室内声学装修

1、室内声学基础第一章 声音的基本性质一、声音的的产生与与传播声音是人耳耳通过听听觉神经经对空气气振动的的主观感感受。声声音产生生于物体体的振动动，例如如扬声器器的纸盆盆、拨动动的琴弦弦等等。这这些振动动的物体体称之为为声源。声声源发声声后，必必须经过过一定的的介质才才能向外外传播。这这种介质质可以是是气体，也也可以是是液体和和固体。在在受到声声源振动动的干扰扰后，介介质的分分子也随随之发生生振动，从从而使能能量向外外传播。但但必须指指出，介介质的分分子只是是在其未未被扰动动前的平平衡位置置附近作作来回振振动，并并没有随随声波一一起向外外移动。介介质分子子的振动动传到人人耳时，将将引起人人耳耳膜膜

2、的振动动，最终终通过听听觉神经经而产生生声音的的感觉。例例如，扬扬声器的的纸盆，当当音圈通通过交变变电流时时就会产产生振动动。这种种振动引引起邻近近空气质质点疏密密状态的的变化，又又随即沿沿着介质质依次传传向较远远的质点点，最终终到达接接收者。可可以看出出，在声声波的传传播过程程中，空空气质点点的振动动方向与与波的传传播方向向相平行行，所以以声波是是纵波。扬扬声器纸纸盒就相相当于上上图中的的活塞。在空气中，声声音就是是振动在在空气中中的传播播，我们们称这为为声波。声声波可以以在气体体、固体体、液体体中传播播，但不不能在真真空中传传播。二、声波的的频率、波波长与速速度当声波通过过弹性介介质传播播

3、时，介介质质点点在其平平衡位置置附近作作来回振振动。质质点完成成一次完完全振动动所经历历的时间间称为周周期，记记为 TT，单位位是秒(s)。质质点在11秒内完完成完全全振动的的次数称称为频率率，记作作 f，单单位为赫赫兹(HHz)，它它是周期期的倒数数，即：f=11/T介质质点振振动的频频率即声声源振动动的频率率。频率率决定了了声音的的音调。高高频声音音是高音音调，低低频声音音是低音音调。人人耳能够够听到的的声波的的频率范范围约在在20200000HHz之间间。低于于20HHz的声声波称为为次声波波，高于于200000HHz的称称为超声声波。次次声波与与超声波波都不能能使人产产生听感感觉。声声

4、波在其其传播途途径上，相相邻两个个同相位位质点之之间的距距离称为为波长，记记为 ，单单位是米米(m)。或者者说，波波长是声声波在每每一次完完全振动动周期中中所传播播的距离离。声波波在弹性性介质中中传播的的速度称称为声速速，记为为 v，单单位是米米/秒(m/s)。声声速不是是介质质质点振动动的速度度，而是是质点振振动状态态的传播播速度。它它的大小小与质点点振动的的特性无无关，而而与介质质的弹性性、密度度以及温温度有关关。200度的空空气中声声速为 3444米/秒。频率、波长长、周期期和声速速有如下下关系：c=ff 或 c=/T声学测量中中常常在在某一频频率区间间取特定定值进行行测量。这这个频率率

5、区间称称之为频频带（FFreqquenncy bannd）。由由上限频频率 ff2 和和下限频频率 ff1 规规定宽带带。f11、f2 间隔可可以用频频率比或或以2为底的的对数表表示，称称为频程程。关系系式： f2=2nn f11当n=1时时，称为为1/11倍频程程(Occtavve)，即即每个频频带是上上限频率率为下限限频率两两倍的频频带宽度度，即ff2=22f1。当当n=11/3时时，称为为1/33倍频程程，即每每个频带带是上限限频率为为下限频频率1.26倍倍的频带带宽度，即即f2=1.226 ff1。为为了某种种特殊的的需要，更更窄的频频带有11/100倍频程程、1/12倍倍频程、1/1

6、5倍频程、1/30倍频程等等。1/1倍频程对应于音乐上的一个八度。在房屋建筑中，频率为100-10000Hz的声音很重要。它们的波长范围相当于3.4-0034m。这个波长范围与建筑内部的一些部件尺度相近，故在处理一些建筑声学问题时，对这一波段的声波尤其要引起重视。三、声功率率级、声声强级和和声压级级声功率级：声功率率是指声声源在单单位时间间内向外外辐射的的声能，用用W表示，单单位为瓦瓦(W)或微瓦瓦(uWW)。为为了计算算方便，通通常用一一个声功功率基准准量100-122W作参参考量，把把声功率率与之相相比取常常用对数数，乘以以10，称称为声功功率级，即即:Lw=10llg(WW/Woo) 这

7、里Lww为声功功率级(dB)，W为声功功率，WWo为基基准声功功率。声强级：单单位时间间内通过过垂直于于声传播播方向的的面积SS (mm2)的的平均声声能量称称为平均均声能量量流或平平均声能能通量。单单位面积积上的平平均声能能通量就就称为声声强，记记为 II (WW/m22)。为为了计算算方便，通通常用一一个声强强基准量量值100-122W/mm2作参参考量，把把声强与与之相比比取常用用对数，乘乘以200，称为为声强级级，即:Li=10llg(II/Ioo) 这里Lii为声强强级(ddB)，I为声强强(W/m2)，Io为基基准声强强。声压级(SSPL)：声波在在媒介中中传播时时，媒介介某点由由

8、于受声声波扰动动后压强强超过原原先静压压力的值值，取均均方根后后的值称称为声压压。人耳耳在最低低闻阀到到痛阀之之间相差差1000万倍，为为了计量量方便，把把声压基基准值22010-6 (N/m22)作参参考量，把把声压与与之相比比取常用用对数，乘乘以200，称为为声压级级，即:Lp=20llo(PP/Poo) 这里Lpp为声压压级(ddB)，P为声压压(N/m2或或Pa)，Po为基基准声压压。四、声波的的反射、扩扩散、衍衍射与干干涉1、声波的的镜像反反射:声波在在前进过过程中，如如果遇到到尺寸大大于波长长的界面面，则声声波将被被反射。入入射角等等于反射射角。反反射的声声能与界界面的吸吸声系数数

