低温建筑技术 ２０１３年第４期（总第１７８期） 声源指向性对ＯＤＥＯＮ音质模拟影响研究 祝培生，冯伟，朱彤 大连１１６０２３） （大连理工大学建筑与艺术学院，辽宁【摘要】 ＯＤＥＯＮ在音质模拟中一般使用球面无指向性声源，但有一些声学参量在实际测量时使用指向性 声源。文中结合两个实际案例研究了在两个不同的室内声学条件下，声源指向性特征以及接收点位置对各声学 参量模拟结果的影响，并对结果进行了分析。 【关键词】 声源指向性；ＯＤＥＯＮ；音质模拟 【中图分类号】ＴＵＩ１２．４ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】１００１—６８６４（２０１３）０４—００４４—０３ Ａ ＳＴＵＤＹ ＯＦ ＳｏＵＲＣＥ ＤＩＲＥＣＴⅣＩＴＹ ＡＦＦＥＣＴ ＯＮ ＯＤＥＯＮ ＰＲＥＤＩＣＴｌＯＮＳ ＺＨＵ Ｐｅｉ—ｓｈｅｎｇ， ＦＥＮＧ Ｗｅｉ，ＺＨＵ Ｔｏｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｆｉｎｅ Ａｒｔ，Ｄａｌｉａｎ Ｕｎｉｖ．ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｄａｌｉａｎ １ １ ６０２３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＯＤＥＯＮ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｕｓｅｓ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｎｏｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎ ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｂｕｔ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｕｓｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｏｕｎｄ ｓｏｕｒｃｅ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｓ— ｔｕａｌ ｃａｓｅｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｌｏｒｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｏｕｒｃｅ ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ ｐａｔｔｅｒｎ ａｎｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ａ． ｃｏｕｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｏｕｒｃｅ ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ ｐａｔｔｅｒｎ；ＯＤＥＯＮ；ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＯＤＥＯＮ在进行厅堂音质模拟时，一般使用无指向 １ 实验方法 性声源计算各声学参量。但有些声学参量在实际测 （１）指向性声源：文中选用了ＯＤＥＯＮ内置的无 量时使用指向性声源（如ＳＴ／），扩声系统的使用与测 量也是在有指向性条件下进行的。不同指向性声源 模拟得到的结果并不相同。彭健新 采用ＯＤＥＯＮ探 指向性声源（Ｏｍｎｉ）、普通男声声源（Ｔｌｋｎｏｒｍ）和女高 音声源（Ｓｏｐｒａｎｏ）作为发声声源。