大剧院-歌剧厅EASE模拟计算书2015

-计算机模拟是现代扩声系统设计的重要手段，为了保证江苏大剧院歌剧厅的扩声效果，需要对声学设计方案进行全面地计算机声场模拟分析，验证声场设计是否达到预期指标。我们采用目前国际通用的电声系统模拟软件EASE4.3，其主要功能是对封闭大型空间或者敞开空间以及半闭空间的各种声学行为加以模拟，它能够较准确地模拟出加入扬声器后各项声学特性指标。该系统已经广泛应用于体育场馆，剧场剧院、演播室等扩声系统设计中。它通过针对厅堂的建筑设计，建立与施工图纸精确度相同的三维立体模型，在软件中输入各种扬声器参数，确定扬声器的安装位置，通过计算机运算，十分准确的仿真出扩声声场分布和声学参数，预测声场效果。通过模拟分析，验证和优化设计方案，达到最终的设计目标。EASE软件可以准确地预测声场分布、直达声声场分布、快速语言传递指数STIPA，辅音损失度%ALcons等。厅堂扩声系统由扩声设备和声场组成。不同功能的厅堂扩声系统，国家设计规范都有相应的声学特性指标要求，要满足这些设计要求，传统的做法是采用经典的声学公式（建筑声学、电声学）对厅堂进行计算。进行这样的计算工作量大，而且准确度小。采用声学模拟设计软件，用计算机辅助设计的方法完成这一工作，能够达到事半功倍的效果，厅堂扩声系统应达到与其功能相当的厅堂扩声系统的声学特性指标。在进行工程的深化设计时，需提供图文并茂的厅堂扩声系统工程专业设计方案。除了电声系统设备组成设计外，还包括用声学模拟软件进行设计，提供厅堂建筑模型图、混响时间与频率关系曲线图、辅音清晰度损失率分布曲线图、快速语言传递指数分布曲线图、听音面7个频率下的声压级分布图等。以便预计本工程达到相应声学指标的情况，对工程调试进行指导。自20世纪70年代以来国际上一些著名的公司相继开发声学（建声、电声）模拟计算机辅助设计软件。这些软件在不同的时期适应不同品牌扬声器数据库。随着计算机硬件和操作系统的逐渐升级，其软件计算方法也在不断完善，建模方法和计算结果的显示也在不断地完善。但目前国际上广泛采用的是德国AhnertS声学设计公司（ADA公司）自1990年起开发的EASE设计软件。在德国ADA公司的EASE声学模拟软件已为世界40多个国家所广泛采用，它的扬声器数据库包含了70多家世界著名的扬声器厂商提供的扬声器数据。因此EASE声学模拟软件成为了一个统一的声学模拟设计计算平台。通过EASE软件可以对不同品牌的扬声器计算结果进行比较。针对该厅堂扩声系统声学特性指标，采用声学计算机辅助设计软件EASE（ElectroAcousticSimulatorforEngineers）4.3版本进行设计及计算，其计算结果以声场分布彩色展示图的方式给出。通过EASE软件所计算的主要内容包括：混响时间频率特性曲线；直达声声压级（DirectSPL）；总声压级(TotalSPL)；临界距离(CriticalDistance);直达声/混响声比(D/RRatio)；辅音损失率（ALcons%）；快速传递指数（RASTI、STIPA）；C系列参量(CMeasurements)；江苏大剧院歌剧厅江苏大剧院歌剧厅3D模型效果图模型体积：79200.13立方米湿度：60％温度：20℃空气气压：101.3hPa背景噪声：40dB江苏大剧院歌剧厅3D模型内部效果图EASE声学模型四视图EASE声学模型音箱布局四视图江苏大剧院歌剧厅观众席区域从后舞台往观众席看

江苏大剧院歌剧厅台口区域江苏大剧院歌剧厅楼座区域江苏大剧院歌剧厅观众席听音区覆盖图江苏大剧院歌剧厅模拟混响时间：1.6s（500Hz）

