厅堂声学设计的首要任务是根据用途和音质要求确保厅堂的有效容积。在建筑设计任务书内通常只提供厅堂规模(容量)、建筑面积和造价。有效容积则由设计师按各种要求进行综合考虑后加以确定。
从声学设计的角度去确定厅堂的有效容积,一般应根据保证有足够的响度与合适的混响时间这两个方面的要求来考虑,而前者对于自然声演出更有它的重要作用。 保证足够的响度
人所能发出的自然声能是很有限的,声功率较弱。如果厅堂很大而又不注意充分地利用,则随着与声源距离的增加,直达声将有较大的衰减。而早期反射声的补强作用毕竟有限。因此对于不用扩声设备并以会议为主的多功能厅堂,为保证有足够的响度,一般要求其有效容积不大于2000~3000m。当采用扩声系统时,则不受限制。
对于歌剧院和音乐厅,以及以歌剧和音乐演出为主的大厅,由于演唱和乐器演奏时的声功率较正常说话时大。因此允许有较大的有效容积。容积增大的数值首先决定于音乐和歌剧演出的内容,歌剧和交响乐与独奏(唱)时的声功率相差很大。因此对于单一用途的大型交响乐大厅的有效容积,可比室内乐、独奏(唱)或多用途音乐厅大些。允许达到20000m。
其次是决定于大厅音质设计的优劣,也即自然声能是否充分利用。实践证明,在有效容积和容纳听众数量,以及混响时间相同的情况下,能否进行自然声演出,很大程度上决定于自然声的利用。目前多数厅堂(特别是多功能大厅)不能实现自然声演出,原因就在于此。
对于一些音质设计良好,在不用扩声系统时进行自然声演出(或讲演)的厅堂,最大允许容积的参考值列于下表:
不用扩声系统时最大允许厅堂容积的参考值
声源类型 讲演、会议 戏剧对白 独奏(唱)、多重奏合和小合唱 室内乐和合唱 歌剧和交响乐
确定合适的混响时间
从混响时间的计算公式可见,为达到一定的混响时间,房间容积v与室内总吸声量
最大允许容积(m) 2000 5000 8000 1000 2000 33
3
sa之间要有适当的比例。在总吸声量中,观众的吸声量所占比重很大,一般约占总吸声量的1/2~1/3。因此,控制了厅堂容积和听众人数之间的比例,也就在相当程度上控制了混响时间。在实际工程设计中,常用每座容积这一指标。如果选择适当,就可在不用或少用额外吸声处理的情况下得到适宜的混响时间。各类厅堂最佳的每座容积与厅堂用途、是否用于自然声演出有关。下表提供各类厅堂每座容积的建议值。
各类厅堂每座容积的建议值
厅堂类别和用途 音乐厅 交响乐 室内乐 合唱音乐 剧院 话剧(伸出式舞台剧院) 歌剧 地方戏剧 电影院 普通银幕 立体声宽银幕 会议 多功能大厅 每座容积(m/座) 7.0~10.0 6.0 5.0 4.0~5.0(6.0~7.5) 5.0~6.0 4.0 3~3.5 5.5~7.0 4.0 根据其主要用途而定,或采用可调容积 3
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