什么是声学设计

这是由于房间的墙壁、地面及门窗隔音能力不足引起的。声学设计包括建筑声学设计、音响声学设计、超声波声学、乐器声学等等。主要通过隔音处理，可以通过在墙内和地板内加入隔音材料、门窗增加密封材料等手段来解决这一问题。

1. 混响时间过短，声音发干，枯燥无味，不亲切自然混响时间过长，声音含混，吵耳，严重影响听感

这是由混响时间过短或过长引起的,通过分析房间结构,把各个频段的吸声材料合理布置到墙体、地面或顶部,使视听室混响时间达到最佳数值。

2. 室内声场不均匀，各频段声音失衡，声音不圆润、不饱满、包围感差

这是由房间扩散性差引起的，房间的扩散特性好，则声音的衰减平滑，室内各处声音感觉均匀。扩散可以使室内声场均匀，声音细节更加清晰。通过精确计算，在不同位置布置不同的扩散体，将彻底解决这个问题。

3. 驻波、谐振、颤动回声等缺陷，严重影响听感，影响视听室正常使用

这主要由驻波、共振以及墙壁间声音反射引起。驻波的叠加与否和房间各边的比例密切相关，驻波共振强度取决于墙壁材料的密度和硬度。通过分析房间的结构，在相应位置布置针对性的声学材料来解决以上听音问题。

4. 背景噪声影响安静的视听室环境，影响视听感受，隔音、降噪效果太差将破坏邻居安静的生活环境。

家庭影院做了声学设计之后，不但隔音效果非常好，能在看电影的时候尽情享受那种震撼的音效而不会影响到邻居，另外家庭电影院做了声学设计处理，电影的音质，音效都会有很大提升。

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看得满意、听得清楚，是观众、听众对观演建筑的最基本要求，也是电影院装修设计成败的关键。室内设计必须根据人的视觉规律和室内声学特点，解决视听的科技问题，因此电影院室内设计具有高度的科学性。

2、建立舒适安全的空间环境

许多演出往往长达几小时甚至半天，观众也常达千、百人之多，因此要求室内具有良好的通风、照明，宽敞舒适的流动空间和座席，安全方便的交通组织和疏散，使观众能安心专注地观赏，是十分重要的。

3、创造高雅的艺术氛围

欣赏各式各样的艺术表演，既有娱乐性又具教育性。精彩的艺术表演应与高雅的空间环境相协调，历史上许多著名的剧院、音乐厅、电影院，都从内到外倾注了设计师和艺术家的高度智慧和心血而成为艺术精品留传于世。我们当然不苛求建筑环境艺术气氛完全和演出艺术作品内容一致，但在广义上说电影院室内设计应具有高度的艺术性，使形成一个高雅的艺术文化氛围，潜移默化地提高民族的文化素质。

厅堂建筑空间都比较大，所以 在设计上尤其是保证其内部声学设计合理到位，吸音材料以及其他的各种声学材料不可缺少，所以合理的设计及材料设备的正确使用才能确保其音质效果，只有了解厅堂上的声学要求和设计方法才能保障有效的音质设计。 一般而言，建筑声学设计的要点主要包括噪声控制和音质设计两大部分。

(一)噪声控制

通常音乐厅、剧场等厅堂都要求很低的室内背景噪声，因此，这些厅堂的选址很重要，应尽可能远离户外的噪声与振动源。另外，还要进行场地环境噪声与振动调查、测量与仿真预测，目的是为进行厅堂建筑围护结构的隔声设计提供依据。保证厅堂建成后能达到预定的室内噪声标准。此外，建筑声学设计的另一个重要任务就是进行室内音质设计。

(二)音质设计

音质设计通常包括下述工作内容：

1.确定厅堂体型及体量。

2.确定音质设计指标及其优选值。根据厅堂的使用功能选择混响时间、明晰度、强度指数、侧向能量因子、双耳互相关系数等音质评价指标，并确定各指标的优选值，是音质设计的重要任务。

3.对乐池、乐台、包厢、楼座及厅堂各界面进行声学设计。

4.计算厅堂音质参量。当厅堂的平、剖面及楼座、包厢、乐池、乐台等设计方案拟定以后，就可开始计算厅堂音质参量。

5.进行声学构造设计。厅堂音质除了受前述建筑因素影响之外，还与室内装修材料与构造密切相关。声学装修构造设计通常包括各界面材料的选择和绘制构造设计图，需详细规定材料的面密度、表观密度、厚度、穿孔率、孔径、孔距、背后空气层厚度以及龙骨的间距等技术参数。

