建筑声学实验报告--厅堂混响时间测量
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ACHITECHTURE AND URBAN DESIGN
建筑声学实验报告
厅堂混响时间测量
2009-10-10
实验目的与要求：
混响时间是用于评价厅堂音质的一个重要的指标，对于各种用途不同 的房间
对应有不同的混响时间，因此在厅堂音质设计中混响时间是重要的一个方 面，对于音乐厅、影剧院、播音室、多功能厅、会议厅等鉴定其音质质量， 混响时间是主要手段。混响时间国外一般采用专用的直读式混响计，测量秒 的混响时间。希望通过实验能使我们了解测试仪器的组成、测试方法和结果 的整理。
实验的意义：指导我们今后的对音质有要求的空间的设计。
因为不同的房间对音质的要求不同，混响时间也就不同。如果房间 的混响时间过长，会导致听音的清晰度下降。但混响时间过短，就会影响声 音的丰满度。
二、实验原理与要求
混响时间的测试是根据混响时间的定义， （室内声场达到稳定， 声源停 止发声后，残余声能在室内往复反射，经表面材料吸收，室内平均声能密 度下降为原有数值的百分之一所需要的时间， 或者说声音衰减60dB所经历
的时间。）通过测量声场中生压的衰减曲线求出混响时间。
由于实测中难以 得到高于室本底噪声 60dB 的声压级，故常取衰减曲线以其声压级 5-35dB 一段为准，。
每个点中心频率测量三次。
三、实验装置与方框图
厅堂混响时间测量常用仪器设备分为声源装置和接受装置两大部分。 仪
器组成及布置方框图如下。
声源装置：由讯号源、功率放大器和输出声源讯号的扬声器组成。
接收装置：由传声部器、测量放大器或声级计带滤波器和电平记录仪组成
我们这次实验用的是丹麦的直读式混响计， 滤波器、信号发生器。由丹麦生产，所用频程为 便快捷。主要包括扬声器、传声器、1/3倍频程。操作简单，方四、实验方法与步骤1、声源的布置：我们把扬声器放在报告厅前台右上角2
我们这次实验用的是丹麦的直读式混响计， 滤波器、信号发生器。由丹麦生产，所用频程为 便快捷。
主要包括扬声器、传声器、
1/3倍频程。操作简单，方
四、实验方法与步骤
1、声源的布置：我们把扬声器放在报告厅前台右上角
2、传声器的位置：我们在报告听里选择了六个不同的位置，离开声源 1.5
米以外，高度为1.5米，进行测量，每个位置测量三次，然后取其平均值
具体报告厅平面图如图1
3、测量方法:
将电平记录仪电源开关置“开”
将输入衰减器置Odb、低频响应置“ 20hz 三记录速度置“ 315mm/S、整流响应置 “有效置”、按下“ 100mV‘校准电压开 按钮，调节输入电位器使笔位于 20db
线处。
将滤波器的频率选择在测试的倍 频率的中心频率上，依据 125HZ,250HZ,500HZ,1000HZ,2000HZ,40
U声源实验场所1'J-■■
U
声源
实验场所
1
'J-
■■
ww IUH
UM
mi mu I
将仪器自动读取的数据依次记录下来。
实验结束后，关上各仪器的电源开关，拔下电源插头
五、实验地点： (南四实验室)
平面示意 测量的空间示意如图所示。所测实验室空间为夹层空间，有一 2m左右的梯 段上二层。空间中包括一个占所 测实验室一半面积的半球形的 模拟天光的天穹和几个实验仪 器。有1个窗，四扇木门。
说明：本次实验用的是直读
混响计。我们进行了三次测量，每次测量扬声器都响三下，时间间隔为 2s, 仪器自动计算这三声所产生的混响时间平均值，即读取的结果， 然后再源
三次测量结果平均即为下面的平均值所以实际是测了 9次。
六、实验数据整理及分析
剖面示意（比例不太准确）
1、 数据整理：
120HZ
160HZ
200HZ
250HZ
315HZ
400HZ
500HZ
630HZ
第一次
测
第二次
测
第三次
测
三次平
均
800HZ
1000HZ
1250HZ
1600HZ
2000HZ
2500HZ
3150HZ
第一次
测
2、统计图表：由下面四个图表1-4知：低频和高频混响时间低于中频；中 频变化平缓；低频区段，随着频率增长，混响时间变长，高频区段则相反。
各图表的分析如下
丄G
1.2
1
0.S
0.6
QA
0.2
0
1201
1GOH
2OOH25O-1
315H400H500M630H
1\Z11
H2
T-第一次测
0.38
0.71
(1.96 1 0r
1.34
1600 2000
2500
3150
HZ 112
IZ
1,41 1.44
1.33
1.19
800111000 1250
HZ
由图表
1知
中频段 混响时 间在附
近出现类似正弦曲线的变化
?8_64r2
1 1 1 1-
1 ￡.6d 2 O
a.o.eo.