9、有关。2、声波的的扩散反反射:声波在在传播的的过程中中，如果果遇到一一些凸形形的界面面，就会会被分解解成许多多较小的的反射声声波，并并且使传传播的立立体角扩扩大，这这种现象象称之为为扩散反反射。适适当的声声波扩散散反射，可可以促进进声音分分布均匀匀，并可可防止一一些声学学缺陷的的出现。3、声波的的衍射:当声波波波长小小于等于于障碍物物的尺寸寸时，会会绕过去去，称为为衍射。4、声波的的干涉:频率相相同的声声波相遇遇后会产产生干涉涉现象，相相位相同同的声波波叠加后后，幅度度倍增，相相位相反反则抵消消。声波波干涉的的结果造造成频率率响应特特性出现现峰和谷谷的波动动，其形形状象“梳子”，因此此又称为为

10、梳状滤滤波器特特性(效应)。直达达声和反反射声来来自同一一声源，因因而频率率相同，由由于经过过的路径径长短不不同，就就会产生生相位差差，从而而会产生生干涉现现象。五、声波的的吸收与与透射当声波从一一种介质质传递到到另一种种介质时时，声能能的一部部分被反反射；一一部分透透过物体体继续传传播，称称为透射射；另一一部分由由于物体体的振动动或声音音在物体体内部传传播时介介质的磨磨擦或热热传导而而被损耗耗，称为为材料的的吸收。透透射声能能与入射射声能之之比称为为透射系系数 。反反射声能能与入射射声能之之比称为为反射系系数 。通通常将值小的的材料用用作隔声声材料，将将 值小的的材料用用作吸声声材料。定定义

11、吸声声系数 =1-。 =0，入入射声能能全部被被反射；=1时，入入射声能能全部被被吸收。敝敝开的窗窗户吸声声系数为为1。吸声声系数的的大小与与频率相相关，通通常我们们所说的的吸声系系数是平平均吸声声系数。第二章 室室内声场场一、自由声声场与室室外声场场传播声波的的空间称称为声场场，声场场分自由由声场、扩扩散声场场(混响声声场)和半自自由声场场。所谓谓自由声声场，即即在声波波传播的的空间中中无反射射面，声声源在该该声场中中发声，在在声场中中的任一一点只有有直达声声，无反反射声。消消声室就就是人造造的自由由声场。电电声设备备的都要要在消声声室中进进行。在室外，某某点声源源发出的的球面声声波，其其波

12、阵面面连续向向外扩张张，随着着声波与与声源距距离的增增加，声声能迅速速衰减。当当点声源源向没有有反射面面的自由由空间辐辐射声能能时，声声波以球球面波的的形式辐辐射。这这时，任任何一点点上的声声强遵循循与距离离平方成成反比的的定律。如如果用声声压级表表示，则则距离增增加一倍倍，声压压级衰减减 6ddB。二、室内声声场在室内，声声波在封封闭空间间中的传传播及其其特性比比在露天天场合要要复杂得得多。这这时，声声波将受受到封闭闭空间各各个界面面，如顶顶棚、地地面、墙墙壁等的的反射、吸吸收与透透射。室室内声场场因而存存在着许许多与自自由声场场不同的的声学问问题。研研究室内内声场，对对室内音音质设计计和噪

13、声声控制具具有重要要的意义义。室内声场的的特点(1)声波波在各个个界面引引起一系系列的反反射，吸吸收与透透射；(2)与自自由声场场有不同同的音质质；(3)由于于房间的的共振可可能引起起某些频频率的声声音被加加强或减减弱；(4)声能能的空间间分布发发生了变变化。三、房间共共振(驻波)当声波在两两面平等等的墙之之间传播播时，如如果墙面面之间的的距离等等于半波波长的整整数倍时时，就会会产生驻驻波。房房间中的的低频驻驻波也称称为房间间模式(Rooom MModee)。在一房间中中，空气气振动的的共振频频率主要要由房间间的大小小来决定定。而房房间内所所激发的的共振频频率的分分布则决决定于房房间的比比例。

14、共共振频率率的计算算很复杂杂，一般般都用软软件来计计算。消除驻波的的最佳方方法是改改变房间间的形状状，使墙墙面不平平行，或或将墙做做成弧形形。四、混响与与回声混响是室内内的声学学现象。声声音由声声源发出出后，在在空气中中传播，传传播过程程中在房房间的界界面上产产生反射射、吸收收、扩散散、透射射、干涉涉和衍射射等波动动作用，形形成复杂杂的室内内声场，使使人产生生混响感感。声源源停止发发声后，室室内声场场会持续续一段时时间。混混响是室室内声反反射和声声扩散共共同作用用的结果果。同样样是源于于反射，但但由于人人耳的听听闻特性性，混响响和回声声有明显显的不同同。声源的直达达声和近近次反射射声相继继到达

15、人人耳，延延迟时间间小于330mss时，一一般人耳耳不能区区分出来来，仅能能觉察到到音色和和响度的的变化，人人们感觉觉到混响响。但当当两个相相继到达达的声音音时差超超过500ms时时（相当当于直达达声与反反射声之之间的声声程差大大于177m），人人耳能分分辩出来来自不同同方向的的两个独独立的声声音，这这时有可可能出现现回声。回回声的感感觉会妨妨碍音乐乐和语言言的清晰晰度（可可懂度），要要避免。五、混响时时间当室内声场场达到稳稳态，声声源停止止发声后后，声压压级降低低60ddB所需需要的时时间称为为混响时时间，记记作T660或RT，单单位是秒秒（s）。混响时间是是目前音音质设计计中能定定量估算算

