文章來(lái)源：維也納聲學(xué) 時(shí)間：2024-09-23
1、聲環(huán)境概述
所謂聽音室，實(shí)際上是一個(gè)很廣義的概念，小型聽音室的音質(zhì)是由聲源的音色結(jié)構(gòu)、電聲系統(tǒng)的質(zhì)量、室內(nèi)的聲學(xué)條件、聆聽者的音樂(lè)修養(yǎng)及心理因素等相互作用的結(jié)果。根據(jù)環(huán)繞立體聲或立體聲音響效果，小型聽音室的用途主要有3種：一是以欣賞音樂(lè)為主的小型音樂(lè)廳，可采用3/2方式的A環(huán)繞立體聲系統(tǒng)，要求混響時(shí)間稍長(zhǎng)；二是以看DVD影碟或電影錄像為主的小型影院，可采用5.1方式的AV環(huán)繞立體聲系統(tǒng)，要求混響時(shí)間稍短，以保證電影的對(duì)白清晰；三是以看戲劇、雜技、球類比賽等為主的室內(nèi)小運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，可采用CinemaDSP環(huán)繞立體聲系統(tǒng)，要求混響時(shí)間在0.35～0.5s，根據(jù)需要還可采用人工混響技術(shù)提供各類不同的聲環(huán)境感和空間感。
2、影音室聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)
聽音室的房間音質(zhì)應(yīng)滿足電聲產(chǎn)品、設(shè)備、系統(tǒng)音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的要求。音質(zhì)設(shè)計(jì)應(yīng)包括房間尺寸、混響時(shí)間和吸聲與擴(kuò)散處理。聽音室聽音區(qū)內(nèi)傳輸頻率特性宜平滑，應(yīng)無(wú)可察覺(jué)的聲染色，并不應(yīng)出現(xiàn)回聲、顫動(dòng)回聲、聲聚焦和共振等聲缺陷。
2.1 混響時(shí)間
在頻率為500Hz時(shí)，小型和中型聽音室的混響時(shí)間應(yīng)在0.3s~0.5s之間（圖1），大型聽音室的混響時(shí)間應(yīng)在0.4s~0.6s之間（圖2）
圖1 小型和中型聽音室頻率500Hz時(shí)混響時(shí)間T的范圍
圖2 大型聽音室頻率500Hz時(shí)混響時(shí)間T的范圍
②混響時(shí)間的頻率特性，相對(duì)于500Hz的比值宜符合表2的規(guī)定。
表2 各頻率混響時(shí)間相對(duì)于500Hz的比值
聽音室 | 中心頻率（HZ） | |||||||
63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | |
小型/中型 | 1.0~1.1 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | — |
大型 | 1.0~1.2 | 1.0~1.1 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.8~1.0 | 0.8 |
2.2、允許噪聲級(jí)
聽音室內(nèi)噪聲級(jí)不應(yīng)超過(guò)表3的噪聲評(píng)價(jià)曲線NR值的規(guī)定。
表3 聽音室的噪聲容許標(biāo)準(zhǔn)
聽音室環(huán)境 | 噪聲容許標(biāo)準(zhǔn) |
通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備關(guān)閉時(shí) | NR-15 |
通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備開啟時(shí) | NR-20 |
2.3、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲
聽音室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空氣聲隔聲性能和聽音室頂部樓板的撞擊聲隔聲性能宜符合表4和表5的規(guī)定。
表4 聽音室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空氣聲隔聲性能要求
構(gòu)件名稱 | 空氣聲隔聲單值評(píng)價(jià)量（dB） | ||
隔墻、樓板 | 計(jì)權(quán)隔聲量Rw | ≥60 | |
隔聲觀察窗 | ≥55 | ||
隔聲門 | 簡(jiǎn)易隔聲門 | 計(jì)權(quán)隔聲量+粉紅噪聲頻譜修正量（Rw+C） | ≥35 |
帶聲匣隔聲門 | ≥40 | ||
不帶聲匣隔聲門 | ≥45 | ||
