观演建筑混响时间计算与控制

       剧院等观演建筑音质设计中的一个重要环节是混响时间，而且混响时间计算是现阶段唯一能够准确计算得到的声学参数。不同使用功能的观演空间内都有着不同的混响时间及其频率特性要求，混响时间计算与控制的主要目的就在于此。此项工作需要在大厅的装修设计方案确定后，室内容积和各种材料的使用面积能够准确计算的条件下进行。

      混响时间计算能够为声学设计提供如下内容：

a、观演空间合适的混响时间指标和频率特性。

b、不同材料使用的数量。

c、各装修界面的构造做法。

      确定观演空间内最佳的混响时间：不同使用功能的剧院等观演空间需要的最佳混响时间不同，总的来说存在两个趋势：首先混响时间与室内容积存在正比关系，厅堂室内容积越大，厅内适宜的混响时间相应的越长。其次根据使用目的不同，混响时间也有相应的变化.通常音乐类使用的环境混响时间会比语言类使用的环境略长。在自然声音乐类使用厅堂的混响时间最长，自然语言类使用厅堂的混响时间会偏短，以扩声系统为主要使用功能的厅堂室内混响时间最短。下图1给出不同使用厅堂的混响时间的推荐曲线，横坐标是室内空间的总容积，纵坐标是最佳的中频500Hz混响时间，不同使用功能的剧院等观演空间会有不同响应的混响时间变化曲线.

         图1 最佳混响时间的频率特性

混响时间计算的步骤如下：

(1)以装修设计的体形为基础，准确计算出室内的总容积和各种材料的使用面积以及室内总内表面积。

(2)根据空间的使用要求，结合上图1所示混响时间曲线确定厅内的混响时间指标。

(3)查阅相关资料，查找装修设计中选用材料的吸声系数。

(4)根据不同材料使用的面积和该材料相应的吸声系数计算空间内的平均吸声系数。

                   （1）

式中：

A——室内总吸声量

αj——某种材料的吸声系数

Sj——某种材料的面积

S——室内总表面积

(5)然后根据混响时间计算公式计算室内混响时间。计算公式如下：

        （2）

式中：

T——为混响时间(s).

V——为厅的容积(m3)

S——为总内表面积(m2)

——为平均吸声系数

m——为空气吸收衰减系数.在1 000Hz以下，式中的4mV一项可以省略.

(6)对以上计算结果进行审核，查看其是否满足设计要求。通常计算结果很难计算一次就能达到设计要求,需要对选择的材料面积进行反复调整以便达到设计目标。当计算值不能满足使用要求时，可以通过调整材料的面积、做法和材料类型来达到目的。根据最终确定的计算结果指导建筑声学施工图设计。