16、的重要要评价指指标。 它直接接影响厅厅堂音质质的效果果。房间间的混响响长短是是由它的的吸音量量和体积积大小所所决定的的，体积积大且吸吸音量小小的房间间，混响响时间长长，吸音音量大且且体积小小的房间间，混响响时间就就短。混混响时间间过短，声声音发干干，枯燥燥无味，不不亲切自自然；混混响时间间过长，会会使声音音含混不不清；合合适时声声音圆润润动听。Sabinne公式式，适用用于小于0.2的较较活跃的的房间：RT660=KKVSSa 式式中：VV为房间间容积 ，单位位为m3(立立方米）；S为房间间表面积积 的总和和，单位位为m2(平平方米）；为房间间表面积积的平均均吸声系系数，百百分率；S的单单位为

17、mm2 (平方方 米）。KK为与湿湿度有关关的常数数，一般般取K=0.1161ss/m。Eyrinng公式式，适用用于大于0.2的建建声条件件良好的的房间：RT660=KKV-Slnn(1-a)+4mVV式中4mVV为空气气系数 系数值值，m为空气气吸声系系数，（它它不但与与 频率有有关，还还与温度度和温度度有关）。其其它与上上式一样样。 混响时时间的大大小与频频率相关关，低频频、中频频、高频频的混响响时间是是不一样样的。一一般所说说的混响响时间都都是指平平均混响响时间。六、临界距距离(CCritticaal DDisttancce)就是在声源源轴线方方向上，直直达声与与混响声声声能相相等处的

18、的距离。临临界距离离在全频频带内是是不同的的。回声声越强的的房间临临界距离离越近，吸吸音越强强的房间间，临界界距离越越远。(临界距距离在全全频带内内是不同同的)。好的的声学设设计，临临界距离离要离声声源尽可可能远，结结果在全全频带内内混响最最小最平平坦。直直达声从从扬声器器系统开开始递补补减，是是距离的的函数(平方反反比定律律)，但混混响恒定定地散布布房间（新新的声音音不断从从扬声器器发出，混混响不断断建立，直直到新的的声音与与被吸收收的声音音相等，因因此混响响保持恒恒定。） 两曲线的交点就是临界距离。最佳听音区区一定位位于临界界距离内内，因为为临界距距离是以以直达声声为主，清清晰度和和声像定

19、定位最好好。房间间无吸声声时的临临界距离离距声源源很近，这这种房间间只适合合近声场场听音。在在吸声的的房间中中，临界界距离被被推向后后墙，使使最佳听听音区变变宽。上上图中，附附加的好好处是漏漏到室外外的声压压降低了了20ddB，降降低了对对隔音的的要求。当当混响声声比直达达声大 12ddb 以以上，声声音清晰晰度将全全部失去去。寻找临界距距离的最最简单方方法为：用音响响系统播播放压缩缩的流行行音乐，开开始用一一个音箱箱(左或右右)，在房房间里来来回地走走，很容容易就能能找到临临界距离离。用另另一个音音箱重复复一遍，再再同时用用两个音音箱重复复一遍。与与声学测测量相比比较，你你会对人人耳的精精确

20、性感感到惊讶讶。 混响越越强的房房间临界界距离越越近。 吸声越越强的房房间临界界距离越越远。 近声场场或直达达声场在在临界距距离内。 远声场场或反射射声场（混混响）在在临界距距离外。第三章 听听音室的的基本要要求听音室的设设计要遵遵循一些些基本的的原则：一、选择合合适的房房间比例例、或使使墙面不不平行、或或增加扩扩散，避避免或减减轻驻波波的影响响。二、混响时时间合适适，使临临界距离离尽可能能远。三、吸收一一次反射射声，减减轻一次次反射声声对直达达声的干干涉。四、尽量吸吸声，如如不能使使吸声达达到要求求，则尽尽量对反反射声进进行扩散散，使声声场尽量量均匀。音箱的摆位位与声学学很多烧友都都废尽心心

21、思反复复调整自自己音箱箱的摆位位，以期期得到最最佳的重重放效果果。有时时效果很很好，有有时没有有效果，有有时甚至至适得其其反。那那么，这这里面究究竟包含含着哪些些声学道道理呢，今今天就想想与大家家探讨探探讨。这是声音二二次反射射的结果果，在没没有进行行有效的的声学治治理前，二二次反射射的影响响是不可可避免的的，调整整音箱的的摆位就就是让它它的影响响尽可能能小。调整音箱离离侧墙的的距离调整音箱离离侧墙的的距离，就就是改变变一次声声（直达达声）与与二次声声之间的的时间差差（相位位差）。于于是，在在听音位位，一、二二次声相相互干涉涉的情况况就会发发生改变变，使频频响曲线线峰谷位位置发生生变化。这这主

22、要影影响中、高高频，通通过调整整，可使使左右声声道频响响曲线尽尽可能接接近，结结果是声声像定位位更稳定定、准确确。这个个距离是是以厘米米计的。调整音箱与与前墙的的距离对于低音重重放，有有许多似似是而非非的观点点，让人人无所适适从。我我们还是是从声学学上来探探究一下下吧。低低音波长长很长，无无方向性性，低频频声音的的干涉就就在所难难免，有有专家就就提出了了低频凹凹陷的问问题，使使我们茅茅塞顿开开。扬声器箱附附近界面面反射所所涉及的的凹陷频频率和最最小距离离扬声器辐射射直达声声与坚硬硬面反射射干涉致致使距离离在14波长长对应频频率扬声声器辐射射频响产产生明显显的凹陷陷,两个解解决方向向: 扬声器器

23、箱安置置原则11:距离离所有坚坚硬反射射面在最最小距离离以外. 扬声器器箱安置置原则22:使扬扬声器处处在半空空间(114)状态.室内界面反反射使辐辐射频响响变化 不难注注意到,如果扬扬声器附附近有坚坚实的墙墙面或地地面它们们的反射射声与扬扬声器辐辐射的声声波相叠叠加,将不可可避免地地发生梳梳状频响响状的干干扰现象象,特别在在某个低低频点将将产生巨巨大频响响凹陷. 此低频频凹陷频频率,就是声声波反射射回来到到扬声器器辐射面面正好是是半个波波长的频频率,也即反反射面距距扬声器器辐射面面四分之之一波长长所对应应的频率率. 因此,希望低低频凹陷陷频率下下移到有有效频段段以下,则必须须将扬声声器远离离

