第四章-常用吸声材料与混响时间

第四章常用吸声材料与混响时间

本章要点：厅堂音质设计中常用的吸声材料和结构及其特性运用EASE4.1软件进行吸声材料的铺设和设置各类厅堂的最佳混响时间运用EASE4.1软件进行混响时间的计算和优化厅堂听众区、听众座椅和厅堂颜色的设置方法厅堂的噪声设置和控制吸声材料与结构的类型多孔材料多空材料的种类很多，以麻、棉、木丝、兽毛、玻璃棉等纤维材料加入适当粘合剂制成的板材等。特点：吸声系数随频率的升高而增大，并在高频区出现不同程度的起伏。第一节常用吸声材料和结构穿孔板结构是在金属板、薄木板、水泥板或石膏板上穿以一定密度的圆孔，并在背后设置一定的空气层和多空材料。优点：结构简单，吸声特性可以预计。微穿孔板常用铝板，所以不生锈，也不怕气流、水、温度、湿度等的侵蚀，适用于特殊环境。共振板结构

是将胶合板、木纤板等具有一定弹性的薄板大面积的钉在龙骨上，使板后留有一个空气腔，形成共振吸声结构。把声能转换为机械能，再转化为热能。空间吸声体是一种设计好悬挂或悬挑在室内空间的一种吸声结构。由于空间吸声体有2个以上的面与声波接触，其有效吸声面积远大于其投影面积。对于一些空间特别高大的厅堂，如果混声时间过长，需要大量吸声，且布置吸声材料的位置受到限制，此时可以考虑使用空间吸声体。帘幕一般可以将帘幕看成是薄的多空材料，如果将它贴墙悬挂，主要吸收高频成分，如果距离墙面有一定距离悬挂，转而吸收中、高频。可变吸声体为适应不同音质要求而设置的一种吸声性能可以改变的一种吸声结构。观众和座椅观众吸声主要是有衣服引起的，对中、高频有明显的吸收作用。座椅的吸声系数由于其材质、结构不同，差别会比较大。二、吸声材料与结构的选用原则满足声学环境的要求合理控制混响时间，避免出现声音缺陷室内空气质量避免使用容易发挥甲醛等有毒有害物质的材料。建筑节能尽可能选用蓄热系数小、传热系数小的吸声材料。装饰效果和美学要求吸声材料合理搭配，使厅堂在全频范围内都具有较为平直的频响特性三、对厅堂内表面吸声处理要遵循如下设置原则优先处理最容易受到声波作用的表面,使这些面充分吸收声波,以达到降低混响时间的作用。最适宜作吸声处理的面是顶棚,其次是观众厅后墙和侧墙。布置吸声材料时还要考虑,不宜仅对少数几个面采用强吸声材料,而其他面不作吸声处理。侧墙布置吸声材料时还要与采光(窗户)等因素一起考虑。某些情况下,厅堂屋顶用玻璃幕墙采光要与采用空间吸声体吸声结合起来考虑,以便使吸声效果尽量与装饰效果协调一致。要考虑对舞台后墙的吸声处理,以降低声反馈,提高传声增益。

选用吸声材料时,必须考虑材料吸声频率特性的均衡性,以保持听众良好的听声感觉。对吸声材料本身也要提出如下要求:在宽的频率范围内具有高的吸声系数,且容重要小,防潮性好,无损害人体健康的气味,不腐蚀吸声结构的骨架,不易燃烧,施工简便,吸声性能长期稳定,兼顾装饰效果与价格。

四、吸声材料的设置步骤确定采用某种材料最多的面首先考虑在建模中采用某种材料最多的面是哪些面,例如墙面。先选择一个面,呈黄色然后用[F3]键命令把全部采用同样材料的面作为一个选择面并以红色边线显示,再按Ctrl+F3打开材料选择选单,选择MASONRYPT(抹灰的砖墙),按OK键,全部红色面就都从原来的“理想全吸声材料”改成为“抹灰的砖墙”。再确定采用某些特定材料的面最后确定顶棚材料材料的调整五吸声材料设置的一种误区混响时间是说明一座厅堂建筑声学特性的一个客观参量。它取决于厅堂建筑的容积和内表面材料在不同频率下的吸声量。换言之,当一座厅堂建筑容积确定(与之对应的建筑模型也就确定),此时内表面放置不同吸声材料就会得出不同的混响时间-频率特性曲线。采用理想吸声材料得出“理想混响时间”是一部分设计者进行EASE设计存在的一种误区

