Af (7)吸声材料的选择可布置位置、构造、艺术效果,使 Af=S11+ S22+ Snn 达到要求。 (8)整理RT设计方案,验算RT 4-6.扩散处理和音质有什么关系?声场扩散和表面散射:扩散一词在声学名词术语(GB/T 3947-1996)中定义为:“能量密度均匀,在各个传播方向作无规分布的声场”。前者简称为均匀性,后者简称为各向等同性或同向性,两者是不可或缺的条件。人们常对扩散仅仅与均匀性联系起来,忽略它的同向性要求。后者在评价衰变过程中的音质往往格外重要。! a! _7 f& z4 X( j% 室内声场是由直达声和来自各界面的反射声所组成。在室内声学设计中我们所考虑的重点往往是如何处理好各种反射声,主要是控制它们的强度、到达方向和延迟时间。前两者取决于界面的吸收性能、镜面反射方向和散射(漫射)程度。来自一个很强吸声表面上的反射声对扩散声场起不了好作用,所以它会削弱声场的扩散效果。同样,在镜面反射为主的情况下,反射声带有很强方向性,对声场也不会带来扩散效果。只有在稳态声条件下,经过一定时间的多次镜面反射,才能达到充分的交混回响,使之逐渐接近扩散声场。但也只能在离开声源相当距离之外的所谓混响场内才会出现。如果表面是散射性质的,则可以较早地达到扩散,而且更趋理想扩散条件。散射表面虽对于非稳态声的后期声场扩散有帮助,但在早期阶段只有分离的少数几个反射声,仍不可能形成扩散声场。扩散体的散射效果与入射角、频率等的关系比较复杂。目前也只有依靠实测散射图案得到一些半定量的结果,尚无参量可表征。利用分散式布置吸声材料也能起到声散射效果,但迄无实用资料,即使定性的说明也了解不够。扩散声场的评价:早期对扩散声场的评价限于从混响衰变曲线中去分析考察。但由于这些现象与厅堂音质的主观评价缺乏联系,要达到怎样的扩散声场才称满意也就无从谈起。廿世纪50年代前后,人们认识到混响时间本身已不是判断厅堂音质的唯一指标。在探索第二音质评价参量时,将室内声场扩散程度亦作为考虑的内容之一。但是它与听者主观评价有何关系一直未能确定。廿世纪50年代初期的一场对声场扩散评价参量的热烈讨论就此掩旗息鼓。三种方式达到声扩散的目的:1)将厅堂内表面处理成不规则形状和设扩散体。2)体型设计中采用不规则平、剖面处理。3) 吸声材料交叉布置。4-7.厅堂用扬声器有几种类型?各有什么特点?如何根据厅堂的不同情况布置扬声器?扬声器是把音频电流转换成声音的电声器件,扬声器俗称喇叭,种类很多。按能量方式分类:电动(动圈)扬声器、电磁扬声器、静电( 电容)扬声器、压电(晶体)扬声器、放电(离子)扬声器。按辐射方式分类:纸盆(直接辐射式)扬声器、号筒(间接辐射式)扬声器。按振膜形式分类:纸盆扬声器、球顶形扬声器、带式扬声器、平板驱动式扬声器。按组成方式分类:单纸盆扬声器、组合纸盆扬声器、组合号筒扬声器、同轴复合扬声器。按 用 途 分 类:高保真(家庭用)扬声器、监听扬声器、扩音用扬声器、乐器用扬声器、接收机用小型扬声器、水中用扬声器。按 外 型 分 类:圆形扬声器、椭圆形扬声器、圆筒形扬声器、矩形扬声器。 在室内如何布置扬声器,是电声系统设计的重要问题。室内扬声器布置的要求是:(a)使全部观众席上的声压分布均匀。(b)多数观众席上的声源方向感良好。(c)控制声反馈和避免产生回声干扰。扬声器的布置方式,大体可以分为集中式与分散式两种,也有将这两种并用的。在观众厅,采用集中与分散并用方式有以下几种情况:(a)厅的规模较大,前面的扬声器不能使厅的后部有足够的音量。特别是由于有较深的挑台遮挡,下部得不到台口上部扬声器的直达声;(b)集中式布置时,扬声器在台口上部,由于台口较高,靠近舞台的观众感到声音来自头顶,方向感不佳。