建筑厅堂平面形状及声学设计

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厅堂的平面形状也应该分为两个方面。一为厅堂的纵向平面的形状，例如：某一厅堂扇形平面，半圆形平面、正扇形和倒扇形平面等，当一个厅堂的平面形状确定后，那么这个厅堂的整体形状出就有了一个大体的描述，通常我们说这个厅堂是一个扇形厅堂，正方形厅堂或圆形厅堂。二则分为厅堂平面的截面形状，例如：某一个厅堂平面截面为梯田式设计、倾斜式设计等。
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/ e3 |  s& r9 e+ B1、厅堂纵向平面的情况

厅堂纵向平面的形状有规则形和不规则形两类，规则形的平面一般有矩形平面、半圆形平面，半圆形平面也叫扇形或倒扇形，也有纯粹的圆形平面，根据声波扩散理论，圆形平面具有两个突出的缺点：

（1）声爬行现象：当声源发出声束后，声波便会沿圆形平面的墙体逐渐反射爬行，最后又到达声源起点，这种情况产生后，舞台上换能器极易产生反馈，同时，墙体附近的观众也会感到声源难以捉摸。
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3 l# u: v0 Z* ^8 R（2）声聚集现象：当声源发出声波后，也会有部份声波通过墙面反射，聚集于厅内基本一区域，无论你怎样摆放声源都会有部分声波汇集，从而使声均分布极不均匀。因此，圆形厅堂在设计中一般会做正棱形的改变。并且墙面应用高吸声系数的装饰材料来改变声学缺陷。

扇形平面一般容易满足观众视角和视距的要求。但扇形平面极易受到面积的限制：如果扇角过大，超过了声源的有效扩声弧度，两侧墙的观众会感到声压极小，同时，中部观众也没有较强的早期反射声，假如运用立体声扩声系统，还会出现前中部声压也极小的情况。

  F+ P0 s: [! m- Y# ~6 o. A8 H矩形平面结构简便，如果厅堂宽度不大，侧墙反射也容易到达中部区域，在设计中认真确定声源位置，也容易带来好的效果。倒扇形平面最具有良好的声学特性，侧墙反射对于声均的平均覆盖最为有利。但由于厅宽由前向后不断收缩，将会影响到厅堂的客座数量。
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/ k: v  U4 l, A  O上述的几种情况对声波的均匀覆盖和视角、视距的整体设计还是相当良好的，在实际设计中也可以做到有章可循。观众也容易感到视点声源的存在，在工程实践中，也会遇到矩形套矩形或者纯粹就不规则的情况，实际上一些商业性的夜总会、迪吧，纯粹就是用几间房子拼凑成的，在声区均匀覆盖以及视点声源设计上对部份区域而言毫无意义，也许这是投资方的某种特定用意吧。

7 u; q. b) C" b! }" a0 o$ [& `2、厅堂截向平面的情况
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厅堂截向平面非独立而存在，它应当考虑座位和声源高度以及距离的关系，侧墙和后墙的反射与吸收，在以自然声为主的厅堂中，还应该考虑舞台台口上方吊顶的反射处理等。
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% p) a% K  U+ H7 r5 n. s( }# U我们知道，提高清晰度和响度的方法可以从早期反射声的设计上来获得。但是，早期反射来源于墙体的表面反射，首先，它已经存在部份声能的耗散，同时，从声波波阵面上看，它已经失去发原始的球面波结构，因此，提高响度的方法最重要，最直接的方法莫过于加强声源能量，或者缩短听者和声源的相对位置。从直达声上看，在没有任何反射的情况下，声波如同球面形向外扩散。

  {" K! P: ^: b% k+ B/ `' C+ X) K它具有两个重要特点：在声波正前方球面波的半径线上，声压最大，随着声源左右偏角的加大，声压也会随之下降减弱。另外，当声能沿着距离衰减时，由于球面面积和它的半径的平方成正比，所以声音的衰减也与声源至该点的距离的平方成正比。换句话说，在没有任何反射的情况下（也就是通常所说的自由声均）离开声源的距离及每增加一倍（2D），声强下至1/4，声级降低了6dB，如果离开声源的距离增至3D，声强下降至1/9，声级下降了9.5dB。

现在，我们再来分析厅堂截向平面的情况，假如某一厅堂所有座席都是水平的，那么，听者耳朵距离地面的高度约为1.2m，假如演讲者站在于30厘米高的讲台上讲话，那么，他的嘴巴（声源）距离地面的高度约为1.8m。这样的结构有什么样的缺点呢？

从视角和视距艺术上看，处于前排的观众需要昂起头来才似乎能够看到演唱者，同样，由于人体高度的不完全性，前排观众的人头也极易挡住后排观众的视线，当然这里并不是指完全挡住了观看演讲者，而是指在观众的有效视角范围内，老是有前面观众的人头在眼前晃来晃去，给人带来极不舒服的感受，从声学角度上看，人讲话时的有效发射角约900，而演讲者高又约为1.8m，那么，大部份的声能都辐射到了观众的头顶上部，而“照射”到观众席的整个声能只占去很小一部分。

6 p, d! @- k5 q5 m- V* L如果把座位逐渐升起，则可以完全解决上述的两个矛盾。首先前排听众不可能再挡住后排观听众的视线，同样，前排听众也不会遮挡后排听众的部分声能，其次，由于地面的升起，则所有观众都处于声源的有效辐射角之中，这样，直接分配给听众席的声能就会增加很多，并且各个部分的声场均匀性也会增加很多。

如果将声源换为一个高高挂起的扬声器，那么，对于截向平面就没有过多的要求，因为对平行的地面和起坡的地面而言，观众所受到扬声器的“照射”的射角的差别已经很小了，掠过头部的衰减更不复存在。因此，对于平行的地面和起坡的地面而言，扬声器的摆放都应该尽可能地升起，还应当使地面的坡度尽可能大些，不要满足于眼睛视线的最低要求，尤其是对于后座的地面升高应逐渐比前座更大。

由于实际用途的不同（如歌舞厅、展览馆、大型宴会）等，另外以及厅堂层高的差异，只有尽可能地知用升起的地面，在必须采用平的地面的时候，则只有尽可能地利用室内其他的反射表面来加强后座的声能以及升高声源的位置了。

maya88

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