24、墙面和和地面,或者说说,墙面要要远离扬扬声器,这也就就意味着着重放房房间要足足够大!而真力（GGeneelecc）公司司对些作作了详细细的分析析，并给给出了详详细的计计算公式式，国内内也有人人进行了了实测，证证明情况况确实如如此。 HYPERLINK /learning-center/faq/acoustical/bass/ 我我为什么么得不到到足够的的低音因因此，为为避免低低频凹陷陷，必须须使音箱箱离墙保保护必须须的距离离。根据上面中中表格，可可找出要要获得的的最低频频率所需需最小离离墙距离离。有此可见，调调整音箱箱离前墙墙的距离离，就是是调整低低音的响响应，而而这个距距离是比比较大的的，一

25、厘厘米一厘厘米调整整是白费费劲。如如果你的的听音室室太小，而而你又想想获得很很低的低低音，那那就只有有一个办办法，就就是将音音箱嵌入入墙，使使墙壁成成为音箱箱障板的的一部分分，近似似为无限限障板，获获得最佳佳低音重重放。参见 HYPERLINK /bbs/read.php?tid=246 一间极极具吸引引力的听听音室,理想是是音箱摆摆位是这这样的：图中中右半部部分各种各样样的低频频陷阱1/4波长长低频陷陷阱对于低频吸吸收，已已开发出出了许多多巧妙的的设计。 起初，低频陷阱被认为不过是“大的绒毛球”、堆在天花板背后的玻璃纤维绝缘或棉絮。这样的系统很“丑”，布满了平纹织物。但它能提供四倍于填充深度

26、波长的频率吸收，一个3英尺深的绒毛陷阱有效的波长是12英尺，约94 Hz。数字录音带带能记录录非常低低的频率率，需要要根据要要衰减的的基本房房间模式式来计算算深度。计计算：第第一模式式深度 =1/4 波长 =1/4 (2L) = 1/22L = 1/2 长度一个24英英尺的房房间需要要低频陷陷阱深度度约122英尺。要要将一半半的房间间作为低低频陷阱阱，对大大多数人人来说不不是一个个好的选选择！另另一种方方法是将将房间后后面储藏藏室的门门换成绒绒毛织物物，并在在内部填填充玻璃璃纤维。1/4波长长陷阱系系统的频频率响应应曲线显显示，对对第一、第第三和第第四次谐谐波强吸吸收，因因为空气气摩擦发发生在

27、“声音抵抵消”点，或或最大空空气运动动通常在在离陷阱阱墙1/4和3/44波长处处。条板低频陷陷阱(SSLATT BAASS TRAAPS) 吸声的基本本机制是是当空气气通过一一个表面面时会产产生摩擦擦。表面面越大、空空气运动动越多，吸吸声越好好。但体体量巨大大的低频频陷阱在在较小的的家庭录录音室是是无法让让人接受受的。另另一个问问题是导导致听音音环境不不舒服和和令人心心烦，因因为它是是消声的的或声音音太“死”。因此，大多多数陷阱阱都用木木条板，有有点象栅栅栏。这这样的系系统的频频率响应应更合意意，因为为中、高高频保持持活跃，低低频仍能能衰减。较较长的波波长容易易通过条条板间的的开口，但但波长小

28、小于四倍倍的条板板宽度时时，声音音被散射射回来。薄板陷阱(MEMMBRAANE TRAAPS) 低频吸声，认认为需要要结合中中高频的的反向散散射，已已经有很很长时间间了。有有一个不不同的方方案早就就开发出出来了，在在四十年年前就成成为录音音室设计计的标准准。薄板板陷阱利利用薄夹夹板，通通常1/8英寸寸，围绕绕房间四四周弯曲曲做成曲曲面序列列。薄板板与墙间间气隙从从数英寸寸到数英英尺，内内铺吸声声材料。此技术吸收收低频的的同时有有一个重重要的优优点，连连续的曲曲面能使使中、主主频扩散散。使用用薄板陷陷阱的房房间活跃跃、扩散散，有良良好的阻阻尼。此此技术的的效率最最多只有有50%，这意意味着需需要

29、双倍倍的表面面积，但但我们最最终也获获得双倍倍的扩散散声能量量。总之之，这是是合理的的交换。这这些房间间花费很很大，但但也不会会超过做做一把巨巨大声学学吉它的的代价。它它们的凹凹曲面部部分产生生局部声声聚焦，会会使话筒筒的设置置变得困困难，特特别是在在小录音音室。周界陷阱(PERRIMEETERR TRRAPSS)另一种大房房间声学学已用在在控制室室，就是是沿着墙墙铺一排排排的轻轻质绝缘缘材料，但但与墙成成倾角，再再在房间间四周离离墙二三三英尺的的地方挂挂上吸音音棉帘子子。此技技术声学学上舒适适、稳定定。因为为整个房房间变成成了一个个“绒毛球球”，始终终能均匀匀消耗最最深的低低频能量量。绒毛毛

30、墙的深深度根据据某个有有问题模模式的动动能区的的位置而而变化。房房间的实实际容积积是看到到的房间间的两倍倍。它相相当于一一个中量量级消声声学。压力区陷阱阱(PRRESSSUREE ZOONE TRAAPS)这是角落里里使用的的压力区区陷阱另一个深度度低频吸吸收版本本利用了了声音压压力区的的概念。用用在波长陷陷阱的玻玻璃纤维维棉压缩缩十到二二十倍成成为玻璃璃纤维板板(通常称称为7003)。此此板安放放到离墙墙若干英英寸，成成为非常常有效的的声陷阱阱。 主要的的困难在在于当空空气进出出时抑制制玻璃纤纤维的振振动，当当玻璃纤纤维的 fiaat 板板移动时时，它短短路了低低频陷阱阱。它的的频率响响应曲

