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近年来我国新建了一大批具有大容积空间的建筑,如会展建筑、体育馆、车站、候机楼等;还有一些建筑虽然主要使用房间容积并不大,但有大容积的中庭,如图书馆、博物馆、医院门诊楼等。这些空间相当大一部分未经过声学处理,致使混响时间过长,而在这些空间中活动的人群较多,普遍反应语言清晰度低且主观上较为烦恼,影响了这些厅堂的正常使用。因此,研究大容积长混响空间中的语言清晰度和烦恼度,提高这些厅堂的声学品质,具有重要的理论价值和现实应用意义。
长期以来,厅堂的语言清晰度主观评价只能在厅堂建成后通过听音小组的主观测听来进行评价,在设计阶段没有指导意义;烦恼度的研究大多需要到现场进行大量的问卷调查,然后统计烦恼规律,研究过程工作量较大,而且现场情况的随机变化不容易控制。而应用计算机可听化技术,声学设计师就能预先聆听所设计厅堂的音质效果,及时调整所设计厅堂的声学参数,以达到期望的声学效果。
本文以大容积长混响空间作为研究背景,结合计算机可听化技术,探讨语言清晰度与烦恼度的实验室研究方法,找出此类空间的语言清晰度与烦恼度的一些规律。
首先,选取5个典型的建筑空间作为研究对象并对他们进行了实地测量,了解这几个厅堂的体型特征及声环境现状,为建立对比仿真模型提供参考数据。其次,建立计算机仿真模型,确定待测试验点的双耳房间脉冲响应。
准备工作完成后,通过以下3个步骤获取试验所需的测试信号:第一步,去消声室录制所需的汉语语言清晰度测试声音信号和干扰信号;第二步,将录音信号分别与ODEON仿真得到的双耳房间脉冲响应卷积,得到带有房间信息的测听信号;第三步,通过Cool Edit Pro软件,按照给定信噪比混合,利用可听化技术把诸如不同类型环境噪声,不同听音位置的影响考虑进去。
接下来组织人员在实验室进行主观实验。具体分成4个试验部分:首先,通过试验确定干扰噪声,发现粉红噪声或是交谈声作为干扰噪声对语言清晰度得分影响不显著,为烦恼度的实验室研究做好理论基础;其次,对比现场调研的结果与实验室测听结果的差异,确定实验室研究的可行性;再次,分析同一建筑空间不同接收点的清晰度与烦恼度的差别及原因;最后,分析不同体型建筑空间在相同听音位置清晰度与烦恼度的差别。
根据主观试验结果并运用方差分析的方法得到如下几个重要结论:第一,对比实地调研数据和实验室测听结果,发现两者吻合较好,说明试验方法是可行的。第二,在大容积长混响的建筑空间中,离声源近点清晰度较高,远点清晰度很差,但无论近点还是远点烦恼度都很高;第三,近点语言清晰度受混响时间影响不显著,与信噪比近似成线性增长的关系,受早期衰变时间的影响显著,远点清晰度由于受到EDT的限制,而表现较差。