室內(nèi)聲學設計之聲場不均勻度和混響時間

一、室內(nèi)聲學設計之聲場不均勻度和混響時間

直達聲是指聲源發(fā)出的直接到達的聲音，直達聲總是第一個到達人耳，這是因為直達聲的聲程比反射聲短。除了直接的聲音以外，反射的聲音形成混響聲，這增加了室內(nèi)聲壓級。

直接聲音只與聲源的強度有關。聲源的功率越高，直接聲音的聲壓級就越大。如果需要降低直達聲，唯一的方法是讓聲源安靜。當在房間的地板上豎起阻擋直接聲音的屏障時，反射的聲音將從天花板反射，從而降低屏障的隔音能力。

如果天花板吸收聲音并減少反射聲能，則可以提高屏障的降噪效果。通過在房間的天花板和墻壁上安裝吸聲材料，可以吸收反射產(chǎn)生的混響聲，每增加一倍的吸聲量，混響聲就可以減少3dB。一般來說，混響對房間噪聲的貢獻是15dB。因此，通過使用吸聲最多可以獲得15dB的降噪效果。

描述房間混響效果的指標是混響時間，即聲源停止發(fā)聲后聲壓級衰減60dB的時間（秒）。室內(nèi)吸聲與頻率有關，因此不同頻率的混響時間不同。在降噪設計中應正確使用吸聲材料，以減少混響時間和噪聲。

混響時間與室內(nèi)吸聲之間有一個數(shù)學關系，即塞賓公式：T60=K*V/A，其中T是混響時間，V是房間容積，S是房間墻壁的總表面積。k是房間表面的平均吸聲系數(shù)（即吸聲系數(shù)與房間內(nèi)各種吸聲材料的面積之和除以總表面積）。根據(jù)塞賓公式，房間體積越大，混響時間越長。平均吸聲系數(shù)越大，混響時間越短。體積巨大的空間，如果不進行吸聲處理，混響時間會很長，室內(nèi)噪聲會增加?；祉憰r間的計算公式是基于理想的擴散聲場條件，與實際情況相差10 ~ 15%。因此，在降噪工程中不能完全依賴計算求得混響時間，房間的混響時間必須通過測量方法準確獲得，并且必須進行降噪設計和計算?；祉憰r間估計的不準確性可能導致3~5dB的降噪誤差。

對于相同的聲源，房間的體積越大，離聲源越遠，吸聲處理離聲源越近，噪音越小。房間容積的增加將不可避免地導致房間內(nèi)聲能密度和聲壓級的降低。然而，通過改變房間容積來降低噪聲通常是不可行的，因為噪聲降低與容積不成比例。房間容積增加，混響時間增加，并且噪聲降低是有限的。此外，翻修費用也大幅增加。離聲源越遠，直達聲越小，混響聲經(jīng)歷的距離也將增加，混響聲將減少，噪聲將降低。吸聲材料離聲源越近，吸聲效率越高，反射聲音被吸收的機會也增加，這有利于降低噪音。