31、线线参差不不齐，一一些频率率吸收而而其它地地方又不不是。此陷阱设计计也可以以用间隔隔的条板板来做，反反向散射射中、高高频，进进一步加加强与墙墙的支撑撑可以提提高吸声声效率。要要条板/压力区区陷阱中中常见错错误是条条板最贴贴着玻璃璃纤维，这这会抑制制陷阱的的低频呼呼吸能力力。在条条板和玻玻璃纤维维表面至至少要保保持英寸的的空隙。压力区陷阱阱与所提提到的陷陷阱相比比是不同同类型的的声音陷陷阱，它它使用集集中参数数声学，而而典型的的绒毛听听声型使使用分布布参数声声学。集集中参数数设备设设计象用用分立电电阻、电电容、电电感组成成的电子子电路，可可做得非非常小；分布式式声学设设备使用用波导近近似设计计，

32、大小小取决于于声音波波长。例例如，排排箫(波长)和一个个汽水瓶瓶(集中参参数)可以发发出同样样高音调调和同样样响的声声音，但但排箫要要比汽水水瓶长好好几倍。改进的1/4波长长陷阱(IMPPROVVED QUAARTEER -WAVVELEENGTTH TTRAPPS)不用蓬松的的玻璃纤纤维棉，而而是固定定它，把把它粘在在声音板板的表面面，然后后用线悬悬挂在壁壁橱中。频频率响应应曲线与与“绒毛球球”1/4波长长陷阱相相同。玻玻璃纤维维不必放放在外面面，因此此陷阱可可保持工工作好多多年。交感共振陷陷阱(SSYMPPATHHETIIC RRESOONANNCE TRAAPS)交感共振器器或面板板陷阱

33、是是吸声板板和玻缡缡纤维陷陷阱的的的近亲。通通常挂在在空中，它它们通过过调整大大小和增增长长度度来调谐谐。特征征频率设设置为共共振运动动，入射射声能转转化为面面板振动动能量。能量消耗发发生在空空气进出出面板的的表面，它它固有的的内损耗耗也阻尼尼它的运运动。这这些面板板的大小小必须是是1/44波长，否否则不会会与声波波交互感感应。一一个正确确调谐的的8乘8面板作作用在440Hzz。要取取得最佳佳效果，面面板平面面必须朝朝着波阵阵面。实实际房间间中使用用也受到到大小的的限制。亥姆霍兹陷陷阱(HHELMMHOLLTZ TRAAP)最经典的声声陷是亥亥姆霍兹兹陷阱，名名字源于于伟大的的、过去去的德国国

34、声学家家。从概概念上说说，亥姆姆霍兹陷陷阱与内内部塞满满棉絮的的水壶没没有区别别。它外外表通常常象1/4英寸寸吸声板板 ，后面面有1-3英寸寸气隙，塞塞有轻质质的建筑筑绝缘材材料。这类吸声器器吸声曲曲线显示示强烈的的频率选选择性，这这类陷阱阱的使用用有两个个困难：1. 它是是单一频频率型，必必须调谐谐到房间间模式。2. 陷阱阱的性能能更多地地依赖于于空腔中中吸声棉棉的数量量以及墙墙壁的坚坚硬程度度，尤其其是穿孔孔板，调调谐困难难。函数陷阱(FUNNCTIIONAAL TTRAPPS)早在五十年年代，RRCA实实验室主主任，对对音频实实践和理理论有许许多的贡贡献的HHarrry OOlseen博

35、士士， 就提出出了 “ffuncctioonall sooundd abbsorrberr”。它它很独特特，对低低频处理理有1000%和和60%的效率率。他设设想将它它用在大大房间和和厅堂的的顶部，但但在他别别的专著著中他建建议最好好将吸声声器放在在小房间间的角落落里。“函数吸声声器”与压力力区陷阱阱相近。玻玻璃纤维维的密度度与空气气中自由由声音的的辐射阻阻抗阻抗抗上匹配配。基本本上，如如果玻璃璃纤维太太紧密，声声音弹回回，如果果它太松松声音直直接穿过过。表面面阻力与与内部气气隙容积积相结合合，使陷陷阱提供供非常低低的频率率响应曲曲线，类类似于电电子学上上的RCC电路。通通过调整整R和C的值，

36、期期望的RRC时间间常数就就能控制制陷阱的的滚降特特性。声音吸收总总是两个个因子的的函数：暴露在在声场中中的声学学材料表表面和表表面的有有效频率率响应。Olsen博士的圆柱低频陷阱有超过外表正面表面积三倍的表面积，再者，它在低频非常有效，因为它通过RC时间常数声学电路设计，远胜于传统的1/4波长“绒毛球”。国外低频频陷阱制制作资料料可调吸声器器模块 (穿孔孔板)下图就是为为录音室室和听音音室设计计的吸声声器模块块，简单单而实用用。小格内填 25mmm 厚厚吸声棉棉。共振频率计计算：Fr = 5088 x SQQRT (P / dd.e)这里 P = 穿穿孔率d = 箱箱子深度度，cmme =

37、面面板厚度度 + 0.88孔径, cm穿孔率这样样计算:P=78.5(dd/D)2这里 D = 孔孔中心距距，mmmd = 孔孔直径, mmm|-D-|-O O|D|-O -O-d填入吸声棉棉后，会会影响理理论计算算值。下表是一个个典型的的吸声性性能。用用了三种种不同的的穿孔率率：0.5%(吸低频频)、5%(吸中低低频)、25%或以上上(宽频)。最后后一行，盒盒子深只只有5ccm，面面板6mmm厚穿穿孔率00.5%，充填填50mmm高密密度玻璃璃棉或岩岩棉。频率621252505001k2k4K8k25%0,280,671,000,980,930,980,800,605%0,600,690,8

38、20,900,490,300,5%0,40,740,530,400,300,140,160,100,5% (类型型 2)0,480,780,600,380,320,16三角形低频频陷阱下图所示为为一个三三角形低低频陷阱阱。两个陷阱叠叠起来，对对 800-1000Hzz的吸声声相当好好，可以以到1赛宾(1100%)。低低于这个个频率 (低约约一个倍倍频程)效果也也较好，但但计算困困难。角落薄膜吸吸声器另一种三角角形陷阱阱见下图图。使用用木质纤纤维板做做面板，反反射更多多的声波波，只吸吸低频。圆柱形陷阱阱平板吸声器器吸低频：吸中频：吸中、高频频：下表显示中中高频吸吸声器 (总厚厚度 55cm)的吸

39、声声特性，用用4mmm纤维板板。频率1252505001k2k4K无吸声棉0,300,360,200,190,120,05有吸声棉0,400,500,400,240,140,05宽频吸声器器宽频吸声器器放在墙墙角可以以有最好好的效果果，如下下图。图中均有详详细的数数据和说说明，有有兴趣的的朋友可可以自己己试制。希希望这篇篇文章能能给大家家提供一一些有用用的帮助助。=细说窗窗帘吸声声待从头头=这里所说的的窗帘，严严格地说说应称为为挂帘，因因为它早早已超越越了原来来的功能能，赋予予了它新新的内涵涵。挂帘，是最最常见的的吸声材材料，因因为它的的简单、实实用，因因为它的的装饰功功能，用用来调声声容易获

40、获得家人人的认可可。但这玩意虽虽然简单单但要真真正用好好它却不不简单。欲欲说究竟竟待从头头。解释挂帘的的吸声原原理有多多种理论论。可以用多孔孔吸声材材料来解解释，这这很好理理解，因因为它都都是由多多孔的织织物做成成，空气气穿过它它必然有有阻力，由由于空气气摩擦而而吸声。也有人用穿穿孔吸声声板原理理来解释释，因为为织物本本身有一一定大小小的孔，与与挂帘与与墙之间间的空气气层形成成亥姆霍霍兹共振振而吸声声。也可以用空空间吸声声体的原原理来解解释，因因为它悬悬挂在自自由空间间中，与与室内表表面上的的吸声材材料相比比，在同同样投影影面积下下，挂帘帘具有较较高的吸吸声效率率。这是是由于挂挂帘有更更大的有

41、有效吸声声面积（因因为两面面都暴露露在空气气中）；另外，由由于声波波在建筑筑物各面面之间多多次反射射，从而而被多次次吸收，使使吸声量量增加，提提高了吸吸声效率率。通常常以中、高高频段吸吸声效率率的提高高最为显显著。另另外，挂挂帘的表表面也有有空气流流阻，当当声波流流过挂帘帘表面时时也会由由于空气气摩擦而而吸声，同同样也提提高了吸吸声效率率。下面我们就就来探究究一下影影响挂帘帘吸声效效果的因因素。首先是材质质，不同同材质的的织物纤纤维间致致密程度度不一样样，容重重不一样样，因此此空气流流阻不一一样，吸吸声系数数就不一一样。通通常采用用具有一一定透气气性能的的纺织品品作窗帘帘、挂帘帘。就吸吸声效果

42、果而言，丝丝绒最好好，平绒绒次之，再再其次为为棉麻织织品；化化纤类吸吸声系数数较低。第二是厚度度和展开开度。厚厚度的影影响是显显而易见见的，不不再详述述。窗帘帘的张合合程度，声声学上称称展开度度，指折折皱面积积与总面面积之比比，对吸吸声性能能影响很很大。可可以这样样认为，挂挂帘的打打褶增加加了挂帘帘的有效效厚度。改改变它们们的皱折折程度，可可适当地地调整总总的吸声声量。这这里列举举国外文文献上某某窗帘在在不同展展开度时时的吸声声状况（以以10000Hzz时的吸吸声系数数a的大小小）进行行说明：当窗帘帘近乎完完全展开开，展开开度为77/8时时，a为0.222；当当折皱面面积占一一半，展展开度为为

43、1/22时，a为0.552。从从以上数数据可见见，挂帘帘折皱程程度越高高，吸声声能力越越强。如如果采用用多层帘帘幕，吸吸声效果果更好。因因此，应应使窗帘帘的折皱皱程度高高些，这这样既美美观，吸吸声效果果也比较较理想。第三是离墙墙距离。增增大挂帘帘与墙或或窗之间间的距离离，依据据1/44波长吸吸声原理理，可提提高低、中中频的吸吸声效果果。下面是一组组挂帘的的吸声系系数数据据，供大大家参考考。表中中数据显显示了面面料、空空腔、展展开度三三者与吸吸声性能能之间的的关系。帘幕材料空腔深度(cm)打褶程度(%)面密度(kkg/mm2)下述频率的的吸声系系数(HHZ)1252505001000200040

44、00灯芯绒10未打褶0.340.020.160.530.480.590.74101000.670.040.840.42102001.010.230.420.920.830.810.6120未打褶0.340.040.240.410.510.640.56201000.670.030.480.770.890.820.74202001.010.310.440.911.051.020.61平绒与红布布组成的的双层窗窗帘10未打褶0.460.030.660.53101000.910.120.440.830.880.810.65102001.370.180.661.011.090.951.1520未打褶0.