6.声场计算机仿真。对厅堂建筑进行仔细的声场分析和音质参量计算，有赖于声场三维计算机仿真。

7.缩尺模型试验。对于重要的厅堂，除了计算机仿真外，通常还须建立一定缩尺比的厅堂模型，进行缩尺模型声学试验。

8.可听化主观评价。可听化技术是通过仿真计算。或者通过模型试验测量获得双耳脉冲响应，将之与在消声室中录制的音乐或语言“干信号”卷积，输出已加入厅堂影响的声音信号，供受试者预先聆听建成后的厅堂音质效果。这是近年发展起来的建筑声学领域一项高新技术。

9.建筑声学测量。建筑声学测量包括噪声与振动测量，围护构造隔声测量，重要材料与构造的吸声量测量以及厅堂音质参量的测量等。

10.对电声系统设计提供咨询意见。对于需要安装电声系统的厅堂，建筑声学专家尚需与音响工程师配合，对电声系统的设备选型、设计与安装提供咨询意见。

11.组织主观评价。对于重要厅堂，在工程落成后，组织专门的演出和主观评价，来检验建成后厅堂的音质效果，是建筑声学设计最后一个重要环节。 准确地预测房间的音质效果一直是建筑声学研究者追求的理想。厅堂音质模型测定是建筑声学设计的重要手段。随着软件技术的发展，使用计算机进行声场的模拟研究成为现实。近年来，使用基于有限元理论的方法模拟声音的高阶波动特性，在低频模拟上获得了一些进展。

厅堂中短延时反射声的分布，是决定音质的重要因素。在缩尺模型中，用电火花作为脉冲声源测得的短延时反射声分布，与实际大厅的短延时反射声分布有良好的对应，对在设计阶段确定厅堂的大小、体型等有重要参考意义。混响时间是公认的一个可定量的音质参数，通过模型试验可以预测所要兴建厅堂的混响时间。声场不均匀度也是一个重要的音质参数。

模型试验的测量系统、测量方法和结果的表达与实际厅堂相同，但需要根据厅堂模型的缩尺比s，在混响时间测量和声场不均匀度测量时对测量频率作相应改变。不同频率的声波，在空气介质中传播，特别是高频声波，它的由空气吸收引起的衰减在不同温、湿度条件下差别很大，对混响时间测量结果，需采取对空气吸收的影响作相应的修正，且有足够的精度。

对于短延时反射声分布测量，厅堂音质模型的缩尺比s一般采用1/5或1/10，也有采用1/20的，但因受试验设备和频率过高的限制，精度受到一定影响。对混响时间的测量，缩尺比s为1/20时只能对应实际厅堂1000Hz或2 000Hz以下的频率。推荐缩尺比s不小于1/10，对混响时间和声场不均匀度的测量可扩展至实际厅堂中的4000Hz。短延时反射声分布测量的精度也较高。

模型的内表面形状，有些起伏尺寸比较小，对声波的反射和扩散没有多大影响，在制作模型时可适当简化。但必须保留等于或大于实际厅堂中声波为2000Hz的波长的起伏，不能省略。因为这些部分会对声场的不均匀度有较大影响。要使厅堂音质模型的内表面各个部分，包括观众席的吸声系数在所测量的频率范围内与相对应的实际厅堂内表面各部分及观众席的吸声系数完全相符，实际上有很大难度，因此允许有±10%的误差。

为了避免在模型中的背景噪声过高导至动态范围达不到要求而影响精度，厅堂音质模型的外壳必须有足够的隔声量。舞台空间大小、形状及吸声状况，对观众厅的短延时反射声分布、混响时间及声压级分布有很大影响。在模型试验时，这部分宜包括在内。舞台空间部分的吸声状况也应进行相应的模拟。

短延时反射声分布测量所用的声源信号为电容器放电时产生的脉冲声，适于用做模型试验中的脉冲声源信号。声源中心位置规定为一般演出区的中心，高度相当于人口的高度。声场不均匀度测量的声源位置与高度，与混响时间测量相同。短延时反射声分布测量常用的方法是将接收到的直达声和反射声信号经过放大，以时间为横轴在示波器上显示，即脉冲响应声图谱(回声图)。

接收用传声器，可以用电容传声器或灵敏度比较高的球形压电晶体传声器。传声器口径不宜过大，防止传声器的圆柱体型在接收位置对声场形成影响。在测量时要求记录模型内空气的温度和相对湿度，是为了修正由于高频声在模型内过量的空气吸收所造成的低于实际厅堂混响时间的偏差。

IACC 在观演建筑、文化体育建筑领域建立完整的设计服务体系。我们在建筑声学、音视频系统、舞台工艺、噪声与振动等专业领域为几乎所有类型的项目提供咨询、设计、顾问和管理服务，包括：文化中心、体育中心、影剧院、学校、医院、高端酒店、企业工厂、大型综合体等。

