世界著名音乐厅音质设计分析

HiFi秀 | 2016-12-14

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对世界上很多著名的音乐厅的音质进行了研究后表明;一个被认为音质良好的音乐厅必须具有充分优良的混响、比较强的低音和高度的声学亲切感。此外,直达声响度与混响声响度的比例、明晰度、嘹亮度、扩散度、平衡、融洽、整体性、纹理、无回声、无噪声、适当的动态范围、无畸变以及堂内声场的均匀性等也都是重要的声学属性。虽然,所有这些属性都表征声学的状态,然而,作为建筑设计最重要的基础是:混响时间、低音的强度和声学亲切感。

混响时间是由与每一个听众所占的空间有关的房间容积所控制的;低音的强度则取决于厅堂内表面的布置和性质,而声学亲切感则由厅堂狭窄程度或在坚硬天花下面局部地敞开布置的声反射所控制的。

声反射面的效果

声学亲切感是初始时间延迟间隔的函数。通常与大体积厅堂相关联的一个主要的声学问题是到达听者的初始时间延迟间隔太长。在这里让我们来研究一下在图1内两个矩形厅堂的简图作为例证。其中一个厅堂是窄的而另一个是宽的,两者都有高的天花,譬如说有20米。假定第一个厅堂的宽度W1为20米,第二个厅堂的宽度W2为37米,并命听者至舞台的距离D均为18米。一听者L直接经过路程D,听到一小提琴V的声音,由侧墙间接反射的路程分别为R1和R2。R1的长度为25米、R2为36米,由于天花很高,故在讨论中可以不考虑天花的反射。第一个大厅的初始时间延迟间隔等于路程R1所需的时间减去路程D所需的时间。因声速约为340米/秒,故声程时差为25-18/340=19毫秒。对于第二个大厅则声程差为18/340或49毫秒。

在大型厅堂内达到足够短的初始时间延迟间隔的一个有效途径是在坚硬天花下局部地吊置悬空的声反射板。这种装置使反射声到达听者的声程大大缩短。采用这样的装置已有不少实例,如Lenos Massachusetts Tanglewood 的音乐棚。(D.W.Martin,《声学和艺术》Sound its uses & control,.1963第2卷,第8页)以及 Stockholm的 Konserthus等。

除了提供较短的反射声程以外,反射极还应充分地敞开排列,以便保证反射板上部和下部空间内的混响声场得到良好的耦合;板的定向应使反射声在整个听众席内获得良好的空间分布;并且使照明、空调和扩声系统融成一个整体,而在美学上具有良好的效果。这些要求中的某些方面显然是矛盾的,因此,声学工作者和建筑师面临着一个复杂而又辣手的新课题。

这里主要谕述有关在音乐厅内各种反射板排列形的反射属性。

通过对于反射板阵列反射性能所进行的研究,我们揭露了至今在有关音乐厅音质的文献中还没有叙述过的效应。通过对纽约philhermonic音乐厅内反射面阵列的测量,这些现象得到了证实。

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