建筑环境学-7声环境的设计.pdf

第七章 建筑声环境 1.1 声环境设计的意义 1.1 声环境设计的意义 声环境设计是专门研究如何为建筑使用者创 造一个合适的声音环境。 声音是人类行为中重要的组成部分。 人们可以听到的声音都属于声环境范畴。人 们可以听到谈话、鸟鸣、音乐、泉水叮咚、歌 声等；但也能听到吵闹、机器轰鸣、车辆的轰 鸣等噪声。从人的感受上声音分两类： U类：舒服的，如音乐、歌唱、生活中的交谈 等。 C类：不舒服的，如噪声、爆炸声、刺耳的啸 叫声等。 声环境设计围绕着人的感受，在建筑设计中 做到： 1、如何保证想听的声音听清听好——音质 设计。 2、降低不想听的声音（噪声）对正常工作 生活的干扰—— 噪声控制。 建筑声环境研究的内容 音质设计 主要是音乐厅、剧院、礼堂、报告厅、多功能 厅、电影院等。 设计得好:音质丰满、浑厚、有感染力、为演出 和集会创造良好效果。 设计得不好:嘈杂、声音或干瘪或浑浊，听不 清、听不好、听不见。 隔声隔振 主要是有安静要求的房间，如录音室、演播室、 旅馆客房、居民住宅卧室等等。 对于录音室、演播室等声学建筑对隔声隔振要求 非常高，需要专门的声学设计。 对于旅馆、公用建筑、民用住宅人们对安静的要 求也越来越重视。 当前，为了节约空间和建筑造价，越来越多地使 用薄而轻的隔墙材料，施工时常带有缝隙，造成隔 声问题越来越多。 1.3 建筑声学发展简史 古罗马的露天剧场 露天剧场存在的问题是：1、露天状 态下，声能下降很快。2、相当大的声能被观众吸收。3 、 噪声干扰。 解决方法：加声反射罩；控制演出时周围的噪声干扰。 中世纪教堂建筑 中世纪教堂建筑 自从罗马帝国被推翻后，中世纪建造的唯一厅堂就是教堂。 中世纪的室内声学知识主要来源于经验，科学的成分很少。 教堂的声学环境的特点是音质特别丰满，混响时间很长，可 懂度很差。 十五世纪的剧场 十五世纪的剧场 十五世纪后欧洲建了很多剧场，有些剧场的观众容量很大。 虽然这个时代的建筑师几乎没有任何室内声学知识，但这个时代建造的几座剧院和其他厅 堂没有发现任何显著的音质缺陷。主要的原因是由于观众的吸声和剧场内华丽的表面装饰 起到了扩散作用，使剧场的混响时间控制比较合理，声能分布也比较均匀。 17世纪的马蹄形歌剧院 17世纪的马蹄形歌剧院 从十五世纪修建的一些剧院发展到十七世纪，出现了马蹄形歌剧院。这种歌剧院 有较大的舞台和舞台建筑，以及环形包厢或台阶式座位，排列至接近顶棚。这种剧院的特 点是利用观众坐席大面积吸收声音，混响时间比较短，这种声学环境适合于轻松愉快的意 大利歌剧演出。 在十七世纪开始有人研究室内声学。十七世纪的阿．柯切尔所著 的《声响》,最早介绍了室内声学现象，并论述了早期的声学经验和实践。十九世纪初， 德国人E.F.弗里德利科察拉迪所著的《声学》一书中，致力于解释有关混响的现象。 19世纪的音乐厅 19世纪前作曲家所做的音乐作品是与其表演空间相适应的， 这一时期的演奏空间基本是矩形空间。19世纪以后，随着浪 漫主义音乐及现代音乐的产生，演出空间变得丰富多彩，出 现了扇形、多边形、马蹄形、椭圆形、圆形等多种形状，其 混响时间及室内装饰风格也各不相同。l 在这一时 期，音乐厅的声学设计仍然没有太多的理论可以遵循。 音乐厅声学设计理论的出现 音乐厅声学设计理论的出现 从十九世纪开始，在维也纳、莱比锡、格拉斯哥和巴塞尔 等城市，都建造了一些供演出的音乐厅，这些十九世纪建造的音乐 厅已反映出声学上的丰硕成果，直到今天仍然有参考价值。 到二 十世纪，赛宾（Wallace Clement Sabine ，1868-1919）（哈佛大学 物理学家、助教）在1898年第一个提出对厅堂物理性质作定量化计 算的公式——混响时间公式，并确立了近代厅堂声学，从此，厅堂 音质设计的经验主义时代结束了。 他发现，当声源停止发声后，声能的衰减率有重要的意义。 他曾对厅内一声源（管风琴）停止发声后，声音衰减到刚刚听不到的水平 时的时间进行了测定，并定义此过程为“混响时间” ，这一时间是房间容积 和室内吸声量的函数。 1898年，赛宾终于得出了混响曲线的数学表达式，即著名的混