建筑聲學

人們很早就發(fā)現(xiàn)在空曠的廳堂中和在山谷中一樣有回聲現(xiàn)象。兩千多年前就有人注意到在樂池里鋪放稻草會影響樂隊的發(fā)聲。我國還有在戲臺下放瓦缸以增加共鳴的做法。

這些實際上都是混響和回聲對直達聲的影響問題。所謂混響就是聲音在墻壁、天花板、地面和室內物體上多次反射，聲強逐步降低傳到人們耳朵中的聲音。如果回聲比較強，混響時間較長，就會使人聽不清楚，但如果沒有回聲，又會使人覺得聲音發(fā)“干”，不好聽。

混響時間是評定廳堂音質的第一個物理指標。如果使用同樣多的吸聲材料，房間越大則混響時間越長，房間越小則混響時間越短。同樣大小的房間，吸聲材料越多混響時間越短，吸聲材料越少混響時間越長。

對各種不同房間，各種不同用途，最佳混響時間的長短是不同的。實驗表明，小房間最佳混響時間為1.06秒，房間體積增加，最佳混響時間也增加，到100000立方米的房間最佳混響時間達到2.4秒。

不同的演出內容，最佳混響時間是不一樣的。報告廳對混響時間的要求就是不要太長，使先后發(fā)的音節(jié)不互相混淆，所以混響時間應該偏短。各種音樂演奏要求的混響時間差別較大，輕音樂、爵士樂等節(jié)奏快而鮮明，混響時間要短一些，才有鮮明的節(jié)奏感，而教堂音樂、風琴音樂，節(jié)奏慢，聲音悠長，混響時間要長一些，演奏起來顯得莊嚴肅穆。

　　　　　　　　　　　　　 各種聲音的自相關時間和最佳混響時間的關系

　　　  經(jīng)驗證明，各種頻率上的混響時間最好一樣長。對音樂而言，400赫到60赫的混響時間，如果隨頻率降低而略有增加，到60赫時混響比高頻時高1.8倍，會使聲音更好聽一些。

混響時間很重要，但是在有同樣混響時間的兩個廳堂中，人們的感覺可能差別很大。這和直達聲、反射聲、混響聲的相互關系有關。實驗表明，原來的聲音和第一個強回聲之間的時間間隔如果不超過50毫秒，那么就感覺不到回聲而感到聲音增強，如果時間間隔擴大，就會聽到回聲。這個結果被稱為哈斯效應。在設計廳堂時，要計算直達聲和反射聲的時間差不要超過50毫秒，也就是直達聲經(jīng)過的路徑和反射聲經(jīng)過的路徑差不要超過17米。

　　　　　　　　　　　　　　  怎樣設計音質良好的廳堂

音樂廳和歌劇院要能對自然音有烘托有支持，就要解決以下幾個問題：

• 體積大小合適，使聲音在室內各處都有足夠的響度，而且各處響度均勻。
•  適當長的混響時間。在音樂廳中要有適當?shù)牡皖l混響，使聲音聽起來感到溫暖、熱烈。
• 音樂廳的形狀、表面處理要使聲音對每一個聽眾來說，是從各個方面來的，除聽到演唱者直接傳來的聲音外，要有更多的從側壁反射的聲音，以增加聲音的空間感。
• 要感到各個演員、各種樂器同時發(fā)聲，舞臺上每個演員都能聽到其他演員的聲音。
• 沒有回聲、噪聲、失真等現(xiàn)象。

許多活動中心的廳堂都設計成多功能的，既能演奏音樂、歌劇，也能做報告，中間的椅子也可以移開，舉辦舞會或宴會。這種多功能廳的設計一般都偏向于考慮使用最多的功能，既適合音樂，也適合講話。設置有活動的吸聲材料，如帷幕等，以改變混響時間，從而適應不同的用途。

體育館一般面積比較大，座位少，所以混響時間長。人們往往把體育館做多種用途，如報告、演唱、大型活動等，但音質很難保證。加上電聲系統(tǒng)后，如果設計不當，各處的揚聲器發(fā)出的聲音互相重疊，會使人聽不清楚。電聲系統(tǒng)最好使用集中系統(tǒng)，使用一兩個合適的揚聲器組，盡可能的靠近演出的聲源。揚聲器位置要選好，是聽眾都能聽到。要注意檢查不要有平行的墻壁和房頂?shù)孛妫员苊舛啻畏瓷洹?/font>