所谓“理想混响时间”如图曲线所示。

“理想混响时间”是经过房间建模和吸声材料设置,通过Eyring或Sabine公式按EASE规定的程序计算出来的。

EASE软件吸声材料数据库Full中包括189种不同的吸声材料,厅堂建筑中常用的吸声材料大多包含在其中。这里也包括几种特殊的吸声材料,即理想吸声材料。所谓理想吸声材料,就是这种材料的吸声系数不随频率的改变而改变。例如吸声材料的吸声系数为10%,在任何频率下都保持吸声系数10%不变,此外还有20%,…,90%等,因此这种材料也称为百分比材料。把房间的“面”设置为百分比材料,经过程序计算就会得出“理想混响时间”曲线。该曲线不能作为反映该实际厅堂声学特性的客观技术参数,而是通过用“虚拟材料”构建的房间导出的假想混响时间。用这样的混响时间所进行的一切声学特性模拟和运算的结果(包括各种效果图),也都不反映和代表现实厅堂声学特性的真实情况,因此不能完全用于指导厅堂施工和说明此工程设计厅堂预计达到的声学效果。第二节吸声材料的铺设与设置铺设吸声材料查看面的属性工程编辑窗口，鼠标右键菜单，Properties鼠标右键菜单面属性窗口名称栏属性栏材料栏点属性栏材质属性栏材质属性窗口铺设吸声材料选择吸声材料EASE4.1材料库修改吸声材料如果修改的材料不在预先选定的材料中的话，需要进入面属性编辑窗口，在材料库中重新选择新的材料，再铺设到需要修改的面上；如果修改的材料已经存在于选定的材料中，那么只要选定需要修改的面，右键进入快捷菜单，选择ChangeWallMaterial（快捷键F2）即可

添加坐席区面属性窗口，TwoFolder，IsCoatOf添加坐席区设置坐席区第三节混响时间混响时间混响时间T是指当声源在房间内停止发声后，残余声能在房间内往复反射，经吸声材料吸收，其声能密度衰变60dB所需要的时间。赛宾公式：艾润公式：赛宾－努特生公式：艾润－努特生公式：

房间内空气吸收4m（m－1

）

频率（Hz）温度（C°）相对湿度（％）10204060801000150.0130.0060.0040.0040.003200.0110.0060.0040.0040.003300.0070.0050.0040.0040.0032000150.0440.0220.0110.090.008200.0360.0170.0100.0090.008300.0230.0130.0100.0090.0084000150.0900.0740.0360.0240.021200.1010.0580.0290.0220.020300.0800.0390.0250.0220.0208000150.1280.1920.1190.0790.061200.1860.1880.0950.0650.053300.2380.1280.0670.0560.051最佳混响时间混响时间是厅堂音质设计的一项重要内容，它的任务是使室内具有适合使用要求的混响时间及其频率特性。厅堂的混响时间根据其容积大小、使用用途、节目类型以及演出规模，在500～1000Hz范围内有着不同的最佳控制范围。

最佳混响时间的确定时间上限时间下限时间上限时间下限混响时间频率特性的确定频率（Hz）混响时间比值歌剧话剧、戏曲电影院会堂、报告厅、多用途厅1251.0～1.31.0～1.21.0～1.21.0～1.32501.0～1.151.0～1.11.0～1.11.0～1.15500～10001.001.001.001.0020000.9～1.00.9～1.00.9～1.00.9～1.040000.8～1.00.8～1.00.8～1.00.8～1.0理想比值容差范围混响时间的设置与优化查看混响时间数据工程编辑窗口，Edit→RoomData

房间数据（艾润）房间数据（赛宾）查看混响时间曲线工程编辑窗口，View→RoomRT

房间混响时间曲线（艾润）房间混响时间曲线（赛宾）查看满场混响时间工程编辑窗口，鼠标右键菜单，ChangeWallMaterial房间数据混响时间的优化时间上限时间下限时间上限时间下限实际曲线工程编辑窗口，Tools→OptimizeRT优化混响时间选择备用材料目标混响时间查找目标材料优化后的混响时间优化后的混响时间时间上限时间下限优化后的曲线房间的其他设置加入听众区工程编辑窗口，Insert→AudienceArea

加入听众区加入听众区加入听众座椅工程编辑窗口，鼠标右键菜单，SeatOnArea工程编辑窗口，

Insert→ListenerSeat工程编辑窗口，鼠标右键菜单，InsertSeatGrid

加入听众座椅设置房间颜色主程序窗口，View→StandardRendering

三维绘图窗口选择房间颜色房间颜色第三节噪声控制噪声控制的一般要求噪声控制的主要目的就是将各项噪声源对观众厅的干扰降到最低限度。对于噪声干扰，除了设计时要考虑将观众厅安置在相对安静的环境中外，还要考虑减弱室内噪声的能量。

观众厅内的噪声限值观众厅类型自然声采用扩声系统歌剧、舞剧剧场NR-25NR-30话剧、戏曲剧场NR-25NR-30单声道普通电影院—NR-35立体声电影院—NR-30会堂、报告厅和多用途礼堂NR-30NR-35NR值倍频带中心频率（Hz）31.5631252505001000200040008000NR-25（dB）725543352925211918NR-30（dB）765948393430262523NR-35（dB）796352443835323028NR-40（dB）826756494340373533NR-45（dB）86716153484542