外墻 | 計(jì)權(quán)隔聲量+交通噪聲頻譜修正量（Rw+Ctr） | ≥45 | |
表5 聽音室頂部樓板的撞擊聲隔聲性能要求
樓板部位 | 撞擊聲隔聲單值評(píng)價(jià)量（dB） |
聽音室頂部樓板 | 計(jì)權(quán)規(guī)范化撞擊聲壓級(jí)Ln,w＜40（實(shí)驗(yàn)室測(cè)量） |
計(jì)權(quán)規(guī)范化撞擊聲壓級(jí)Lnt,w＜40（實(shí)驗(yàn)室測(cè)量） |
3、聽音室的基本要求
聽音室的設(shè)計(jì)要遵循一些基本的原則：
3.1 房間尺寸
選擇合適的房間比例、或使墻面不平行、或增加擴(kuò)散，避免或減輕駐波的影響。矩形房間駐波產(chǎn)生的根本要素是長(zhǎng)、寬、高之比。若尺寸比例不合適，房間內(nèi)的某些位置在一些頻率點(diǎn)上會(huì)形成峰谷，引起可聞的聲染色。聽音室可分為小型、中型和大型三種類型，各種類型的對(duì)應(yīng)的房間標(biāo)稱面積、房間高度和房間比例宜符合表4.1的規(guī)定。如果采用其它比例，應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)諧振頻率的計(jì)算，避免產(chǎn)生孤立、成群的簡(jiǎn)諧振動(dòng)及駐波。
表4.1 聽音室房間尺寸推薦值
項(xiàng)目 類型 | 標(biāo)稱面積（㎡） | 房間高度（m） | 房間高（H）寬（W）長(zhǎng)（L）尺寸比 |
小型 | 25~80 | 2.7~3.0 | 1:1.6:2.5,1:1.5:2.39,1:1.96:2.59 |
中型 | 80~200 | 3.1~4.9 | 1:2.5:3.2 1:2.27:3.14（應(yīng)在H≥4.1m時(shí)選用） 1:1.96:2.59（應(yīng)在H≥4.6m時(shí)選用） |
大型 | 200~500 | 5.0~8.0 |
3.2 混響時(shí)間
混響時(shí)間合適，使臨界距離盡可能遠(yuǎn)。聽音室內(nèi)的反射聲和混響聲對(duì)整個(gè)聲音的質(zhì)量影響較大，吸聲材料的多少、類型以及放置位置決定室內(nèi)混響時(shí)間（T）、混響聲場(chǎng)的均勻性即擴(kuò)散程度?；祉憰r(shí)間的測(cè)量應(yīng)利用粉紅噪聲源，用1/3倍頻程的頻率點(diǎn)，在無(wú)聽音人員空?qǐng)龅那闆r下進(jìn)行，根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，混響時(shí)間T和頻率的均勻性為：在125Hz～4kHz之間，T的平均值在0.25～0.45秒，頻率特性應(yīng)平直或低頻稍長(zhǎng)、高頻稍短，且在該頻率內(nèi)各點(diǎn)單個(gè)測(cè)量值與平均值之差不大于25%；125～165Hz內(nèi)取0.35±0.05秒；200Hz～4kHz取0.3±0.05秒，允許T偏離中頻平均值25%以上。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，若聽音室主要用于聽音評(píng)價(jià)，混響時(shí)間在0.3～0.4秒效果較好，不能太短，否則會(huì)使開闊感變差；如果混響時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，聲像定位便不夠清晰，但開闊感較好。
3.3 傳輸頻響
在選定聲激勵(lì)點(diǎn)、聲源位置和接收點(diǎn)即傳聲器或聽音人耳位置后，幅頻響應(yīng)的不均勻度應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。測(cè)量使用正弦信號(hào)，也可用粉紅噪聲信號(hào)。評(píng)價(jià)立體聲產(chǎn)品，聲場(chǎng)的不均衡（左右二聲道的對(duì)稱值）應(yīng)比單聲道要求更高。
3.4環(huán)境條件
在無(wú)聽音人員空?qǐng)鰰r(shí)，燈光、空調(diào)開啟情況下，聽音區(qū)背景噪聲應(yīng)低于25dB；有工作人員后不得超過(guò)35dB。房間內(nèi)不得有低頻嗡嗡聲、高頻咝音或顫動(dòng)回聲等。在距聲源1m處，100Hz～5kHz頻率范圍內(nèi)使用95dB以上的聲級(jí)儀器測(cè)量室內(nèi)環(huán)境時(shí)，不應(yīng)有任何異常諧振和顫動(dòng)回聲。由于聽音評(píng)價(jià)的可靠度受環(huán)境條件極限值的影響很大，環(huán)境溫度為15～30℃，最好20℃；相對(duì)濕度為25～75%；氣壓為360～1060Hg，室內(nèi)燈光要柔和，不要直射聽音人的眼睛。