45、410.560.550.67201000.910.110.560.741.030.810.62202001.370.190.491.020.980.941.11挂在房间中中央未打褶0.460.110.290.560.770.981.09彩绒呢10未打褶0.380.040.110.460.660.751101000.750.130.310.650.770.891.121020010.850.870.951.02来福呢10未打褶0.270.040.060.150.370.520.66101000.530.10.350.580.70.771.12102000.80.260.510.850.80.99

46、1.11香罗帘10未打褶0.230.020.050.190.280.230.28101000.40.390.440.58102000.670.510.660.82云鳞绉10未打褶0.10.040.060.150.370.520.661010050.580.70.771.15102000.30.260.510.850.80.991.11棉布10500.50.070.310.490.810.660.54丝绒10500.770.140.350.550.720.70.65天鹅绒101001.550.50.630.670.70.640.37丝、罗、缎缎10500.380.390.370.15这里要提醒醒

47、大家的的是，挂挂帘不是是全频吸吸声器，在在进行吸吸声设计计时，最最好把它它作为一一种辅助助手段。另另外我们们一般所所说的挂挂帘的吸吸声系数数都是平平均吸声声系数，不不能完全全反映挂挂帘的吸吸声性能能，而要要依据上上表来计计算低、中中、高频频的吸声声量。=影响多多孔吸声声材料吸吸声系数数的因素素=声学处理离离不开多多孔吸声声材料，大大家也都都知道多多孔材料料能吸声声，也能能找到这这些材料料的吸声声系数，但但具体到到设计中中，选择择多大的的容重、确确定多大大的厚度度，很让让人困惑惑。现在在收集、整整理了一一些相关关资料，与与大家共共享。一、多孔材材料的吸吸声原理理多孔吸声材材料，如如玻璃棉棉、岩棉

48、棉、泡沫沫塑料、毛毛毡等具具有良好好的吸声声性能，不不是因为为表面粗粗糙，而而是因为为多孔材材料具有有大量的的内外连连通的微微小孔隙隙和孔洞洞。当声声波入射射到多孔孔材料上上，声波波能顺着着孔隙进进入材料料内部，引引起空隙隙中空气气分子的的振动。由由于空气气的粘滞滞阻力、空空气分子子与孔隙隙壁的摩摩擦，将将声能转转化为摩摩擦热能能而消耗耗掉了，因因而能吸吸声。多孔材料吸吸声的必必要条件件是：材材料有大大量空隙隙，空隙隙之间互互相连通通，孔隙隙深入材材料内部部。表面面粗糙的的材料，不不一定吸吸声，如如拉毛水水泥等，外外表粗糙糙但内部部致密，早早期在影影院墙面面上常见见，现已已不用。内内部存在在大

49、量孔孔洞的材材料也不不一定吸吸声，如如包装用用的泡沫沫，内部部有许多多泡沫但但相互独独立不贯贯通，有有很好的的减振作作用，但但由于空空气无法法进入材材料内部部，因而而不吸声声。二、影响多多孔吸声声材料吸吸声系数数的因素素大家都知道道，多孔孔吸声材材料对声声音中高高频有较较好的吸吸声性能能，但低低频的吸吸声性能能受各种种因素的的影响较较大。影影响多孔孔吸声材材料吸声声特性的的因素有有很多，一一般认为为主要是是：材料料的厚度度、容重重（密度度）、孔孔隙率、结结构因子子和空气气流阻等等。容重：每立立方米材材料的重重量。孔隙率：材材料中孔孔隙体积积和材料料总体积积之比。结构因子：反映多多孔材料料内部纤

50、纤维或颗颗粒排列列的情况况，是衡衡量材料料微孔或或狭缝分分布情况况的物理理量。空气流阻：单位厚厚度时，材材料两边边空气气气压和空空气流速速之比，反反映空气气通过多多孔阻力力的大小小。空气气流阻是是影响多多孔吸声声材料最最重要的的因素。流流阻太小小，说明明材料稀稀疏，空空气振动动容易穿穿过，吸吸声性能能下降；流阻太太大，说说明材料料密实，空空气振动动难于传传入，吸吸声性能能亦下降降。因此此，多孔孔材料存存在最佳佳流阻。在在实际工工程中，测测定空气气流阻比比较困难难，但可可以通过过厚度和和容重粗粗略估计计和控制制（对于于玻璃棉棉，较理理想的吸吸声容重重是122-488Kg/m3，特特殊情况况使用1

51、100KKg/mm3或更更高）。1、随着厚厚度增加加，中低低频吸声声系数显显著地增增加，但但高频变变化不大大（多孔孔吸声材材料对高高频总有有较大的的吸收）。厚厚度的选选择受制制房间环环境，不不可能很很大，综综合考虑虑性能、成成本、体体积等因因素，选选择5ccm较合合适。2、厚度不不变，容容重增加加，中低低频吸声声系数亦亦增加；但当容容重增加加到一定定程度时时，材料料变得密密实，流流阻大于于最佳流流阻，吸吸声系数数反而下下降。常用的容重重我们选选择500Kg/m3。3、多孔吸吸声材料料的吸声声性能还还与安装装条件有有着密切切的关系系。当多多孔吸声声材料背背后有空空腔时，与与该空气气层用同同样的材

52、材料填满满的效果果类似。尤尤其是中中低频吸吸声性能能比材料料实贴在在硬底面面上会有有较大提提高，吸吸声系数数将随空空气层的的厚度增增加而增增加，但但增加到到一定值值后效果果就不明明显了。 一般我们选选择空腔腔为5ccm-110cmm。同理理，要使使用窗帘帘吸声，窗窗帘也不不能紧贴贴墙面或或玻璃，建建议离墙墙10ccm。4、使用不不同容重重的玻璃璃棉叠和和在一起起，形成成容重逐逐渐增大大的形式式，可以以获得更更大的吸吸声效果果。5、多孔吸吸声材料料表面附附加有一一定透声声作用的的饰面，如如厚度小小于0.05mmm的塑塑料薄膜膜、金属属网、窗窗纱、防防火布、玻玻璃丝布布等，基基本可以以保持原原来材

53、料料的吸声声特性。使用穿孔面面材时，穿穿孔率须须大于220%，若若材料的的透气性性差时，如如塑料薄薄膜，高高频吸声声特性可可能下降降。低频频吸声系系数将有有所提高高。膜越越薄、穿穿孔率越越大，影影响越小小。相反反的例子子如音箱箱网罩，一一般都很很疏，孔孔较大，就就是要防防止网罩罩吸声影影响高频频。6、高温、高高湿会影影响材料料的吸声声性能。这这是由于于吸湿吸吸水后，材材料中孔孔隙减少少。首先先使高频频吸声系系数降低低，随含含湿量的的增加，其其影响的的频率范范围将进进一步扩扩大。相同材料不不同厚度度、容重重吸声性性能比较较实际设计使使用中，各各种制约约因素很很多，就就要综合合考虑厚厚度与容容重。

