其中:V2为舞台体积, 为封住台口时舞台内的混响时间, 为敞开台口时舞台内的混响时间,S为台口面积。 给13亿中国人们更多听觉关怀!!
如表1,为模型实测观众厅和舞台的混响时间及台口吸声系数计算值。
表1:舞台内不同吸声量时台口吸声系数的模型实验数据表 http://www.chinabea.com/
实验结果分析可以看出:
1)对于观众厅来说,在舞台吸声较少时,台口吸声可能出现负值。
2)从观众厅看向舞台和从舞台看向观众厅的台口吸声系数一正一负,绝对值相等,符合能量守恒定律。状态1情况下-0.72与0.54相比误差较大,主要是因舞台吸声少,观众厅吸声多,耦合空间吸声不均,赛宾公式误差增大。
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3)若封住台口时观众厅和舞台各自混响时间相近于某一数值,则台口敞开后,空间合成耦合状态时,混响时间也将接近这一数值,且台口吸声接近零。状态2即是这种情况。
4)只有在舞台内存在大量吸声材料,舞台混响时间短于观众厅混响时间时,台口对观众厅才相当于一吸声表面。如状态3。
5)当舞台内吸声材料较少,混响时间长于观众厅混响时间时,台口对观众厅的传统意义上的吸声系数已不存在,而是负值。即台口不但不吸声,反而会“补充声音”。 中国建筑环境声学网
实验中发现另一问题,即当舞台和观众厅混响时间差异较大时,尤其是舞台混响比观众厅混响长得多时,敞开台口后,扬声器位置的变化对测量混响时间的影响很 大。在表1状态2中,舞台混响和观众厅比较接近,台口敞开时,无论声源在观众厅内还是在舞台上,测量的混响时间都接近1.58s,说明耦合空间因耦合引起 的声场不均匀度较低,声场扩散较好。在状态1和3中,舞台混响和观众厅不同,声源在不同位置时,如在舞台上和在观众厅里,测量的混响时间存在差异;尤其状 态1舞台和观众厅混响时间差异很大时,这种差异更加明显。两种混响状态不同的空间耦合在一起时,将引起整个空间的声场的不均匀性,声场扩散不好,不同位置 的混响时间的测量值不同。
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现今,剧场设计舞台空间很大,若吸声处理不当,势必造成舞台混响时间偏长。建筑声学设计时,如果仍使用0.3~0.4作为台口吸声系数进行混响计算,总吸声量将出现很大误差。在台口面积很大时,这种误差可能达到总吸声量的10%-20%,造成设计错误。
台口吸声与观众厅和舞台的吸声量和体积都有关,而且可能出现负值,那么,剧场声学设计时如何确定台口吸声呢。一种可行的方法是,令台口吸声系数为零,同时 调整舞台和观众厅吸声材料的种类和面积,使观众厅和舞台具有相同的混响时间。这时,观众厅和舞台受耦合影响最小。然而,这种方法对某一频率的计算是可行 的,如中频500Hz,但无法保证其它频率都能同时满足台口吸声为零的条件。吸声材料存在频率特性,舞台、观众厅混响时间频率特性不可能一致,而且,剧场 声学设计也不希望低频混响时间与中频完全一致。因此,确定台口不为零的吸声系数就成了很大的问题。目前,尚没有理想的耦合空间洞口吸声计算公式可遵循,若 要准确估算,往往需要依靠缩尺模型法进行模拟测量。