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對語言聲主要是清晰度和可懂度方面的要求,也要求具有一定的響度,使聽起來不費力。同時要求頻譜的均衡、不失真。對于音樂聲,除了清晰度(明晰度) 和響度的要求外,還有豐滿度、空間感和平衡感等方面的要求。同時,無論是語言聲聽聞還是音樂聲聽聞,共同的前提是避免音質(zhì)缺陷。音質(zhì)缺陷主要指噪聲干擾、 回聲干擾及顫動回聲干擾等。
語言清晰是指對無字義聯(lián)系的語聲信號(單字或音節(jié)),通過廳堂的傳輸(有時還包括揚聲器系統(tǒng)的傳輸),能被聽眾正確辯認的百分數(shù)??啥葎t指有字義聯(lián) 系的語聲信號,通過廳堂的傳輸,能被聽眾聽清的百分數(shù)。由于有字義聯(lián)系的語聲信息,聽者可心從前后的語義關(guān)聯(lián)上加以猜測的推斷,故可懂度往往高于清晰度。 語言聲聽聞要求可懂度達到95%以上,清晰度達到85以上。當清晰度在60%以下時,聽音感到費力,難懂;在60%-80%之間時,聽者需集中注意力才能 聽懂說話的內(nèi)容。室內(nèi)漢語音節(jié)清晰度的主觀評價測試是找來一些具有正常聽力的試聽音,讓他們坐在廳堂內(nèi),由一位吐字清楚、發(fā)音標準的人,念一張由20個具 有不同韻母的漢字組成的發(fā)音字表,由試聽者在相應(yīng)的判別字表上選擇打鉤。該判別字表由20×5個漢字組成,對應(yīng)每個韻母的一個漢字有5 個漢字可供選擇。例如對應(yīng)于發(fā)音字表的莊字,有窗、汪、莊、光、雙5個漢字可供選擇。測試完畢,算出每位聽者聽清的字數(shù)占總字數(shù)的百分比,加上猜測修正, 即得到每位聽者的音節(jié)清晰度。所有試聽者的清晰度的平均值,即為廳堂的語言音節(jié)清晰度。
豐滿度是指在廳堂內(nèi)聽音時,由于各界面的反射聲而對直達聲所起的增強和烘托作用。缺乏反射聲的音質(zhì)環(huán)境為干澀和沉寂。有時把低頻反射聲豐富的音質(zhì)稱為具有溫暖感,而把中高反射聲豐富的音質(zhì)稱為具有活躍度。
音質(zhì)的清晰度又稱為明晰度(Clarity)。它可分為橫向清晰度和縱向清晰度。前者指相繼音符的分離與可辯析的程度,即能聽清急速連貫演奏樂段的旋律。后者指同時演奏的各聲部音符的可辨析的程度,即音樂的透明度和層次感。
音樂和平衡感,指的是低、中、高音部的平衡與協(xié)調(diào),即自然音色不失真、不畸變。音樂的空間感含義較廣泛,可包括聲源的輪廓感、立體感以及聲源的橫向拓寬感和縱深向的延伸感,還可包括音樂的環(huán)繞感,即聽從被音樂所包圍的感覺。
音質(zhì)的親切感指仿佛處身于尺度較小的廳堂中聽音的感覺,即對廳堂大小的聽覺印象。
一般認為好的音質(zhì)應(yīng)具有四個方面的特征:(1)在豐滿度與清晰度之間具有恰當?shù)钠胶?;?)具有合適的響度;(3)具有一定的空間感;(4)具有良好的音色,即低、中、高頻各聲部取得良好的平衡,音色不畸變、不失真。
盡管廳堂音質(zhì)的好壞最終是由主觀評價判定的,但為了指導(dǎo)廳堂音質(zhì)設(shè)計,以及較方便地對廳堂音質(zhì)進行定量檢測,還必須研究與探尋若干與主觀評價顯著相關(guān) 的,既可測量又可計算的物理指標,依據(jù)它們來進行音質(zhì)客觀評價。經(jīng)過一個世紀聲學家的研究,發(fā)現(xiàn)以下若干物理指標對決定廳堂音質(zhì)具有重要意義。
