研究緣起與背景 研究內容與方法 更新設計 模擬與量測

研究成果

論文發表

 

電腦模擬與物理性量測實驗

一、電腦模擬的工具與參考

音響模擬的功能,是以電腦協助音響性能的量測與分析,以提供設計或評估的參考,亦為縮尺模型之外另一種音響分析方法。本研究使用現通用性最高之WIN 98工作平台下之Odeon4.01版做為電腦模擬工具。本版本使用視窗介面模式,使用方便,而其音響實驗分析,主著重於八度音頻帶的紀錄分析(63Hz~8000Hz)。

使用電腦工具,優點除在於速度快、成本低外,亦著眼於電腦模擬音場可配合較大範圍變因之控制。但其亦受限於模型必須以平版面組成,無法模擬音響繞涉及實際材料得擴散效果,無法滿足複雜材料表面形狀之音響研究。另廳堂方向感有關之物理性參數,目前亦無法量測。

二、基礎環境設定

1.        電腦模型之音源設定:

為使音源不構成變因,並符合一般實際使用之量測音源,試驗設計在音源設定皆以無指向音源,為標準試驗音源。而訂於距舞台面120cm之高度。做為電腦實驗量測之無指向音源,刻意增強31.0dB,而調整使距離10m處之參數SPL值為0,EQ則並未調整。其調整結果如圖所示:

 

2.        電腦模型之室內裝修材料設定:

在室內裝修材之設定部分,研究主要模擬廳堂現有材質之音響性能,而運用軟體內建立之材質表作為替換。在部分電腦現有材質資料不足時,再由其他文獻資料,自行輸入補充之。

本研究自行加入之資料,包含參考Beranek的Concert and Opera Hall How They Sound 附錄五中之輕度、中杜、重度座椅吸音係數(Lightly Upholstered Chairs、Medium Upholstered Chairs、Heavily Upholstered Chairs),及Architectural Acoustiocs 中第二章之吸音簾幕吸音係數。

但因此兩項文獻提供之吸音係數,只有從125Hz~4000Hz六個頻帶,對於電腦實驗所需八個頻帶中之63Hz及8000Hz吸音係數,即由125Hz及4000Hz相同數據之引用。

以下為本研究電腦模擬所使用之裝修材及其吸音係數列表:

裝設位置

材料名稱

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

壁面裝修

石膏水泥版

0.08

0.08

0.11

0.05

0.03

0.02

0.03

0.03

觀眾滿席

輕度座椅上滿席

0.65

0.68

0.75

0.82

0.85

0.86

0.86

0.86

觀眾空席

輕度座椅上空席

0.56

0.56

0.64

0.7

0.72

0.68

0.62

0.62

座席後側牆

穿孔吸音材

0.20

0.20

0.40

0.65

0.60

0.50

0.40

0.40

壁面三角砌塊

反射版

0.01

0.01

0.01

0.01

0.02

0.02

0.02

0.02

天花板

石膏水泥版

0.08

0.08

0.11

0.05

0.03

0.02

0.03

0.03

懸吊反射版

壓克力反射版

0.08

0.08

0.04

0.03

0.03

0.02

0.02

0.02

餘響彈性裝設位

雙重吸音簾幕

0.14

0.14

0.35

0.55

0.72

0.70

0.65

0.65

 

3.        電腦模型之系統環境係數設定:

為使電腦模擬之環境控制於一般實驗量測方法之要求,於使用軟替之前需對模型室內系統環境參數進行設定(Room Setup)。

設定上分為兩大項,一為計算性參數設定(Calculation Parameters),包含計算音線數、計算時間等。二為室內溫度、濕度、背景噪音、模型檢驗。其中,參數設定皆依照Odeon4.01使用手冊之建議之方式設定,而本研究皆依此背景設定進行研究實驗。

兩項設定如圖所示: