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论室内声学设计的重要性

网站编辑: │ 发表时间:2021-04-06 

声音是人耳通过听觉神经对空气振动的主观感受。声音产生于物体的振动,例如扬声器的纸盆、拨动的琴弦等等,这些振动的物体称之为声源。声源发声后,必须经过一定的介质才能向外传播。这种介质可以是气体,也可以是液体和固体。在受到声源振动的干扰后,介质的分子也随之发生振动,从而使能量向外传播。但必须指出,介质的分子只是在其未被扰动前的平衡位置附近作来回振动,并没有随声波一起向外移动。介质分子的振动传到人耳时,将引起人耳耳膜的振动,*终通过听觉神经而产生声音的感觉。


传播声波的空间称为声场,声场又分为自由声场、扩散声场(混响声场)和半自由声场。所谓自由声场,即声源在均匀、各向同性的媒质中,边界的影响可以不计的声场称为自由声场。在自由声场中,声波按声源的辐射特性向各个方向不受阻碍和干扰地传播。

      但是,理想的自由声场很难获得,人们只能获得满足一定测量误差要求的近似的自由声场。例如地面反射声和噪声可忽略的高空,当气象条件适宜时,便可以认为是自由声场。实际上风、云、空气密度变化等,都会影响声波的传播。又如在经过专门设计的房间中,在一定的频率范围内,房间的边界能有效地吸收所有入射的声波,这样的房间内的声音主要是直达声,也可认为是自由声场,这样的房间称消声室,多用于一些设备的测试工作。

 

      在室外,某点声源发出的球面声波,其波阵面连续向外扩张,随着声波与声源距离的增加,声能迅速衰减。当点声源向没有反射面的自由空间辐射声能时,声波以球面波的形式辐射。这时,任何一点上的声强遵循与距离平方成反比的定律。如果用声压级表示,则距离增加一倍,声压级衰减6dB。

 在室内,声波在封闭空间中的传播及其特性比在露天场合要复杂得多。这时,声波将受到封闭空间各个界面,如顶棚、地面、墙壁等的反射、吸收与透射,室内声场因而存在着许多与自由声场不同的声学问题。因此,研究室内声场,对室内音质设计和噪声控制具有重要的意义。 从室内声音的增长、稳态和衰变过程可以看出,当室内表面反射很强时,声源发声后,可获得较高的声能密度,而进入稳态过程的时间稍晚一点。当声源停止发声后,反射声消失的时间拖得长些,即声音衰变较慢。若室内表面吸声量增加,则与上述情况相反,短时间内达到稳态,且声能密度小,其混响过程也短一些。对音质要求较高的场所,须控制交混回响时间,譬如音乐厅,其内部装修就须专门人员进行设计,根据房间的大小、尺寸、墙壁与天花板的情况,采用一定的吸音材料以减小声音的反射。

 室内声场中直达声声能密度等于混响声声能密度的点与声源的距离,被称为混响半径或临界距离。临界距离在全频带内是不同的,回声越强的房间临界距离越近;吸音越强的房间,临界距离越远。(临界距离在全频带内是不同的)


      好的声学设计,临界距离要离声源尽可能远,结果在全频带内混响*小*平坦。直达声从扬声器系统开始递补减,是距离的函数(平方反比定律)。但混响恒定地散布房间(新的声音不断从扬声器发出,混响不断建立,直到新的声音与被吸收的声音相等,因此混响保持恒定)两曲线的交点就是临界距离。


     **听音区一定位于临界距离内,因为临界距离是以直达声为主,清晰度和声像定位**。

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