混向時間T60,或記為RT(Reverberation Time),是第一個也是最重要的音質(zhì)評價物理指標?;祉憰r間與音質(zhì)的豐滿度和清晰度有關(guān)。一般而言,混響時間長則豐滿度增加,而清晰度下降。這是因為混 響時間長,對于聆聽演奏而言,則音的起奏和自然衰變都可能淹沒在混響聲中而顯得模糊不清。對于語言聲也有類似的情況。過長的混響時間,使語言志聽聞模糊不 清。但是若混響時間過短,則表明廳堂各界面的反射聲過弱,聲吸收過大,就會影響音質(zhì)的豐滿度。
一般而言,對于以語言聽聞為主的廳堂,如教室、演講廳、話劇院等,不希望混響時間過長,以1s左右為宜;而對于以聽音樂為主的廳堂,如音樂廳等,則希 望混響時間較長些。對于語言聽聞與音樂并重的廳堂,如歌劇院,多功能廳的混響時間,可取折衷值,為1.3—1.5s??傊仨氠槍唧w械堂的主要用途選 擇最佳混響時間,以達到豐滿度和清晰度適當平衡。 混響時間正比于廳堂的容積,因此,當廳堂總吸聲量不變時,容積越大,則混響時間越長。當進行廳堂音質(zhì)設(shè)計時,特別對于以自然聲演出為主的觀道建筑,由于 樂器和人的噪音的聲功率有限,聲能極其寶貴,因此,這類廳堂(如音樂廳、如音樂廳、講演樂)的設(shè)計都主張盡量不用或少用吸聲材料。這時觀眾的吸量要占到廳 堂總吸聲量的2/3甚至75%以上。當觀眾的總?cè)藬?shù)確定時,觀眾的吸聲量基本確定,從而廳堂的總吸聲量可以大體確定。這時,廳堂的容積,特別是每座容積 (即廳堂的容積除以觀眾總?cè)藬?shù))對混響時間的影響就具有舉足輕重的作用。
廳堂的容積,特別是每座容積,不影響到廳堂的中央委員度。響度,主要取決于每位觀眾所接收到的聲能的份額。因此,它與聲能密度大小成正比。聲能密度大 小不一方面取決于聲源程序聲功率,另一方面又取決于廳堂的容積。聲功率越大,聲能密度越大,聲能密度則越大;廳堂容積越大,聲能密度則越小,從而響度也越 小。因此,特別對于采用自然聲演出的廳堂,為保證有足夠的響度,對廳堂的容積應(yīng)有一定的限制。當超過這些限值時,就應(yīng)當考慮采用擴聲系統(tǒng)。
當直達聲貼近觀眾席傳播時,由于觀眾席對聲波的掠射吸收,還將產(chǎn)生附加衰減。此外,由于廳堂座椅有規(guī)律地排列,會對某一頻率范圍的聲波產(chǎn)生相消干涉, 導(dǎo)致進一步的衰減。此效應(yīng)稱為座椅吸收低谷效應(yīng),通常發(fā)生在低頻段。如在80—250Hz之間發(fā)生。最大吸收頻率的波長大致為椅背高度的1/4。這種效應(yīng) 無論是有無觀眾存在時均會發(fā)生。由于座椅吸收效應(yīng),將使某一頻率范圍的直達聲進一步衰減。直達聲中的高頻成分,還因空氣的吸聲而衰減。這一現(xiàn)象在廳堂體積 較大,直達傳播路種較長時較顯著。 中國建筑環(huán)境聲學網(wǎng)
此外,人與人樂器的發(fā)聲均有一定的指向性,頻率越高,指向性越明顯。當觀眾偏離聲源聲輻射主軸角度越大時,將感到高頻聲明顯地減弱,從而降低了聲音的 明亮度和語言清晰度。因此,在體型設(shè)計時,應(yīng)充分意識到上述直達聲傳播和衰減的特點,使觀眾能充分接收到直達聲能。減少直達聲能,減少直達聲能傳播時的附 加衰減。
對廳堂的縱向長度也應(yīng)該加以控制,一般應(yīng)使之小于m。對于電影院,為了使最遠的觀眾不致感到聲音與圖像不同步,縱向長度應(yīng)小于40m。當觀眾席位超過 1500座時,宜采用一層懸挑式樓座;當觀眾席位超過2500座時,宜采用二層或多層樓座。通過采取上述措施來縮短直達聲傳播距離,以保證最遠座位的觀眾 也能聽得清。