(c)在集中式布置之外,在观众厅天花、侧墙以至地面上分散布置扬声器。这些扬声器用于提供电影、戏剧演出时的效果声,属于重放系统。或接混响器,增加大厅内的混响时感。扬声器也是室内建筑处理的一个组成部分,但它的安装与设置不应因此妨碍扬声器性能的发挥,扬声器的安装位置与朝向应当严格按照电声设计的要求。(a)最好使扬声器离开室内界面悬空安装,不能有物体遮挡扬声器的辐射;(b)或使扬声器的前面板突出界面,如果必须设在界面之后,则必须留足够的开口。开口部分最好不设格栅,如果必须设置,开口率不能小于80%。(c)扬声器不能与天花板或侧墙的装修板材直接相连,以免引起这些板材的共振。一般装在金属的固定框架上,固定架直接与屋架或结构墙相连,与装修板材脱开。(d)设于天花板上的大型扬声器或扬声器组,其背后应设天桥,以便上人调整、检修,天桥周围应以吸声材料加以隔断。4-8简述声反馈的产生及控制方法。 声反馈的产生不仅与电声设备有关,而且与室内的声学条件有关。 扩声系统的传声器要接收来自三个方面的声音: (a)演讲者或演员、乐器(一次声源); (b)扬声器传来的重发声; (c)室内墙面、天花等的反射声; 控制声反馈是扩声系统设计的首要问题。控制声反馈措施有以下几个方面: (a)使传声器接收一次声源的声音尽量大; (b)尽量减小由扬声器传入传声器的声音; (c)减少返回传声器的室内反射声; (d)选用频率响应曲线平直的电声设备; (e)在调音台的周边设备中应用“反馈抑制器”设备。 4-9.声控室的声学设计要注意些什么问题?扩声控制室是厅堂扩声系统的中枢,主要功能是监听与控制。内部有监听扬声器、调音台、各种放大器、录音机及各种附属设备。 (1)一个中等规模的厅堂,声控制室的面积不应小于(1215)m2。 (2)声控制室应能通过观察窗看到全部舞台和部分观众厅,其位置一般布置在观众厅的后部或是耳光口附近。 (3)将功放部分与声控室分离,在台口附近专门设置一间“功放室”,功放设备与调音台用信号线连接。 (4)声控室内的天花、墙面应作吸声处理,以适应监听的要求。 (5)声控室内的地面应作绝缘地板,并留有布线沟。 (6)考虑到各种机器的散热,室内应有空调。 (7)在只需作简单的广播通知时,可在声控室内设一传声器。如果要求高时,应在邻接声控室设单独的广播室,并有隔声窗朝向观众厅和声控室。此室应有空调。 (8)根据需要还应在声控室旁设工具、储藏室,存放话筒、话筒架、磁带、唱片、光盘及备用器材,此室应有空调以除尘、去湿。4-10.简述音乐厅、剧院、电影院、多功能大厅、教室、讲堂、以及体育馆的声学特点和声学设计的具体要求。音乐厅的音质设计大体上应当遵循以下原则;(1)使大厅具有较长的混响时间以保证厅内声场有足够的丰满度。同时厅内尽量少用或不用吸声材料。在混响时间的频率特性上,应当使低频适当高于中频,以取得温暖感。(2)充分利用近次反射声,使之均匀分布于观众席,以保证大多数座位有足够的响度和亲切感,特别注意增加侧向反射,使厅内有良好的围绕感。厅顶部的处理,除考虑向观众席反射外,还应有适当部分的反射声返回演奏席、以利演唱、演奏者的互相听闻。(3)保证厅内具有良好的扩散。古典式大厅有丰富的装饰构件,可起扩散作用,新式大厅也应布置扩散体。 此外,音乐厅的允许噪声标准要高于其他厅堂,评价指数应在20以下,为此,音乐厅的选址应注意远离交通干道等噪声较高地区,内部要作好隔声,通风系统要有足够的消声处理,音乐厅内的演出一般不用扩声设备,但要考虑到语言扩声、现场转播及录音的需要,还需设置声控室。剧院有单独的舞台空间,以镜框式台口与观众厅相连,一般还有乐池。 