3.5 聽感
采用相應(yīng)于該房間用途的聲樂(lè)和語(yǔ)言節(jié)目帶，由一組受過(guò)訓(xùn)練的評(píng)價(jià)人員，在指定的聽音位置上進(jìn)行評(píng)價(jià)。聽音評(píng)價(jià)結(jié)果要確定和分析，并排除由于房間聲學(xué)條件或是由電聲系統(tǒng)引起的缺陷，必要時(shí)可用演員原聲進(jìn)行特定參數(shù)的評(píng)價(jià)。
以上就是建立專業(yè)聽音室要遵守的五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，按照這五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)建立聽音室，會(huì)有意想不到收獲。
一個(gè)簡(jiǎn)單的聲學(xué)處理實(shí)例如下：
4、聽音室的聲學(xué)設(shè)計(jì)
4.1聽音室的環(huán)境設(shè)計(jì)
小型聽音室的環(huán)境設(shè)計(jì)可采用下述步驟。首先，選擇合理的房間和位置，最好遠(yuǎn)離交通干道或繁華街道。其次，合理設(shè)計(jì)房間的容積、形狀及長(zhǎng)、寬、高的比例，最好滿足黃金分割率，即房間的長(zhǎng)、寬、高比例為1.618 ：1 ：0.618。良好的小型聽音室容積建議設(shè)計(jì)在90～120m2，較大的容積可獲得更好的音質(zhì)。小型聽音室允許混響時(shí)間為0.35～0.5s，要求在125～4000Hz頻率范圍內(nèi)具有平直的或者低頻平直、高頻稍長(zhǎng)的混響時(shí)間頻率特性，并且不得有低頻嗡嗡聲、高頻咝咝聲或顫動(dòng)回聲等缺陷，使混響時(shí)間測(cè)量值和選取值的允許偏差在±0.05s范圍內(nèi)。然后按照要求的混響時(shí)間計(jì)算出所需的吸聲量，根據(jù)吸聲量決定吸聲材料的選取、規(guī)定他們的布置和安裝方法，并兼顧美學(xué)效果進(jìn)行室內(nèi)裝修，以達(dá)到聲學(xué)設(shè)計(jì)的要求。許多典型房間的室內(nèi)平均混響時(shí)間的實(shí)測(cè)結(jié)果總是偏長(zhǎng)。用125Hz的音頻信號(hào)頻率實(shí)測(cè)，40m2的客廳平均混響時(shí)間約為0.67s；15m2的臥室平均混響時(shí)間約為0.53s。雖然放置軟椅、沙發(fā)等家具能減小一點(diǎn)混響時(shí)間，但仍不能滿足設(shè)計(jì)要求。并且室內(nèi)噪聲級(jí)較高，樓板隔振也不好，因此直接用作聽音室，其音質(zhì)不會(huì)太令人滿意，有必要進(jìn)行改建或裝修，以改善其音質(zhì)。
4.2混響時(shí)間
通常聽音室在保證語(yǔ)言清晰的條件下，要求聲音圓潤(rùn)、豐滿。為滿足混響時(shí)間的要求，房間需進(jìn)行聲學(xué)處理，即在不同位置鋪設(shè)不同類型的吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)。聲學(xué)處理的材料應(yīng)就地取材，室內(nèi)吸聲結(jié)構(gòu)的分布要兼顧聲學(xué)和建筑的要求。聽音室的容積大一些有利于聲學(xué)設(shè)計(jì)，有利于減弱低頻共振的不良影響。如音質(zhì)要求較高的聽音室容積取160m3，中頻混響時(shí)間為0.4±0.5s，室內(nèi)噪聲級(jí)要求35～40dBA。
這時(shí)在聽音室內(nèi)聽音效果較好的下限頻率約100Hz。若房間的長(zhǎng)度（L）、寬度（W）、高度（H）的比例為黃金分割率，則由V=LWH可算出相應(yīng)的數(shù)值為L=8.7m，W=5.4m，H=3.3m。在給定房間的容積和邊長(zhǎng)比例后，計(jì)算混響時(shí)間作為吸聲處理的依據(jù)。由于聽音室不滿足導(dǎo)出混響時(shí)間計(jì)算公式的條件，因此計(jì)算不需要精確。在施工過(guò)程中，用測(cè)量結(jié)果來(lái)調(diào)整吸聲處理和修正計(jì)算值，多次反復(fù)進(jìn)行處理，就可獲得期望的混響時(shí)間和混響頻率特性。
4.3小型聽音室的低頻混響時(shí)間
