摘要：室内音质与声学设计密不可分，音乐与相应室内环境的融合至关重要。音乐厅承载面向观众的实时表演，录音棚用以记录音响的载体制作，客观声学参量分析决定着它们是否符合使用要求，是进行可行性修改的重要客观依据。

关键词：室内声学；噪声截断法；脉冲法；计算机模拟

一、价值与意义

室内音乐声学，即研究房间音质问题的科学，主要讨论的是从声源发出的声音在闭室内的传播情况，以及所形成的声场及造成的听感。常见的室内音乐声学环境有音乐厅、剧院、录音棚等专注于音乐演出和音乐制作场所，还有会堂、礼堂、文化宫、广播大厅、体育馆等一些兼有音乐活动的多功能用途室内环境。其中，音乐厅是面向观众实时表演的室内环境，录音棚是用以记录音响的载体制作，可见音乐厅和录音棚在音乐的发展历程中扮演了非常重要的角色，推动了音乐的发展和音响的保留。

众所周知，演员在户外演出时是一个开放空间，除了地面，基本没有声音的反射。听众听到的都是直达声，当演唱（奏）结束时，声音就立即停止了，而在大教堂、音乐厅或会堂等任何大致上封闭的空间，听众听到的是直达声和大量反射声，而房间的形状、大小以及材质的应用决定着反射的数量、幅度和持续时间。每个特定的空间都会有自身特有的反射声，反映了该空间的声音特点。如此，音乐的艺术和声学科学必须相互融合，因为音乐的感觉绝不能与演出场所的音响传播及音质接受相分离，它能让各种乐器与人声形成完美的融合与平衡。

1690年，伦敦建造了世界第一个音乐厅。18世纪，德、法等许多国家都建造了音乐厅；19世纪，由于大型乐队的建立，出现了1500～2000个座位的大型音乐厅，如1863年完成的旧波士顿音乐厅、1870年交付使用的奥地利的维也纳音乐厅、1887年荷兰的阿姆斯特丹音乐厅等一直被奉为经典之作。时至今日，小型音乐厅有500或500以上座位，大型音乐厅有3000～4000以上座位，形狀构建也多种多样，有长方形、扇形、椭圆形等。音乐厅一般不使用电声系统，而是靠大厅的顶棚、墙壁和固定或不固定的反射板的作用来获得充足的音量和良好的音质。音乐厅的音质是室内声学设计中的一项重要内容，所以它的建造和使用价值长期以来是建筑师和声学工作者合作的共同目标。

录音棚又叫录音室，主要是进行录音和音乐制作的场所，声学环境上要求在相对较小的空间中获得可塑性很强的声场环境，因此，录音棚的声学设计要严格规范，声学要求主要是“语言清晰、可懂度高，其次是良好的丰满度”。在主要使用条件下，要求录音棚具有相应于拾音要求的混响时间频率特性，抑制影响拾音音质的声缺陷，如回声、颤声、低频嗡声等。在传统的单声道录音工艺中，要求其混响时间接近优质的音乐厅，而在多声道录音工艺中，则要求混响时间较短些。录音师不可避免地要与机器设备或监听环境的噪声作斗争，因此，做好录音棚本身的声学环境设计至关重要。对于录音师或音乐制作人来说，拥有模拟声场 概念的听觉能力的同时，知道环境声场之优势及不足，从而在音乐录音或制作时能够在音响上给予修正。

二、历史和现状

有关室内声学方面的记载最早见于公元前一世纪维特鲁威所著的《建筑十书》（Morgan译，1960）。在中世纪，欧洲教堂采用大的内部空间和吸声系数低的墙面，产生长混响声，造成神秘的宗教气氛。15～17世纪，欧洲修建的一些剧院，大多有环形包厢和排列至接近顶棚的台阶式座位，使混响时间适中，声场分布也比较均匀。18～19世纪，自然科学的发展推动了理论声学的发展。19世纪初，德国人弗里德利克·察拉迪（E.F. FreidrichChlaudi）的著作《声学》（Acoustics），开始致力于解释混响现象；1877年，英国物理学家威廉·瑞利（Lord John William Rayleigh，1842—1919年）发表巨著《声学原理》（The Theory of Sound），声学成为物理学中相对独立的分支学科，拉开近代声学的序幕。

在中国，关于室内声学理论和实践的发展也取得了很大进展。16世纪，中国建成著名的北京天坛皇穹宇，建有直径65米的回音壁，可使微弱的声音沿壁传播一二百米。19世纪下半叶，西方声学理论的研究成果开始传入中国，如《声学》等中译本的出版，在我国近代物理学史和科学传播史上占有重要的地位。1921年落成的清华大礼堂音响效果差，由于缺少物理学专门人才，只能依靠自然科学部教师和校内工程师探索解决方案，自然很难切中问题的实质，于是，物理学系最初的研究工作就此展开，逐步开启近代室内声学在中国奠基的历程。

三、参照的中外声学标准

1980年，为适应我国四个现代化建设的需要，加速声学标准的建立，提高声学标准的技术水平和应用水平，加强与国际标准化组织的联系，经国家标准总局批准，全国声学标准化技术委员会在马大猷院士的直接领导下正式成立。声学标准是进行声学相关研究的基础，它的建立对于统一声学名词术语、声学量和单位，促进声学主观评价，为我国改善人居和工作声学环境、改善厅堂音质、规范吸声和隔声材料、控制各类噪声源和传播路径、规范噪声辐射量的测量和标示、规范隔声和消声产品的设计和声学性能测量等方面奠定了基础，使声学的发展有标可依。在室内声学方面，声学标准对混响时间、噪声级、隔声量等声学量的实地测量方法和标准以及室内声学材料的规格、吸声和隔声性能方面都做出了规范，让声学工作者在设计和交流上有科学参照，促进了室内声学的发展。本文参照的中外声学标准如下：