西方古典的歌剧院多是马蹄形平面,侧面及后面有多层包厢。新式的歌剧院平面多为扇形、六角形等形式,台口后有大型舞台。我国最早的剧场,舞台三面伸入观众席,没有乐池。目前这种形式已不多见。京剧及其他地方戏的演出也大多是在镜框式台口之内进行,只是伴奏仍在台侧,不用乐池。 歌剧是以歌唱、音乐为主,混响时间应当较长,但比音乐厅短。京剧及我国其他地方戏的最佳混响时间尚无定论,一般可按歌剧院考虑,或较之略短。 话剧院一般较歌剧院规模为小,一般也有镜框式台口,也有的话剧院,舞台可以伸到观众席中,即所谓伸出式舞台。 话剧院应按语言用大厅的要求,取较短的混响时间,以保证有足够的清晰度。歌剧院、话剧院在体型上都应考虑近次反射声在观众席上的均匀分布。歌剧院还应有适当的扩散处理;话剧院要特别注意避免出现回声。 乐池的声学持性也必须注意:一是要保持乐池内各声部声音的平衡l:是不使观众厅内听到的乐池中的伴奏声压倒舞台上的演员声。这要求乐池的开口与进深保持适当的比例,乐池上部的天花有适当的形状与倾角。 近年来,歌剧、话剧演出使用电声的情况越来越多,同时,还有效果声的需要,因此,剧院应当有较为完善的电声系统。电声系统最理想的使用状态应当是,既加强了观众席上的声级,又能控制其音量,不使其破坏自然的方向感,使观众几乎感觉不到它的存在。剧院的允许噪声级可采用N为20或25。电影院按放声方式分为扬声器布置在银幕后面、片宽为35mm的普通电影、遮幅法和变形法宽银幕立体声影院,和片宽为70mm,扬声器不只在银幕之后,在观众厅墙面、天花上也布置环绕声扬声器的宽银幕数字式立体声影院两类。 电影院的放映室与观众厅之间应有良好的隔声。放映孔应有双层玻璃,并加以密封。放映室内部应作吸声处理,以减低机械噪声。 电影院观众厅的容许噪声级可比剧场高些,例如N取2530。宽银幕立体声电影院希望N不低于25。在片宽为35mm的电影院中观众听到的是位于银幕后扬声器发出的影片录音的重放声。影片在录音时已经加入了与场景相应的声音效果,它要求电影院大厅能够重现这些效果,不致因大厅的声学特性(例如混响过长)而影响这些效果。混响时间应当以短为好。但在实际上,过于沉寂的大厅会使前徘座位与后排座位上的声级相羌过大,保持一定的混响,有利于厅内声场的均匀。这类电影院的中频混响时间可取1.0s左右。为此,每座容积取(34)m3为宜。此外,为保证后部有足够的声级,前部又不致过响,厅的长度不宜超过40m 对于片宽为70mm的宽银幕数字式立体声电影院,在观众厅的侧墙面和后墙面上以及天花板上还布置有扬声器以形成“环绕声”的效果(约距3.5m一4.0m一个)。为保证这些扬声器发出的声音有明确的方向感,厅内混响时间应当更短一些,其中频混响时间应当控制在0.7左右。多功能厅堂多用于举行会议和放映电影,戏曲、歌舞演出也多用电声系统扩声,一般多功能大厅的音质设计应当以适于电声扩声为主要原则,即短混响,同时设置一套功率足够、声场分布较为均匀的电声系统。 多功能大厅根据使用情况;还可设置可变混响装置,改变厅内的混响时间。可变混响装置有电声的与建筑的两种。 在多功能大厅中,如有可能,应设置活动的舞台反射板,以增加音乐演出时的近次反射声。同时,用舞台反射板将舞台空间封闭,也可以延长观众厅内的中、高频混响时间。舞台反射板与厅内的可变混响装置共同作用,可使厅内混响进间的变化幅度(中、高频)达到20。教室、讲堂的主要音质要求是保证语言清晰度。在一般小型教室,主要是防止混响时间过长,特别是在听众没有坐满时。大型教室或讲堂还要注意适当设置反射表面以充分利用第一次反射声,保证室内有足够的声级。如果设计适当,500座位以内的教室或讲堂可以不用电声系统。