《室内声学原理》PPT课件.ppt
第 三 讲 室 内 声 学 原 理 随 与 声 源 距 离 的 增 加 ， 声 能 发 生 衰 减 对 于 点 声 源 有 ：一 、 声 音 在 室 外 与 室 内 的 传 播 之 声 波 在 室 外 空 旷 地 带 的 传 播 规 律距 离 增 加 一 倍 ， 声 压 级 减 少 6dB对 于 存 在 地 面 反 射 的 情 况 ， 有 ： 与 室 外 情 况 很 不 同 形 成 “ 复 杂 声 场 ” 1、 距 声 源 同 样 的 距 离 ， 室 内 比 室 外 响 些 2、 室 内 声 源 停 止 发 声 后 ， 声 音 不 会 马 上 消 失 ， 会 有 一个 交 混 回 响 的 过 程 ， 一 般 时 间 较 短 夸 张 ： “ 绕 梁 三 日 ，不 绝 于 耳 ”3、 当 房 间 较 大 、 而 且 表 面 形 状 变 化 复 杂 时 ， 会 形 成 回声 和 声 场 分 布 不 均 ， 有 时 出 现 声 聚 焦 、 驻 波 等 以 上 现 象 源 于 ： 封 闭 空 间 内 各 个 界 面 使 声 波 被 反 射 或 散射 一 、 声 音 在 室 外 与 室 内 的 传 播 之 声 波 在 室 内 封 闭 空 间 的 传 播 在 室 内 声 学 中 ， 可 以 用 几 何 声 学 、 统 计 声学 和 波 动 声 学 的 理 论 加 以 分 析 。
但 对 于 建 筑 师来 讲 ， 可 以 少 些 关 心 复 杂 的 理 论 分 析 和 数 学 推导 ， 重 要 的 是 在 于 弄 清 楚 一 些 声 学 基 本 原 理 ，掌 握 一 些 必 要 的 解 决 实 际 问 题 的 方 法 和 计 算 公式 ， 特 别 是 弄 清 楚 物 理 意 义 一 、 声 音 在 室 外 与 室 内 的 传 播 之 建 筑 声 学 二 、 声 波 在 室 内 的 反 射 与 几 何 声 学 之 反 射 界 面 的 平 均 吸 声 系 数反 射 界 面 的 平 均 吸 声 系 数混 响 室 界 面 全 反 射 ， 声 能 在 声 音 停 止 后 ， 无限 时 间 存 在 普 通 厅 堂房 间 等 界 面 部 分 反 射 ， 声 能 在 声 音 停 止 后 ，经 过 多 次 反 射 吸 收 ， 能 量 逐 渐 下 降 消 声 室 界 面 全 吸 收 ， 声 能 在 声 音 停 止 后 ， 完全 没 有 任 何 反 射 吸 收 ， 在 接 触 界 面 后 ，声 能 立 即 消 失 二 、 声 波 在 室 内 的 反 射 与 几 何 声 学 之 声 音 在 房 间 内 的 反 射声 音 在 房 间 内 的 反 射 二 、 声 波 在 室 内 的 反 射 与 几 何 声 学 之 声 音 在 房 间 内 的 反 射声 音 在 房 间 内 的 反 射 二 、 声 波 在 室 内 的 反 射 与 几 何 声 学 之 室 内 声 音 反 射 的 几 种 情 况室 内 声 学 中 ， 常 利 用 几 何 作 图 的 方 法 ， 主 要 研 究 一 次 或二 次 反 射 声 分 布 情 况 。
在 使 用 几 何 声学 方 法 时 应 注意 两 个 条 件 ：1） 只 考 虑 能量 关 系 2） 声 波 所 遇到 的 反 射 界 面 、障 碍 物 尺 寸 应比 声 音 的 波 长大 得 多 二 、 声 波 在 室 内 的 反 射 与 几 何 声 学 之 室 内 声 音 的 增 长 、 稳 态 和 衰 减从 能 量 的 角 度 ， 考 虑 在 室 内 声 源 开 始 发 声 、 持 续发 生 、 停 止 等 情 况 下 声 音 形 成 和 消 失 的 过 程 三 、 混 响 时 间 ReverberationTime(RT) 之 混 响 时 间 的 定 义 室 内 声 场 达 到 稳 态 后 ， 声 源 突 然 停 止 发 声 ， 室 内 声 压级 将 按 线 性 规 律 衰 减 衰 减 60dB所 经 历 的 时 间 叫 混 响 时间 T60， 单 位 S 三 、 混 响 时 间 ReverberationTime(RT) 之 混 响 时 间 的 定 义 实 际 的 混响 衰 减 曲 线 由 于 衰 减 量 程及 本 底 噪 声 的干 扰 ， 造 成 很难 在 60dB内 都有 良 好 的 衰 减曲 线 ， 因 此 有时 取 T30或 T20代 替 T60。