其中普通男声和女 高音声源包含了各个频率的频谱均衡，普通男声默认 的从１２５Ｈｚ到４ｋＨｚ的８个倍频带声压级依次为： ６１．９、６４．１、６７．８、６２、５４．６和４９．９ｄＢ，以模拟成年男性 讨了５种不同声源对教室内语言清晰度参量的影响， 指出采用不同声源得到的Ｃ５０结果差异较大。饶丹 和谢菠荪 以两个厅堂为对象，通过测量指向性和无 正常讲话时的发声情况。女高音默认的从１２５Ｈｚ到 ４ｋＨｚ的８个倍频带声压级依次为：３．３、３．３、一０．５、０、 一指向性声源的双耳房间脉冲响应来研究声源指向性 对可听化质量的影响，发现不同指向性声源得到的可 ６．４和一３．９ｄＢ。无指向性声源不包含频谱均衡，从 听化质量在主观距离感、明晰度、语言清晰度等多方 面有明显差异。Ｌｉｌｙ Ｍ．Ｗａｎｇ 用不同指向性声源对 －６３Ｈｚ到８ｋＨｚ各倍频带声压级均为ＯｄＢ，总声压级为 ９ｄＢ。图ｌ给出了三种声源ｌｋＨｚ的指向性图案。 上 前 ｄ，型厅堂进行模拟，并对ＳＰＬ、 、Ｃ∞三种音质参量 进行分析，结果显示大多数情况下ＳＰＬ的模拟误差可 忽略，声源指向性不同时 和Ｃ舯有所不同。 声源指向性对室内声学参量有影响已被证实。 但通常情况下该影响还与房间的声学条件（房间扩散 前 左 程度、吸声材料布置情况及其频率特性等）有关。不 同的厅堂、厅堂内不同位置的声学条件可能不同，因 （＆】垂直方向 ——）水平方向 此声源指向性对声学参量的影响较复杂。文中将结 合两个有代表性的厅堂，研究ＯＤＥＯＮ在不同声学条 …。普通男声 …一女高音 无指向性声源 图１ 三种声源的指向性图案（１ｋＨｚ） 件下，声源指向性特征及接收点位置对室内各声学参 量模拟结果的影响。 （２）ＯＤＥＯＮ模型：文中选取了某阶梯教室和日 祝培生等：声源指向性对ＯＤＥＯＮ音质模拟影响研究 ４５ 本新国立剧院两个实际厅堂作为研究对象。教室容 积约为５００ｍ ，平面为矩形，讲台内凹，后墙两侧有切 角，两侧墙上各有３扇窗户，座椅区前半部分无升起， 后半部分每排升起１２０ｍｍ。声学模型中除座椅有一 定吸声外，其它表面没有吸声材料，室内满场混响时 间约１．５ｓ。讲台上布置一声源，沿教室中轴线和一侧 各布置３个接收点。剧院 容积约为１４５００ｍ ，观众 厅池座为钟形平面，侧墙设有三层跌落式包厢，侧墙 面为锯齿形，台口两侧弧形墙面采用了ＱＲＤ扩散体， 厅内吸声面主要有池座和楼座的观众席及舞台台口 等，室内满场混响时间约为１．５ｓ。室内设置一个声源 和５个接收点，其中３个接收点沿中轴线布置，在一侧 布置２个接收点。教室与剧院声学模型的不同之处主 要有：教室容积小，平均自由程短，体型较规则，声场 扩散程度相对较低；剧院容积大，平均自由程长，室内 体形复杂，声场扩散程度很高。 （３） 实验方法：在某阶梯教室中进行３种声源 情况下的模拟。第一次模拟使用无指向性声源，调整 声源的声压级，所有倍频带声压级都设为６２ｄＢ（与普 通男声声源ｌＯ００Ｈｚ发声的声压级相同），不调整频谱 均衡，然后计算各接收点的 、Ｃ帅、ＳＴ／结果；第二次 将声源类型改为普通男声，不调整均衡，声源主方向 指向正前方，同样计算各接收点 。、Ｃ帅、ＳＴ／结果；第 三次模拟使用女高音声源，１０００Ｈｚ倍频带声压级设为 ６２ｄＢ，其他倍频带的声压级也同时增加相同分贝数， 不调整均衡，声源主方向指向正前方，模拟后计算各 接收点的 、Ｃ阳、ＳＴ／。三次模拟的计算条件相同：使 用声线总数为１９００００条，Ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｌｅｎｇｔｈ为 ２５００ｍｓ，Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｏｒｄｅｒ为２。 在日本新国立剧院的模型中同样进行了３次模 拟，３次模拟使用声源的设置与某阶梯教室相同，然后 计算各接收点的 、Ｃ阱、ＳＴ／结果。