左、右声道直达声声场计算结果250Hz左、右声道直达声场计算结果。平均值：101.53dB；最小值：95.38dB；最大值：108.13dB。500Hz左、右声道直达声场计算结果。平均值：101.60dB；最小值：98.68dB；最大值：108.23dB。1000Hz左、右声道直达声场计算结果。平均值：99.64dB；最小值：96.76dB；最大值：105.79dB。2000Hz左、右声道直达声场计算结果。平均值：98.30dB；最小值：94.66dB；最大值：102.64dB。4000Hz左、右声道直达声场计算结果。平均值：97.99dB；最小值：92.71dB；最大值：102.19dB。6300Hz左、右声道直达声场计算结果。平均值：97.89dB；最小值：92.57dB；最大值：102.37dB。8000Hz左、右声道直达声场计算结果。平均值：97.94dB；最小值：92.43dB；最大值：102.59dB。左、右声道混响声声场计算结果250Hz左、右声道混响声计算结果。平均值：107.08dB；最小值：106.29dB；最大值：108.31dB。500Hz左、右声道混响声计算结果。平均值：107.05dB；最小值：106.29dB；最大值：108.11dB。1000Hz左、右声道混响声计算结果。平均值：105.35dB；最小值：104.57dB；最大值：106.38dB。2000Hz左、右声道混响声计算结果。平均值：103.52dB；最小值：102.73dB；最大值：104.63dB。4000Hz左、右声道混响声计算结果。平均值：104.25dB；最小值：103.42dB；最大值：106.32dB。6300Hz左、右声道混响声计算结果。平均值：104.26dB；最小值：103.42dB；最大值：106.38dB8000Hz左、右声道混响声计算结果。平均值：104.36dB；最小值：103.52dB；最大值：106.54dB左、右声道250Hz～8000Hz直达声计算结果左、右声道直达声250Hz～8kH计算结果平均值：98.81dB；最小值：95.63dB；最大值：101.75dB。左、右声道250Hz～8000Hz混响声计算结果左、右声道混响声250Hz～8kH计算结果平均值：104.96dB；最小值：104.37dB；最大值：106.25dB。中央声道直达声声场计算结果250Hz中央声道直达声场计算结果。平均值：98.01dB；最小值：93.08dB；最大值：105.69dB。500Hz中央声道直达声场计算结果。平均值：96.94dB；最小值：91.45dB；最大值：102.79dB。1000Hz中央声道直达声场计算结果。平均值：95.48dB；最小值：91.69dB；最大值：100.39dB。2000Hz中央声道直达声场计算结果。平均值：94.64dB；最小值：90.67B；最大值：98.57dB。4000Hz中央声道直达声场计算结果。平均值：94.16dB；最小值：89.01dB；最大值：98.59dB。6300Hz中央声道直达声场计算结果。平均值：94.09dB；最小值：88.82dB；最大值：98.90dB。8000Hz中央声道直达声场计算结果。平均值：94.14dB；最小值：88.81dB；最大值：99.12dB。中央声道混响声声场计算结果250Hz中央声道混响声计算结果。平均值：102.11dB；最小值：100.50dB；最大值：106.60dB。500Hz中央声道混响声计算结果。平均值：100.76dB；最小值：99.03dB；最大值：103.68dB。1000Hz中央声道混响声计算结果。平均值：98.81dB；最小值：97.16dB；最大值：100.87dB。2000Hz中央声道混响声计算结果。平均值：97.65dB；最小值：95.64dB；最大值：99.81dB。4000Hz中央声道混响声计算结果。平均值：97.72dB；最小值：95.95dB；最大值：100.86dB。6300Hz中央声道混响声计算结果。平均值：97.76dB；最小值：96.00dB；最大值：101.10dB8000Hz中央声道混响声计算结果。平均值：97.82dB；最小值：95.85dB；最大值：101.22dB中央声道250Hz～8000Hz直达声计算结果中央声道直达声250Hz～8kH计算结果平均值：94.89dB；最小值：91.22dB；最大值：98.58dB。中央声道250Hz～8000Hz混响声计算结果中央声道混响声250Hz～8kH计算结果平均值：98.24dB；最小值：96.44dB；最大值：101.43dB。左、中、右声道直达声声场计算结果250Hz左、中、右声道直达声场计算结果。平均值：103.27dB；最小值：98.04dB；最大值：109.48dB。500Hz左、中、右声道直达声场计算结果。平均值：102.89dB；最小值：99.24dB；最大值：109.12dB。1000Hz左、中、右声道直达声场计算结果。平均值：101.04dB；最小值：98.03dB；最大值：106.77dB。2000Hz左、中、右声道直达声场计算结果。平均值：99.88dB；最小值：97.21dB；最大值：104.15dB。4000Hz左、中、右声道直达声场计算结果。平均值：99.55dB；最小值：95.86dB；最大值：103.50dB。6300Hz左、中、右声道直达声场计算结果。平均值：99.47dB；最小值：95.36dB；最大值：103.77dB。8000Hz左、中、右声道直达声场计算结果。平均值：99.52dB；最小值：95.11dB；最大值：104.00dB。左、中、右声道混响声声场计算结果250Hz左、中、右声道混响声计算结果。平均值：108.30dB；最小值：107.39dB；最大值：110.34dB。500Hz左、中、右声道混响声计算结果。平均值：107.98dB；最小值：107.18dB；最大值：108.87dB。1000Hz左、中、右声道混响声计算结果。平均值：106.23dB；最小值：105.36dB；最大值：107.28dB。2000Hz左、中、右声道混响声计算结果。平均值：104.53dB；最小值：103.72dB；最大值：105.67dB。4000Hz左、中、右声道混响声计算结果。平均值：105.14dB；最小值：104.35dB；最大值：107.11dB。6300Hz左、中、右声道混响声计算结果。平均值：105.15dB；最小值：103.34dB；最大值：107.22dB8000Hz左、中、右声道混响声计算结果。平均值：105.24dB；最小值：104.38dB；最大值：107.38dB左、中、右声道250Hz～8000Hz直达声计算结左、中、右声道直达声250Hz～8kH计算结果平均值：100.30dB；最小值：97.56dB；最大值：103.40dB。左、中、右声道250Hz～8000Hz混响声计算结果左、中、右声道混响声250Hz～8kH计算结果平均值：105.81dB；最小值：105.12dB；最大值：107.20dB。语言可懂度C50250Hz～8000Hz计算结果语言可懂度C50250Hz～8000Hz计算结果平均值：-1.68dB；最小值：-7.57dB；最大值：1.46dB。音乐明晰度C80250Hz～8000Hz计算结果音乐明晰度C80250Hz～8000Hz计算结果平均值：1.07dB；最小值：-2.36dB；最大值：3.49dB。辅音损失率ALC计算结果辅音损失率ALC计算结果平均值：7.48%；最小值：5.75%；最大值：9.51%。语言传输指数STIPA计算语言传输指数STIPA计算结果平均值：0.578；最小值：0.533；最大值：0.625。计算机辅助计算结果统计左、中、右声道直达声声压级统计表频率(Hz)250Hz500Hz1KHz2KHz4KHz6.3KHz8KHz声压级(dB)Max109.48109.12106.77104.15103.50103.77104.00Min98.0499.2498.0397.2195.8695.3695.11Avg103.27102.89101.0499.8899.5599.4799.52左、中、右声道总声压级统计表频率(Hz)250Hz500Hz1KHz2KHz4KHz6.3KHz8KHz声压级(dB)Max110.34108.87107.28105.67107.11107.22107.38Min107.39107.18105.36103.72104.35103.34104.38Avg108.30107.98106.23104.53105.14105.15105.24左、中、右声道计算结果与国标对比表比较参数计算机辅助计算声学特性指标结果《厅堂、体育场馆扩声系统设计规范》（GB/T28049——2011）文艺演出类扩声系统声学特性指标“一级”声学特性参量是否满足最大声压级(dB)106.08dB≥106dB满足不均匀度100Hz3.15dB100Hz≤10dB满足1000Hz1.92dB1000Hz≤6dB满足