2建筑物理-室内声环境

室内声环境第一节

自由声场与室内声场一、自由声场中声音的传播与声压的计算1、点声源——球面波当点声源向自由声场辐射声能时，距离声源r米处的声压级为：——距离增加1倍，声压级减少6dB。2、线声源——柱面波当线声源向自由声场辐射声能时，距离声源r米处的声压级为：——距离增加1倍，声压级减少3dB。3.面声源——平面波传播过程中波阵面保持不变，所以声能无衰减，声压级不变。

第二章 室内声场二、室内声场中声音的传播与特点与室外情况很不同，声波在室内会形成"复杂声场”。这时，室内声场将要受到封闭空间的体积、形状及各个界面的结构、材料等性质的影响，其主要特点是：声波在各个界面引起一系列的反射、吸收与透射；与自由声场有不同的音质，由反射声所决定由于房间的共振可能引起某些频率声音被加强或减弱；声能密度的空间分布不再符合平方反比定律三、声波在室内的反射和几何声学（一)声音在房间内的反射当一声源在室内发声时，声波由声源到各接收点形成了复杂的声场。任一点接收到的声音都可看成由三个部分组成：直达声：声源直接到达接收点的声音，不受室内界面影响，遵循距离平方反比定律。早期反射声：一般是指直达声到达后，相对延迟时间50ms（音乐声可放宽到80ms)内到达的反射声，对直达声起加强作用。混响声：在早期反射后陆续到达的，经过多次反射后的声音统称为混响声。有些场合除了直达声外，反射声统称为混响声。

（二)室内声波反射的几种情况室内声学中，常利用“几何声学”作图的方法，主要研究早期反射声（具体来说就是一次或二次反射声)的分布情况。几何声学的方法是忽略声音的波动性质，不考虑干涉和衍射现象，把声源向外辐射声能量以声线代替。声线表示声音的传播方向和路径。声线在遇到界面或障碍物时，部分能量被吸收，同时产生反射声。

（三)室内声音的增长、稳态和衰减当声源在室内辐射声能时，声线遇到界面，就有部分声能被吸收，部分被反射。反射的声能继续传播，将再次乃至多次被吸收和反射，就在空间形成了一定的声能密度。因此，从能量的角度，我们还要考虑室内声源开始发声、持续发声、停止发声等情况下声音的形成和消失的过程。

第二节

混响时间及其计算一、

混响与混响时间当声源在室内停止发声以后，声音不会立刻消失，而是要经历一个逐渐衰变的过程，或称混响过程。混响时间长，将增加音质的丰满感;但如果混响过程过长，则会影响听音的清晰度。混响时间短，有利于清晰度，但如果过短，又会使声音显得干涩，强度变弱，进而造成听音吃力。在室内音质设计中，常用混响时间作为控制混响过程长短的定量指标。混响时间——室内声场达到稳态后，令声源停止发声，自此刻

起至声压级衰变60dB所经历的时

间，记作T60，或RT，单位秒(s)。

二、

赛宾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:T60——混响时间（s)； V——房间容积（m3)；A——房间总吸声量（m2)；α——房间平均吸声系数；S1、S2…Sn ——室内各界面不同材料的表面积（m2)α1、α2…αn——不同材料的吸声系数（m2)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。混响室消声室第四节

驻波与房间共振生活中普遍存在着共振现象,即某一物体被外界干扰振动激发时,将按照它固有频率振动。激发频率越接近物体的固有频率,其振动的响应就越大。房间的共振现象——在室内,当声源发声时,如果激发起这个房间的某些固有频率,也会发生共振现象,使声源中某些频率被特别加强。此外,还会使某些频率的声音在空间分布上很不均匀,即某些固定位置被加强,某些固定位置被减弱。所以房间共振现象会对室内音质造成不良的影响。房间的共振可以用驻波原理来说明。驻波——驻定的声压起伏,由两列在相反方向上传播的同频率、同振幅的波相互叠加而形成。

驻波的形成图中竖线处，均是始终不

振动的点，声压为零，称为波

节;两波节间的中点处，有固

定的压力起伏，振幅达到最大，称为波腹。一维情况下，相距为L的两平行墙面之间产生驻波的条件是：矩形房间中，在声波作用下，也会产生一维、二维、三维空间上的驻波，或称简正振动，简正波。简正频率计算为:只要nx、ny、nz不全为零，就对应于一组振动方式。一个房间有无限多个简正频率;简正频率的值不是任意的，它与房间的几何尺寸有关。如，计算一个尺寸为7m×7m×7m的矩形房间的十个最低共振频率：从上表计算可知，某些方式的共振频率相同，如（1,0,0)、（0,1,0)、（0,0,1)几种方式的共振频率均为24Hz，即发生了简并现象。简并现象——某些振动方式的共振频率相同时，就会出现共振频率的重叠现象，称为简并。在出现简并的共振频率上，那些与共振频率相当的声音会被加强，造成频率畸变，使人们感到声音失真，产生声染色。尤其在矩形的小房间中，低频段最容易引起简并现象。克服简并现象的措施：改变房间的尺寸、比例和形状。房间长、宽、高的比值尽量选择为无理数，可有效地避免共振频率的简并。房间墙面或顶面做成不规则形状。布置声扩散构件；不规则的布置吸声材料。

琴房录播音室1录播音室2问题在野外时，点声源的传播有什么规律?在城市中，高、中、低频的声音哪个传播的更远?以下声音中，哪个听起来比较响：3Hz的70dB0Hz的