怎样设计小房间的声学处理和家庭影院音响配置，一禾音响公司告诉你：

方法/步骤

一、视听室的声学要求

这也可称为硬件要求。一个房间有长、宽、高3个尺寸，在每个方向都有一个最低谐振频率。房间内实际的最低谐振频率是由房间的长度决定的，其波长等于房间长度的两倍。如一间长为6m的房间，当声速为344m/s时(室温20℃)，房间内最低谐振频率约为29Hz，这也是能在该房间内产生有效声响的最低频率。即便音响器材能发出低于最低谐振频率的声音，但由于在房间内不能形成半个波长，不满足共振的条件，因此不能产生谐振，也没有足够有效的声压，所以也得不到最佳效果。

房间的三维尺寸决定有3个基本的固有谐振频率和与3个基本固有谐振频率成整数倍频率的谐波存在，这些声波在房间内传播时互相干涉，产生繁杂的组合谐振频率。从声学上讲，房间可视为一个共鸣器，当声源频率与由房间三维尺寸决定的固有谐振频率(简正频率)一致时将会形成驻波，产生共振，这就是声共振现象。视听室内的声场均匀度、声染色和频率不规则性都与声共振有关。这种共振将给原始信号加上房间声共振的色彩，造成声染。一般表现为在中低频某段或某几段频率响度过度加强，"嗡嗡作响"，造成该频段信号重放响度失衡，严重时将大大影响听音效果。至于高频段的谐振分布则较均匀，声染较小，不足以影响整体听音效果，因此重点应考虑中低频段谐振的影响。

为了避免或减弱这种有害的声染色，使共振频率均匀分布，避免出现突出的孤立的某段或某几段频率谐振模态，一种方法是合理改变房间的三维尺寸。可以考虑通过适当的内部装修、制作隔断墙以及吊顶甚至拆除某部分非承重墙等方法来改变三维尺寸(这种合理改造也要同时考虑建筑物的结构安全因素，如打算拆除某段墙体，最好征求一下建筑专业人士的意见)。简单地讲，这跟设计音箱时选择内部三维尺寸的原则是一致的，即长、宽、高不能成整数倍或太接近。具体的声场谐振模态、计算公式及有关数据不再一一列举，必要时请参阅有关声学书籍。在此提供一个由国际电工委员会(IEC)参照欧洲的家庭听音室提出的IEC29-B家庭听音室标准供参考。

另外一种方法则较勉强，即可以在保持房间原有三维尺寸不变的情况下合理地布置，使用适当的吸声材料，以增加墙面、地板等的界面阻尼，使突出的某频段共振的强度降低，将共振波峰拉平、拉宽，从而降低有害共振对整体音效的影响。但此方法效力有限，只适用于有害共振强度不大的情况。因为如要为降低较强的有害共振而一味加强吸声材料的话，同时也会使混响时间大大缩短，同样会令听感恶化，使重放音效变得死气沉沉，缺乏色彩和生气。

二、视听室的混响时间

这是视听室的另一个重要参数。混响是由房间内的声音多重反射特性产生的，它使室内的声压在声源停止发声后仍继续维持一段时间。混响时间是指声源停止发声起室内声压衰减60dB所需的时间，即降低至原有声压稳定值的百万分之一的时间。视听室的混响时间如果过长，声源前面发出的声音还未消失后面的声音就出现，容易使低音轰鸣，造成语言对白等集中在中高频段信号的清晰度下降，甚至方位感消失(因为声象定位是*左右主音箱的中高频直达声获得的，而反射产生的过于滞后的混响声则来自多个方位，直接干扰直达声，影响声象的正确定位)。如果混响时间过短，则会使声音变得瘦弱、干涩、呆板，缺乏色彩和生气。只有混响时间适中，整体音效才会显得丰满、生动、富于感染力和表现力。

最佳混响时间严格说来并非是一个定值，即使是具体到某个听音室也是如此。它是根据个人的主观体验和经验得出的，而且欣赏不同的节目类型所要求的混响时间也不同。如欣赏影视节目时混响时间要求稍短些，音响效果会比较生动，人物对白清晰，声象定位也好。而欣赏纯音乐节目则需要稍长一些的混响时间，这样听起来才能感到"较舒服"，其中古典音乐节目要求的混响时间要比流行音乐稍长些。这是因为不同类型的节目其后期混音制作各方面的要求各有差异，在重放时也需要相应适中的混响时间才能使音效最大程度地得到高保真还原。