315-1
400 H
HZ
200 0
HZ
严DD耳15讣
HZ HZ
—-弟二次阴 0.4 C-.54 0.63 0 S9 1 12 1.2S 151 1,5 1,59 1J7 1 52 151 15 1.39 1 26
比较图 表1和2 知：低频 段混响 时间曲 线为下 凸，而图
1为上
凸，两次测量的变化情况不同，可能由于外边环境噪音的影响
（当时测试时，测量间外有很多学生，噪音大）
/
/
.8.6.4.2L.8.t.47 1111 eo.00
12&H
Z
16OH2O：JH
? Z
25DH
z
J15H4O：IH
1 1
SOQH Z
tdCHSDJH
? 1
1000 HZ
1250
HZ
]l ：ll'
HZ
20U0
HZ
2S00
HZ
HZ
?第三抚测
0,44
0.95
o.ea
0.97
1.21
134
13
1.56
157
1,49
1,4
14
L48
1,4
1.29
由图3知：在160hz 出现了一个突变 点。应该还是由于 外界环境噪声的影 响所造成的。而且 折线变化比前两次 大，说明本次环境 影响大（测量间外 人变多，声音更嘈 杂）
1.6U
1.4U
1 20
1 00
0.80
0.60
0.2L
由图表
4的混
120
HZ
160
HZ
200
HZ
250
HZ
315
HZ
400
HZ
500
HZ
630
800
HZ1600 2000
HZ HZ HZ HZ
2S00 3150
HZ HZ
三软平均
0.41
0J3
0.76
0,97
1 18
1.33
1.43
1 52
1,50
1.4总
1.48
1+44
1.47
137
1 25
D 30
响时间的平均值变化知，除了频率 160hz 的混响时间不正常外，其他测量值 均可反映所测房间的音质特性。
2、 综合分析
1）由混响时间的定义知，混响时间即为某一频率声源发生后经过各表面的 反射和吸收后衰减一定量的声能密度所用时间。由测量数据可知，同一个空 间，不同频率的声音的混响时间不同，说明不同频率的声音在声源停止发声 后，声音衰减所经历的时间不同，表明不同频率声音在这空间中的反射和吸 收的情况不同。
2）所测的实验室，低频混响时间均小于中频，高频混响时间略低于中频， 这一特性符合语音清晰度高的空间的要求。
一般对于主要用于音乐演出的的 大厅，为了使音质更加丰满、浑厚，应该使低频（125、250HZ的混响时间 为中频（500、1000HZ的倍。最多不超过倍；而高频（2000, 4000HZ的 混响时间应与中频的相等。实际工程中，很难达到上述要求。故允许高频混 响时间略低于中频。对于主要用于语音的厅堂,尤其是播音室,为了提高语 音清晰度,低频混响时间应不高于中频,一般认为混响时间频率特性曲线以 保持平直为好。
3）实验室500HZ的声音的混响时间为（通常以此频率为标准来推荐不同厅 堂的最佳混响时间。
而这点则说明所测的实验室空间又比较符合听音乐为主 的房间的混响时间要求。一般来讲,对以语言声为主的房间,如教室、演讲
厅、话剧院，混响时间不可过长，以 1s 左右为宜，而对听音乐为主的房间， 就如音乐厅等，则希望混响时间稍长些，如?。
综合 2）和3）, 我们所测的实验室的音质效果应该是介于比较适合播音和 比较适合听音乐两者之间，也就是，里边说话，听起来不是特清晰，也不是 很模糊。
七、 所测空间混响时间影响因素分析
出现上述结果的原因肯定跟所测实验室的空间特性有关，下面我们就根据 实验的结果尝试分析一下
由赛宾公式：混响时间T60=K*V/A （K-常数，一般取；V-房间容积；A-室内 总吸声量，与房间平均吸声系数成正比， 而又与各表面材料的吸声系数有关） 知，混响时间与房间容积，房间各表面所使用的材料和室内的陈设等因素有 关。我们所测的实验室空间：
1、
1、
2、
2、
3、 实验室空间特性和陈设：由前面所示的剖面图可看出，我们所测的实验
室空间有一夹层，面积为一层的一半左右。空间中的陈设有一些实验仪器， 但我觉得影响最大的是那半球型模拟均匀天光的天穹。
其内表面对声音的反 射能力很强 ，能产生多次回声。外表面性质则相反，我想这些也是决定该 空间混响特性的主要因素之一。
要改善所测实验室的音质，可以采取如下处理：
加大室内响度，以满足语言和音乐的要求，在顶棚面加设置反声材料， 如反射板，来增加内的响度使之可以提高语言，音乐的音节的清晰度并可以 达到 80%以上的音节清晰度，使听众达到满意程度。
由于室内长度不是很长，避免了出现回音现象印象室内的声音，在声 音比较的弱的地方设置声音反射来增加的其强度，如是很理想，可以用电声 系统来增加其强度，使室内各处声音强弱保持均匀。
在门窗部分设置隔声材料，阻断或降低低频噪声对语言和音乐的遮蔽。
以保持室内的宁静的声环境。