在專業(yè)音響設(shè)計(jì)中，常用混響時(shí)間描述廳堂內(nèi)聲能的衰變情況，但對(duì)于小型聽音室，低頻混響時(shí)間與低頻簡(jiǎn)正波的衰變概念密切相關(guān)，他已不是原來(lái)的混響時(shí)間的概念，而是經(jīng)典混響時(shí)間的延伸。正確描述小型聽音室的低頻衰減過(guò)程應(yīng)該采用波動(dòng)的概念，即以各個(gè)簡(jiǎn)正波衰變來(lái)描述。由于聽音室的容積小，低頻簡(jiǎn)正波的數(shù)量少，各頻率簡(jiǎn)正波的分布不均勻，簡(jiǎn)正波的阻尼不同。因此，兩個(gè)相鄰頻率的簡(jiǎn)正波在衰變過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生干涉效應(yīng)。有時(shí)還會(huì)聽到與原激發(fā)頻率相鄰的聽音室簡(jiǎn)正波的衰變，而不是原來(lái)聲信號(hào)的衰變。在聽音室聽到的混響是錄音環(huán)境與聽音室的混響效果之和。因此，通常要使聽音室的混響時(shí)間短些，以便聽節(jié)目時(shí)有臨場(chǎng)感。由于聽音室的阻尼增大，簡(jiǎn)正波的共振也不那么強(qiáng)烈，從而使共振帶寬增大，幅頻響應(yīng)比較平滑。聽音室的混響時(shí)間同時(shí)受錄音室和聽音室的影響。
4.4小型聽音室的音質(zhì)設(shè)計(jì)
4.4.1可從以下3種聲學(xué)處理方法去考慮：
（1）前部（主音箱附近）采用寬頻帶吸聲，后部采用擴(kuò)散處理。
（2）前部（主音箱附近）以反射為主，后部采用吸聲處理。
（3）室內(nèi)采用均勻吸聲為主。
聽音室的音質(zhì)是聲源、室內(nèi)的聲學(xué)條件、聆聽者的音樂(lè)修養(yǎng)等相互作用的結(jié)果。目前聽音室的聲學(xué)設(shè)計(jì)和控制雖然沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的模式，但對(duì)立體聲或環(huán)繞立體聲的聽音室，最好采用第一種方式，可使立體聲定位好，空間感明顯，聲音清晰且無(wú)染色效應(yīng)等。
4.4.2小型聽音室的聲學(xué)特性小型聽音室的聲學(xué)特性與大型廳堂有明顯的差別，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其特殊性。小型聽音室的音質(zhì)問(wèn)題主要表現(xiàn)在低頻段，目前電聲系統(tǒng)重放的頻率范圍低端可達(dá)20Hz。對(duì)于小型聽音室，其聲場(chǎng)在低頻段具有以強(qiáng)駐波方式為特征的共振，容易產(chǎn)生聲染色，對(duì)聽音室傳輸響應(yīng)、聲場(chǎng)分布有很大的影響。同時(shí)聽音室的聲學(xué)特性由聽音室的容積、形狀、邊長(zhǎng)的比例及吸聲材料的布置所決定。因此設(shè)計(jì)時(shí)，只有混響時(shí)間可定量估算，其聲學(xué)特性只能定性考慮。
案例：北京榮耀終端有限公司聽音室
北京榮耀終端有限公司聽音室主要應(yīng)用于專業(yè)級(jí)別聽音室，同時(shí)為后續(xù)引入專業(yè)多聲道聽音技術(shù)和環(huán)境擴(kuò)展準(zhǔn)備，達(dá)到提升和改善手機(jī)耳機(jī)多聲道體驗(yàn)?zāi)康?。用于音?lè)外放，耳機(jī)等調(diào)試，驗(yàn)證，對(duì)比聽音。
為避免小房間內(nèi)出現(xiàn)駐波現(xiàn)象，房間體形嚴(yán)格按照比例建造。房間尺寸高3.2m，寬4.5m，長(zhǎng)6.1m，高：寬：長(zhǎng)=3. 1：4.4：5.9=1：1.41：1.90，房間駐波響應(yīng)平坦。
為保證聽音室有足夠的聲音豐滿度，聲音立體具有空間感，音質(zhì)飽滿豐富，中頻混響時(shí)間取值控制在0.35±0.1s范圍內(nèi)。房間背景噪聲滿足NR-15評(píng)價(jià)曲線。
為了控制混響時(shí)間和消除平行墻面間的顫動(dòng)回聲和回聲，在側(cè)墻上間隔交錯(cuò)配置了矩形擴(kuò)散體和軟包吸聲材料。
前墻和天花均安裝擴(kuò)散體，符合聲場(chǎng)擴(kuò)散要求。為了更好的控制前期反射聲能，在首次反射區(qū)域采用了強(qiáng)吸聲處理，吸收掉過(guò)強(qiáng)的首次反射聲能，保證在前期直達(dá)聲的強(qiáng)度高于反射聲，聲音更具有空間感。同時(shí)保證側(cè)墻漫反射的擴(kuò)散，在側(cè)墻增加布置擴(kuò)散體。
聽音室內(nèi)的噪聲控制，采用 “房中房”浮筑隔聲結(jié)構(gòu)。
聽音室建成后現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)混響時(shí)間為0.30s，特性平直，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，反應(yīng)效果較好。
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