作为家庭视听室，一般采取折衷的办法来处理混响时间，然后通过拉开或收拢挂在墙壁上的活动幕布或挂毯作部分调整。大量的实验和资料表明，通常家庭视听室的混响时间一般取在0.4～0.6s左右(500Hz处)较为适宜。混响时间的计算通常使用如下公式：t=0.16V/α，其中t是混响时间，单位为秒V是视听室内容积，单位为立方米α是室内总吸声系数。表2是常用吸声材料的吸声系数。

例如一个视听室长6.2m，宽4.4m，高2.8m。天花板及地面均为平整的抹灰面，地面中间铺有一块4m×3m的化纤地毯，两侧墙上各挂一幅6m×3m的丝绒幕布(离墙1cm)，在屏幕对面墙上贴有4.4m×2.8m的化纤地毯。试估算一下该试听室的混响时间(500Hz处)。从表2查知，裸露的墙面、地面的吸声系数α1为0.02，帷幕离墙1cm悬挂时α2为0.44，地毯的吸声系数α3为0.28，总的吸声系数为：

α总=1×4.4×2.8×α1+(2×6.2×4.4-4×3)×α1+2×6.2×2.8×α2+4×3×α3+4.4×2.8×α3=23.184视听室的净容积为：V=6.2×4.4×2.8=76.384m3则混响时间为：t=0.16V/α总=0.16×76.384/23.184=0.53s　可以讲，这个视听室的混响时间比较合适，如再考虑观众及家具等的吸声因素则混响时间还会略短一些。

组建视听室的目的之一就是为了更好地欣赏真实的音效

三、音箱的摆位

当您花费了不少心思及不少钱把视听室按上面提到的几点要求装修到位之后，如果音箱的摆位不合适，那么结果只有4个字："前功尽弃"。组建视听室的目的之一就是为了更好地欣赏真实的音效，这和Hi-Fi欣赏有着许多相同之处。关于音箱的摆位在此只略提一些比较原则性的注意事项。　

首先要求视听室左右两侧的空间声学特性应尽可能对称(并不一定是视觉上的对称)，即左右两侧空间的声反射量或吸收量要尽量相等。两个主音箱之间的距离通常要求在2.5m以上或左右主音箱与视听者之间的夹角至少大于30°(纯音乐欣赏的最佳角度为60°，而家庭影院因为要考虑声象的协调，一般要求在45°左右)，才能获得较好的立体感声场，但距离或角度也不能过大，否则可能会使图象与声象定位不一致。如屏幕左部或右部的声象定位远在屏幕之外，超出了近似合理的范围，会造成听觉效果与视觉的不协调。

视听室的声学特性在一定程度上与音箱在室内的位置有着直接的关系。主音箱在房间中的位置主要根据试听感受来决定。将主音箱放在墙角、离开墙一段距离或远离侧墙等多个位置试听，选择一个能得到较均匀的声场共振的位置放置主音箱。另外，再适当地将主音箱后仰几个角度以及将主音箱垫高一些试听一下，看效果是否会更好一些(有时这种改变会很明显，可能会得到相当好的效果)。

针对环绕声音箱指向性要求较低的特点，其具体摆放位置也不很严格，一般放在视听者后方左右两侧，但不能过分近视听者，扬声器高度应适当高于人耳。两个环绕音箱之间的间距一般要稍小于主音箱的间距。当环绕声音箱摆放到位后，一般还需要对AV功放环绕延时进行调节，使前后音箱的音效浑然一体、完美融合，获得满意的整体效果。

中置音箱的摆位相对固定一些，应与屏幕中心在同一垂直线上，最好使主音箱、中置音箱的高音扬声器及视听者的耳朵保持在同一水平高度。如果条件不满足，中置高音与主音箱高音扬声器的高低差距最好不超过30cm。如果相差过大，主音箱和中置音箱的声象高度将会明显不一致，造成屏幕上运动物体的声象变得杂乱，很不自然，视听效果大打折扣。另外值得注意的是，选择中置音箱时其中、高音扬声器应尽量使用与主音箱相同的单元。这样才能使中置音箱与主音箱在频响曲线、指向性、相位上得到较好的匹配，这也符合Dolby AC-3及THX的基本技术要求。

超低音音箱俗称"低音炮"，由于它负责重放的频率一般集中在120～150Hz以下，所以它在视听室的摆放位置选择就要格外注意，一定要在室内多个位置摆放进行试听，选择一个能最大程度降低室内声染和失真的适当位置来放置它。一般地讲，低音炮不宜放在墙角、紧贴墙边或视听室中心，因为这些位置都容易引起较强的共振。（一禾音响私人订制私家影院设计方案）