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剧场建筑声学基础

发布日期:2011-05-06  浏览次数:2051

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文章摘要:二、室内声音的传播1. 反射与前次反射声波在传播过程中,若遇到比它波长大的物体表面,便会产生反射。当反射面比声波的波长大很

二、室内声音的传播

1. 反射与前次反射

声波在传播过程中,若遇到比它波长大的物体表面,便会产生反射。当反射面比声波的波长大很多时,反射规律与几何光学相似,即声线的反射角等于入射角。这时,我们可以用几何声学来研究反射的情况。

室内不同形状表面对声反射的三种情况,剧场结构再复杂,都不外乎归结为这三种反射情况。

A、B、C分别为平面、凸曲面和凹曲面,S是声源。声音从S辐射后,若到达A面,则会形成平面反射,并产生一定程度的扩散 ;若到达B面,由于凸曲面而形成明显的散射。当声音到达C面时,C面是凹曲面,会产生声焦聚。如形状刚好合适,则会形成虚声源S’,这样一来,会在S’附近的区域集中大量声能,致使离它稍远一点的空间因为反射声不足而形成声低音区,造成大厅声能密度不均匀。我们应尽量避免这种局面出现。而A面与B面反射形成的扩散使室内声场分布趋于均匀,应是我们所希望的。但声焦聚并非一无所取,剧场观众厅后排往往声压不足,在后座区域造成一定程度的声焦聚可以均衡整个观众厅的声场。

某音乐厅的剖面结构图,声音从台上辐射的情况一目了然,可以看出不同形状的反射板有着各不相同的服务区。我们把听到直达声后50ms以内到达的反射声称为前次反射或早期反射。由于哈斯效应,前次反射声人耳不但分辨不出来,而且还会将它当作直达声的一部分,在主观效果上增加了声音的响度但又不会影响清晰度。这也是为什么在室内讲话时要比在室外讲话听起来声音响一些的缘故。剧场与音乐厅的前次反射强弱程度是一个很重要的声学条件,18世纪在欧洲建造的一些古典音乐厅,以音质效果极佳而著称于世,曾使很多声学家和建筑学家感到迷惑。但后来的研究和工程实践表明,一些优秀的古典音乐厅,除了良好的声扩散与适度混响之外,很重要的原因是这些剧场或音乐厅的观众席有足够的前次反射,尤其是来自侧向和顶棚的前次反射声增加了室内声能密度,提高了音乐的空间感和丰满度。

 
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