３次模拟的计算条 件相同：使用声线总数为１５００００条，Ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｌｅｎｇｔｈ为２０００ｍｓ，Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｏｒｄｅｒ为２。 ２实验结果 为分析声源指向性对各声学参量是否有明显影 响，我们将模拟结果之间的差异与最小可察觉差 （ＪＮＤ）来对比。对于 ，、Ｃ 和ＳＴ／，一个ＪＮＤ的大小 分别为５％、ｌｄＢ和０．０５ ，如果超过了一个ＪＮＤ（图 中用虚线表示），就认为差异较大。考虑到声源指向 性对声源正前方接收点与侧面接收点的影响程度可 能不同，对不同位置的接收点还做了分组比较。由于 普通男声和女高音声源在低频时指向不强，因此文中 没有对５００Ｈｚ以下的低频模拟结果进行对比。 （１） 混响时间（ ）：在某阶梯教室中两种指向 性声源与无指向性声源 模拟结果的差值如图２所 示，在５００～４０００Ｈｚ范围内，中间接收点两种指向性声 源 模拟结果与无指向性声源的模拟结果的差距大 致在一个ＪＮＤ（图中虚线所示），其中中频模拟结果的 差距略微小于一个ＪＮＤ，高频模拟结果的差异大于一 个ＪＮＤ。侧面接收点的偏差与中间接收点的模拟结果 类似，只是差值要略大一些。 频率，Ｈｚ （ａ】中间接收点 频率，Ｈｚ （ｂ）侧面接收点 ＺＴｌｋｎｏｒｍ声源 口女高音声源 图２某阶梯教室 拟结果比较 Ｏ．１０ ０．Ｏ５ 呻嗽收点 ０．００ ／＂７Ｉ —０．Ｏ５ 一 一Ｏ．１０ ５００ １ｏｏＯ ２０００ ４０ｏ０ 频率／Ｈｚ ２－０ ： ……… １．５ ∞ １．０ 一 ０．５ ０．Ｏ ５００ １００Ｏ ２０００ ４０００ 频率，Ｉ｛ｚ Ｔｌｋｎｏｒｍ声源 口女高音声源 图３ ｔｑ本新国立剧院 拟结果比较 在日本新国立剧院中，两种指向性声源与无指向 性声源 模拟结果的差异如图３所示。在５００～ ４０００Ｈｚ的频率范围内，中间接收点与侧面接收点的模 拟结果受声源指向性的影响都不大，模拟结果差异都 小于一个ＪＮＤ（图中虚线所示）。 图２一图７中：通过对比两个厅堂的模拟结果发 低温建筑技术 ２０１３年第４期（总第１７８期） 现，在阶梯教室中声源指向性特征对 模拟结果的影 响较大，而在日本新国立剧院中声源指向性特征对 。 模拟结果的影响相对较小。产生该情况的原因可能 是剧院的声场扩散程度要高于阶梯教室，反射声声能 分布均匀，因此声源指向性特征（只影响直达声分布 情况）对 。模拟结果的影响就较小。 （２） 声能比（Ｃ∞）：某阶梯教室中两种指向性声 源与无指向性声源ｃ 的模拟结果见图４。从图中可 看出，无论是中间位置还是侧面位置，对于５００Ｈｚ和 １０００Ｈｚ两个倍频程，两种指向性声源Ｃ∞的模拟结果 与无指向性声源差异都小于一个ＪＮＤ，对于２０００Ｈｚ和 ４０００Ｈｚ两个倍频程，Ｔｌｋｎｏｒｍ声源与无指向性声源的 模拟结果差异接近一个ＪＮＤ，女高音声源与无指向性 声源的模拟结果差异大于一个ＪＮＤ，侧面和中间接收 点的差异并不大。 ２．Ｏ １．５ 一中间接收点 一 广 ｌ＿Ｏ Ｏ．５ ：一 一 一 ０．Ｏ ５００ １０００ ２００ｏ ４０００ 频－￣－／Ｈｚ 频率／Ｈｚ 匠 Ｔｌｋｎｏｒｍ声源 口女高音声源 图４ 某阶梯教室ｃ柚模拟结果比较 在日本新国立剧院中，两种指向性声源与无指向 性声源ｃ 的模拟结果的差异见图５。可以看到无论 是中间位置还是侧面位置，对于５００Ｈｚ和１０００Ｈｚ，两 种指向性声源ｃ∞的模拟结果与无指向性声源差异都 小于一个ＪＮＤ，中间接收点和侧面接收点的情况相同； 对于２０００Ｈｚ和４０００Ｈｚ，中间接收点的模拟结果差异 比侧面接收点的模拟结果差异大，女高音模拟结果的 差异比Ｔｌｋｎｏｒｍ声源的模拟结果差异大。 总的来说，在某阶梯教室中，ｃ∞指标受声源指向 性的影响不大，而在日本新国立剧院中，ｃ 。