三 、 混 响 时 间 ReverberationTime(RT) 之 赛 宾 (Sabine)公 式 赛 宾 是 美 国 物 理 学 家 ， 他 发 现 混 响 时 间 近 似与 房 间 体 积 成 正 比 ， 与 房 间 总 吸 声 量 成 反 比 ， 并提 出 了 混 响 时 间 经 验 计 算 公 式 赛 宾 公 式 公 式 适 用 于 ： 三 、 混 响 时 间 ReverberationTime(RT) 之 伊 林 （ Eyring)公 式公 式 中 ： 4m 空 气 吸 收 系 数 ， 空 气 吸 收 =4mV当 频 率 取 =2KHz时 ， 一 般 地 ， 4m与 湿 度 温 度 有 关 ， 通 常 取 相 对 湿 度 60%， 温 度 20 oC时 ， 4m为 2KHz 0.009 4KHz 0.022计 算 RT时 ， 一 般 取 125、 250、 500、 1K、 2K、 4K六 个倍 频 程 中 心 频 率 三 、 混 响 时 间 ReverberationTime(RT) 之 混 响 时 间 计 算 的 不 确 定 性 、 混 响 时 间 计 算 的 不 确 定 性 包 括 下 列 两 方 面 ： 、 室 内 条 件 与 原 公 式 假 设 条 件 并 不 完 全 一 致 。
1） 室 内 吸 声 分 布 不 均 匀 2） 室 内 形 状 ， 高 宽 比 例 过 大 造 成 声 场 分 布 不 均 匀 ， 扩 散 不 完 全 、 计 算 用 材 料 吸 声 系 数 与 实 际 情 况 有 误 差 一 般 误 差 在 10%15% 、 计 算 RT的 意 义 ： 、 “ 控 制 性 ” 地 指 导 材 料 的 选 择 与 布 置 、 预 测 建 筑 室 内 的 声 学 效 果 、 分 析 现 有 的 音 质 问 题 四 、 室 内 声 压 级 计 算 及 混 响 半 径 当 室 内 声 源 声 功 率 一 定 时 ， 稳 态 时 ， 在 室 内 内 距 离 为 r的某 点 声 压 级 可 以 预 计 ， 室 内 稳 态 声 压 级 的 计 算 公 式 为 ：公 式 前 提 ：1） 点 声 源2） 连 续 发 声3） 声 场 分 布 均 匀指 向 性 因 数 ： QQ=1,2,4,8混 响 半 径 ：混 响 声 能 密 度 =直 达 声 能 密 度 =混 响 半 径 普 遍 存 在 的 共 振 现 象 ： 暖 瓶 倒 水 、 口 腔 发 声 等 等 在 房 间 内 存 在 共 振 现 象 ： 驻 波五 、 房 间 的 共 振 与 共 振 频 率 五 、 房 间 的 共 振 与 共 振 频 率 简 并 现 象 ： 当 不 同 共 振 方 式 的 共 振 频 率 相 同 时 ， 出 现 共 振频 率 的 重 叠 ， 称 为 “ 简 并 ” 。
简 并 出 现 时 ， 共 振 频 率 的 声 音 被 大 大 加 强 ， 形 成 频 率 特 性的 失 真 ， 低 频 会 产 生 翁 声 ， 或 产 生 “ 声 染 色 ”（ coloration)五 、 房 间 的 共 振 与 共 振 频 率 防 止 简 并 现 象 的 根 本 原 则 ： 使 共 振 频 率 分 布 尽 可 能 均 匀 具 体 措 施 有 ： 1） 选 择 合 适 的 房 间 尺 寸 、 比 例 和 形 状 ； 2）将 房 间 的 墙 或 天 花 做 成 不 规 则 形 状 ； 3） 将 吸 声 材 料 不 规则 地 分 布 在 房 间 的 界 面 上 五 、 房 间 的 共 振 与 共 振 频 率 。