54、如如厚度受受限，要要达到同同样的性性能，就就要提高高容重。如如购不到到高容重重的材料料就要增增加厚度度。如压力区陷陷阱的设设计中，就就是用高高容重换换来了低低厚度。由由于驻波波在墙面面处声压压最大但但振动速速度最小小，而低低频吸声声性能与与材料中中空气流流速有关关，振动动速度小小流速就就小，同同样的材材料，由由于低频频流速低低，因此此低频吸吸声性能能较差。要要解决这这个问题题有两种种选择：一是增增加厚度度，因为为厚度越越大流阻阻越大，但但厚度太太大则压压力区陷陷阱的优优势便不不复存在在。第二二是提高高容重，在在厚度不不大的情情况下提提高流阻阻，方法法是将普普通的玻玻璃棉压压缩100倍制成成玻璃

55、棉棉板。多孔吸声材材料的吸吸声系数数可以用用实验方方法测得得，也可可以通过过复杂的的数学计计算得到到，已不不在我们们讨论之之列。我我们只要要掌握了了它的基基本规律律就能进进行定性性分析，然然后就可可以作出出合理的的设计。=音箱摆摆位细思思量=杜比、THHX都提提供了标标准的音音箱摆位位图，可可是实际际是只是是规定了了音箱与与听音者者之间的的方位（角角度），并并没有提提供与墙墙壁、天天花板、地地板的位位置关系系。一些些书籍和和杂志上上有各种种各样的的摆位原原则，但但都莫衷衷一词，让让人无所所适从。今今天咱们们就来细细细研究究一下，探探个究竟竟，多问问个为什什么。陈湘允博士士在新新音响杂杂志220

56、033年七月月号载有有喇叭叭摆位的的真相，大大家可以以看一下下，但我我觉得仍仍不够透透沏。这这是地址址： HYPERLINK /dr.chen/dr-chen.htm htttp:/wwww.ks-hiffi.ccom/dr.cheen/ddr-cchenn.httm根据我的理理解，音音箱的摆摆位主要要影响重重放的低低、中频频特性，使使频率响响应曲线线恶化，对对音质影影响很大大。那么么，决定定音箱摆摆位的因因素究竟竟有哪些些呢？一一句话，音音箱摆位位取决于于房间的的驻波和和墙面的的反射特特性。下下面听我我细细道道来。驻波的影响响声波在两个个平行的的表面持持续反射射，当频频率和振振幅均相相同、振

57、振动方向向一致、传传播方向向相反的的两列波波叠加后后形成的的波。波波在介质质中传播播时其波波形不断断向前推推进，故故称行波波；上述述两列波波叠加后后波形并并不向前前推进，故故称驻波波的现象象，称为为驻波。技技术上来来说这是是由房间间的模式式即房间间中空气气的震动动模式所所决定的的，所以以我们也也称之为为房间模模式。简简单地说说，驻波波就是房房间共振振。驻波容易出出现在两两个反射射面距离离为该频频率波长长一半的的整数倍倍的空间间内。对对于一个个给定的的距离，将将会有很很多的频频率可能能产生驻驻波。设平行墙面面距离LL米，驻驻波频率率fs=n(3444/22L)，n=11时称为为基波（一一次谐波波

58、），nn=2时时称为二二次谐波波，n=3时称称为三次次谐波声音看不见见，看一一下弦丝丝上的驻驻波吧。从从图中可可以看出出：1、驻波波中，振振动的振振幅在空空间有一一定的分分布规律律。2、不同同的激励励源可激激发不同同频率的的驻波（nfs）。类比弦丝上上的驻波波，房间间平行墙墙面间声声音不断断反射，产产生驻波波，在某某些区域域声压（SPL）值较高，在另一些区域声压值（SPL）值较低。上述区域分别成为波腹和波节。在波节处就听不到这一频率的驻波声音，而在波腹处听到的声音特别强。画出房间长度方向驻波的声压分布如下图，注意是声压分布图而不是波形图。复习一下中中学物理理，这是是弹簧振振子的受受迫振动动实验

59、装装置。弹弹簧振子子有自己己的共振振频率，但但稳定状状态下是是不振动动的，当当通过摇摇把给它它一个驱驱动力，它它就以自自己的固固有频率率开始振振动，停停止驱动动，由于于阻尼作作用（能能量有损损耗），振振幅慢慢慢减小，最最后停止止振动。同同理，房房间驻波波频率是是一定的的，但没没有激励励是不会会起振的的，研究究发现，当当音箱置置于驻波波节点位位置，就就不会激激励该频频率的驻驻波，这这是一个个很重要要的结论论，也是是我们分分析最佳佳摆位的的依据。驻波是听音音室的大大敌。就就象清水水中滴入入了墨水水，原本本纯净的的音乐声声音中被被加入了了附加的的成分，产产生了扭扭曲，有有了声染染色。而而且，驻驻波强

60、度度大，房房间阻尼尼不良时时衰减时时间很长长，使低低频混响响时间过过长，产产生隆隆隆声。消除平行墙墙面可消消除驻波波。驻波波能通过过低频吸吸声处理理来降低低，增大大低频阻阻尼，使使它振不不起来或或很快衰衰减掉，低低频平直直了，也也干脆利利落了。我们今天要要研究的的是利用用合理的的摆位，把把驻波的的影响最最小化。反射声的影影响音箱发出的的声音，有有两种途途径到达达人耳，一一种直线线传播到到人耳，称称为直达达声，另另一种经经过墙壁壁、天花花板、地地板等刚刚性表面面一次或或多次反反射到达达人耳，称称为反射射声。由由于反射射声经过过的路径径长，会会比直达达声晚到到，于是是产生了了时间差差（相位位差），