指标受声 源指向性的影响较大；中频ｃ∞指标受声源指向性的影 响很小，高频 指标受声源指向性的影响较大；侧面 接收点Ｃｓｏ指标受声源指向性的影响较小，中间接收点 Ｃ 。指标受声源指向性的影响较大。 频璋 Ｈｚ ：一 一一 一 一 一 ’ Ｔｌｋｎｏｒｍ声源［］女高音声源 圉６某阶梯教室ｓ竹谟拟结果比较 （３）语言清晰度（ＳＴＩ）某阶梯教室ＳＨ模拟结 果如图６所示。与无指向性声源相比，两种指向性声 源的ＳＴＩ模拟结果略有提高，但提高量都在１个ＪＮＤ 以内，中间接收点的提高量比一侧接收点略高一些。 日本新国立剧院中ＳＴＩ模拟结果如图７所示，与无指 向性声源相比，两种指向性声源ＳＴＩ结果有明显的改 善。使用女高音声源模拟时，ＳＴＩ模拟结果最高，指向 性声源带来的中间接收点语言清晰度提高量较大，侧 面接收点语言清晰度的提高量则小一些。 Ｏ＿１５ 富 （）・１Ｏ Ｏ．０５ ０．００ Ｔｌｋｎｏｒｍ声源 口女高音声源 图７日本新国立剧院ｓｎ模拟结果比较 语言清晰度与声能比ｃ肿有很强的相关性，一般 潘剑云等：电测法在大体积混凝土工程中的应用 ４７ 圈 电测法在大体积混凝土工程中的应用 潘剑云 ，孙海涛 ，张欣 ，黄帮秀 （１．浙江农林大学风景园林与建筑学院．浙江临安３１１３００；２．绍兴绿城金昌置业有限公司，浙江绍兴３１２０００） 【摘要】 针对大体积混凝土中温度场分布的不规则性，结合工程实践，阐述了运用预埋电子测温探头来测 定关键点温度的方法。并依此判定混凝土内部的温升情况，从而为找出适当降低温度应力的方法提供了依据。 【关键词１大体积混凝土；温度场；温度控制 【中图分类号】ＴＵ７５５ 【文献标识码】 Ｂ 【文章编号】 １００１—６８６４（２０１３）０４—００４７—０３ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩｏＮ ｏＦ ＥＬＥＣＴＲｏＮＩＣ Ｉ＇ＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＭＥＴＨｏＤ ｌＮ ＭＡＳＳ ＣｏＮＣＲＥＴＥ ＣｏＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＰＡＮ Ｊｉａｎ．ｙｕｎ ，ＳＵＮ Ｈａｉ—ｔａｏ ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉｎ ，ＨＵＡＮＧ Ｂａｎｇ—ｘｉｕ （１．Ｌａｎｄｓｃａｐｅ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖ．，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｌｉｎ’ａｎ ３１ １３００， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈａｏｘｉｎｇ Ｇｒｅｅｎｔｏｗｎ Ｊｉｎｃｈａｎｇ Ｒｅａｌ Ｅｓｔａｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｓｈａｏｘｉｎｇ，３ １ ２０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ａ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｐｏｉｎｔ ｂｙ ｅｍｂｅｄ－ ｄｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｏｂｅ ｂｅｆｏｒｅｈａｎｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌ￣ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｓｅ ｃａｎ ｂｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｂａｓｉｓ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｆｉ－ ａｔｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｓｓ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ 大体积混凝土是指混凝土结构物实体几何尺寸 不小于１ｍ的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶 ［基金项目】浙江农林大学面上项目（２０４４０１００１６） ０●０ｏ●００●００●ＯＯ●ＯＯ●００●００●ＯＯ●Ｏ０●ＯＯ●ＯＯ●ＯＯ●ＯＯ●Ｏｏ●００●ｏｏ●００◆ＯＯ●ＯＯ●ＯＯ◆ＯＯ●０ｏ◆ＯＯ◆００●Ｏ０●ＯＯ●００●０ｏ●Ｏｏ●ＯＯ●Ⅲ０Ｏ●Ｏｏ●０ｏ●ＯＯ●ＯＯ●Ｏ０●Ｏｏ●ＯＯ●ＯＯ●０Ｏ●ＯＯ●ＯＯ●ＯＯ●０ｏ●Ｏ ｃ∞越大，语言清晰度越高，模拟结果显示对于语言清 晰度ＳＴ／，中间接收点受声源指向性影响较大，在平均 参考文献 自由程较大的日本新国立剧院中受声源指向性影响 较大，与Ｃ∞指标的模拟分析结果基本吻合。 ［１］ 彭健新．声源指向性对教室语言清晰度的影响［ｃ］／／２００８全 ３结语 国声学学术会议论文集，２００８：３１２—３１３． ［２］ 饶丹，谢菠荪．声源指向性对双耳可听化质量的影响［Ｊ］．声 声源指向性对室内音质参量的影响与房间声学 学技术，２００７，２６（５）：８９９—９０３． 特性有关。房间扩散程度、吸声材料布置情况、吸声 ［３］Ｌｉｌｙ Ｍ Ｗａｎｇ，Ｍｉｃｈｅｌｌｅ Ｃ Ｖｉｇｅａｎｔ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＯＨｔｐｕｔ ｆｒｏｍ ｒｏｏｍ 材料频率特性与声源指向性特征协同作用，影响各声 ａｃｏｕｓｔｉｃ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ａｕｒｌａｉｚａｔｉｏｎ ｄｕｅ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｕｎｄ 学参量。在容积小体型规则的教室中，声源指向性特 ＳＯｔｌｒｃｃ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，２００８，（６９）． 征对 ，和Ｃ∞的高频模拟结果的影响较大，中频模拟 ［４］ 项端祈．演艺建筑一音质设计集成［Ｍ］．北京：中国建筑工业 结果的影响较小，对ＳＴ／模拟结果的影响较小。在声 出版社，２００２． ［５］ Ｃｌａｕｓ Ｌｙｎｇｅ Ｃｈｒｉｓｔｃｎｓｅｎ．Ｏｄｅｏｏ ｒｏｏｍ ａｃｏｕｓｔｉｃｓ ｐｒｏｇｒａｍ，Ｖｅｒｓｉｏｎ 场扩散程度高的厅堂中，声源指向性特征对 的影响 ９．０，Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ａｕｄｉｔｏｒｉｕｍ ａｎｄ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｅｄｉｔｉｏｎｓ Ｕｓｅｒ Ｍａｎｕａｌ 程度很小，对于声能比ｃ舳指标，中间接收点受声源指 ［Ｍ］．Ｄｅｎｍａｒｋ：Ｏｄｃｏｎ Ａ／Ｓ，２００７． 向性影响较大，侧面接收点受声源指向性影响相对较 小；高频模拟结果受声源指向性影响较大，中频模拟 结果受声源指向性影响较小；对于语言清晰度指数 ［收稿Ｅｔ期］２０１２一ｌ２—１０ ＳＴ／，中间接收点受声源指向性影响较大，侧面接收点 【作者简介］祝培生（１９６９一），男，辽宁清源人，副教授，硕士 生导师，研究方向：建筑声学。 受声源指向性影响较小。