为使室内有足够的声级和短的混响时间(小型教室在0.65s以内,500人的教室不超过1s),教室、讲堂的每座容积应不超过(33.5)m3。 外语实验室及其他电化教育教室,因为要用电声系统,混响时间还应更短一些。为此在天花及后墙上可作一部分吸声处理。 室内的允许噪声级不应超过N25,防止相邻教室的声音传入。为此要使隔墙有足够的隔声量。此外,走廊、门厅、楼梯间等要作吸声处理,不使其混响过长。体育馆音质设计的要点是: (1)防止天花与场地间的多重反射。 (2)控制混响时间。 (3)设置强指向性扩声系统。 前两项主要靠吸声性天花解决。除吸声吊顶外,还可以在天花上悬挂空间吸声体,以取得更大的吸声效果。此外,厅内侧墙也尽可能作吸声处理。有举行会议要求的体育馆,混响时间应控制在2s以内。 大型体育请中可以采用集中与分散并用的方式布置扬声器 体育馆的容许噪声级在文艺演出时V可取35,体育比赛时N可取45。4-11.录音室与一般厅堂的声学要求有什么不同?录音室的一端的界面是反射性的,另一端是吸声性的,使室内形成一个从活跃(混响声多)到沉寂(混响声少)的渐变声场。根据各种乐器对活跃度的不同要求,把它们布置在适当的位置。4-12.简述自然混响录音室与强吸声录音室的设计原则。4-13.混响室与消声室的声学要求是什么?二者根本不同之处是什么?有什么相同之处?(1)混响室 主要用途与性能要求:混响室主要用于吸声材料与构造的吸声性能测定,以及各种声源的声功率测定。为保证测定有足够的准确性与可重复性,要求混响室有长的混响时间和充分的声扩散及足够低的背景噪声。 建筑设计与处理 :室的容积最好大于200m3,室的形状要不规则,室的尺寸要不等,室内还可以悬挂扩散板,以保证有充分的声扩散。室内表面应采用坚硬、光滑的材料,其吸声系数多在0.020.03之间,以保证有足够长的混响时间。要防止外部的噪声及振动传入,以降低背景噪声。(2)消声室 主要用途与性能要求:消声室所要求的声场特性与混响室正好相反,它要求室内完全没有声反射,以得到一个接近理想的自由声场。消声室的内表面要做成在所测的频率上是完全吸收的。消声室的内表面的吸声系数应当等于1,这在实际上达不到,一般略高于0.99,根据用途的不同,也有略低于此值的。因此,声场与反平方定律有一定的偏差,这个偏差不应大于下列数值: 建筑设计与处理 :消声室的尺寸要大于测定范围,消声室的容积应为所测声源的最大体积的200倍以上。室内表面的吸声处理一般是在围护结构内紧密布置吸声尖劈。室内的六个面都做吸声处理。 消声室一般要做成双层结构,以防外部声音和振动的传入。5-1.在城市噪声控制中存在哪些问题,应如何解决?交通噪声 防治措施 1)控制声源,使用低噪声发动机,严禁噪声超标的车辆在市区行驶; 2)拓宽道路,禁止随意停放和行驶; 3)禁止在市区禁鸣路段鸣笛; 4)对车辆集中的繁忙路线实行单行、限速、禁鸣、禁行等措施,较低交通噪声。 5)高速公路、高架公路应设有声屏障或采取其他有效控制措施。工厂噪声 属于固定噪声源,噪声的控制应遵守国家颁布的城市区域环境噪声标准。建筑施工噪声 离开施工作业现场边界30m处,噪声不许超过75dB,冲击噪声最大声级不得超过90dB。除特殊原因外,任何单位和个人不应在夜间11时至次日早晨6时内,进行超标准的,危害居民健康的施工作业。生活噪声5-2. 试论述在居住区规划中,控制噪声的主要措施?利用绿化带降低噪声 利用隔声屏障降低噪声合理地进行建筑平面布置 城市规划和总体设计
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