1.ISO 140-4：”Acoustics – Measurement of Sound Insulation in Buildings and of Building Elements - part 4： Field Measurements of Airborne Sound Insulation between Rooms”：

制定者：CEN members 制定时间：1988年8月15日。

2.ISO 717-1 Acoustics-Rating of sound insulation in buildings and of building elements part 1：Airborne sound insulation：

制定者：Technical Committee CEN/TC 126 制定時间：2011年7月15日修订版。

3.GBJ 121-88 建筑隔声评价标准：主要内容是建筑物和建筑物构件的空气和撞击声隔声测量结果评价，转换为单值评价量，以便于隔声性能的相互比较和建筑隔声设计，评价空气声隔声的参考曲线特性。主编部门：首都规划建设委员会办公室 主要起草人：向斌南 施行日期：1988年12月1日。

4.GBJ 76-84 厅堂混响时间测量规范：主要目的是为统一厅堂混响时间的测量系统和测量方法，使不同单位测量的结果具备相互可比的统一基础，特制定本规范。主要内容包括测量系统、测量方法和测量结果的表达。主要起草人：清华大学 谭恩慈 施行日期：1985年6月1日。”

四、研究方法、测量设备及工作原理

该课题主要运用调查法，使用2270手持式分析仪进行室内测量、通过BZ5503、PULSE Reflex Type 8780等一系列数据分析软件生成测量结果，得出技术性结论。其他方法还有：1、文献资料研读法。2、个案研究法。

（一）测量的目的及意义

通过测量，进行相关数据的积累，运用测得的反应房间本身声学特性的客观参量来精确而客观地描述声场，为音质研究提供客观依据和方法。

（二）测量方法

1.噪声截断法

图1就是这项任务的典型配置，配置中包括一个无指向型声源（发出粉红噪声 ）、一个功率放大器、一个2270主机和用来出报告的PC机一台。

2.脉冲测量法

2270K001系统进行脉冲法测量时仅需要携带图1中的2270主机，外加脉冲声源和一个三脚架。脉冲响应可用脉冲声源（比如发令枪、气球、电火花或其他能产生足够频率宽度和能量的声源）直接进行触发测量。测量前，使用试触发声源的方式设置主机待触发声压级，按需要通常将触发声压级设置为80dB。

（三）工作原理

测量时，声源多次激发取样是为了提高测量精度，减少测量误差。为了防止外部噪声的干扰，对测量时间的选择也尤其重要，应选择在适当时间进行，例如下班后人流量少的时间、周围没有工程作业的声音等。音乐厅中舞台和观众区灯光全部打开，出入口门紧闭分满场和空场两次测量，录音棚中灯光和空调系统打开，门紧闭，电脑以及相关设备处于正常工作状态。

1.混响时间

RT是描述一个房间或空间声学质量最重要的参数之一，进行测量时，通常要在满场和空场两种情况下进行。RT是声源激励停止以后，声音在房间里衰减的时间，即如图1所示：衰减的是声音级值从60dB开始到趋于稳态的时间，但通常是测量10dB、20dB或30dB的声压级值衰减时间，然后外推到60dB声压级衰减的范围。

2.隔声测量

图3为隔声测量的原理图示，隔声测量时最为普遍的任务是空气隔声，应用噪声截断法的典型配置（如图1）来进行测量。本文中对录音棚测量涉及房间之间的空气隔声，探究录音棚中操作间和录音间之间隔墙（包括隔墙上的玻璃监视窗口和双开门）的隔声量、录音间中的背景噪声及混响时间，提高整个录音棚的隔声性能使音乐制作和录音效果更佳。按照噪声截断法的典型配置，隔声测量时选定几个传声器位置，依次来测量声源房间平均谱L1和接受房间的平均谱L2，还要测量平均背景噪声谱B2，以验证真实的L2谱。测量平均混响时间谱T2，来修正接受房间的吸声量（房间内各表面和物体的总吸声量加上房间内媒介中的损耗）。

五、数据分析

通过专业测量仪器实地测量数据进行分析，可以得到各个厅堂准确的技术资料，以便能够很好的分析各个厅堂的声学属性，使不同的室内厅堂环境都能发挥各自最好的品质为音乐服务。测量均使用丹麦Bruel&Kjaer;公司的Type2270K001手持式分析仪系统得出专业数据，探究本文提到的两种不同的声学环境。

此外，为了检测验证音乐厅音质，我们可以采用AutoCAD重新建模，用EASE4.3对其模型进行三维计算机声场模拟分析。

结语

声学设计关系到许多室内声学环境的质量和使用功能。本文通过对室内声学的研究在中外发展的历史脉络细致梳理以及研究现状、成果进行综述，以音乐厅和录音棚两种功能的室内厅堂为例，探究使用精确的专业仪器深入测量分析的方法，力图触及室内声学最基础的层面，从而以此为起点，将来对我国其他室内声学环境进行分析研究，进一步研究室内声学的条件是否能用与其他的剧种和相关乐器，发挥更好效果。在未来进一步的研究中，争取能有突破，得到广泛的应用，发挥其应有的价值。

参考文献：

[1][美]白瑞纳克著，王季卿，戴根华等译.音乐厅和歌剧院[M].上海：同济大学出版社，2002

[2]韩宝强.音的历程—现代音乐声学导论[M].北京：中国文联出版公司，2003

[3][美]Ben Harris著，张晓月译.Home Studio Setup[M].北京：人民邮电出版社，2011

作者简介：高明（曾用名高明明），男，1986-09，江苏省徐州市，研究生，研究方向：音乐学。