室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)--擴(kuò)散反射和擴(kuò)散體的尺寸

時(shí)間：

2021-10-22

作者：

思成舞臺(tái)設(shè)計(jì)

分類：

聲學(xué)知識(shí)

一、擴(kuò)散反射

房間內(nèi)表面如做凹凸不平的處理，可將聲波均勻的分布于室內(nèi)，使聲音比較均勻的增長(zhǎng)和衰減，從而使音樂(lè)和語(yǔ)言的固有音品有所提高,混響時(shí)間計(jì)算更為準(zhǔn)確。

二、擴(kuò)散體的尺寸

應(yīng)以入射聲波的波長(zhǎng)相當(dāng)，頻率越低要求擴(kuò)散體尺寸越大。

三、定向反射

1.利用具有一定重量/厚度/表面光滑的各種板制品，可將入射聲波定向的反射到所要求的區(qū)域，使室內(nèi)某點(diǎn)的聲壓級(jí)提高，同時(shí)提高語(yǔ)言的清晰度。

2.反射板的尺寸要求大于入射聲波的波長(zhǎng)，板的質(zhì)量要好，表面光滑。

四、.室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)中的擴(kuò)散場(chǎng)

1.聲學(xué)設(shè)計(jì)的擴(kuò)散場(chǎng)距離

直達(dá)聲壓按距離反比規(guī)律而衰減，混響聲可近似認(rèn)為在空間內(nèi)各點(diǎn)都相等，因此在離聲源的某一距離處，其直達(dá)聲有效聲壓與混響聲有效聲壓正好相等，這個(gè)距離稱為擴(kuò)散場(chǎng)距離rc：

封閉空間體積或界面的吸聲系數(shù)越大，擴(kuò)散場(chǎng)距離就越大。當(dāng)聲源在各方向輻射的指向性因數(shù)不同時(shí)，不同方向上的擴(kuò)散場(chǎng)距離也不同。如果聲源輻射無(wú)指向性，即Qθ呏1，這時(shí)各方向的擴(kuò)散場(chǎng)距離都相同,稱為混響半徑。

在小于擴(kuò)散場(chǎng)距離的區(qū)域內(nèi),直達(dá)聲大于混響聲,在允許誤差范圍內(nèi)，可以忽略混響聲（即反射聲）影響的區(qū)域，作為近似的自由聲場(chǎng)。反之，在大于擴(kuò)散場(chǎng)距離的區(qū)域，混響聲大于直達(dá)聲，稱為混響聲場(chǎng)。

2.聲學(xué)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)正方式

聲波在互相平行的一對(duì)剛性界面之間傳播時(shí)，如果距離為半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，就會(huì)產(chǎn)生共振。相應(yīng)的頻率稱簡(jiǎn)正頻率（或固有頻率、共振頻率），相應(yīng)的駐波傳播方式稱簡(jiǎn)正振動(dòng)方式，或簡(jiǎn)正方式。三維空間有一系列的各種類型的簡(jiǎn)正方式。關(guān)于簡(jiǎn)正頻率的計(jì)算式見(jiàn)室內(nèi)聲學(xué)。

3.聲學(xué)設(shè)計(jì)的擴(kuò)散聲場(chǎng)

當(dāng)封閉空間內(nèi)被激發(fā)起足夠多的簡(jiǎn)正方式時(shí)，由于不同方式有各自特定的傳播方向，因而使達(dá)到某點(diǎn)的聲波包括了各種可能的入射方向。在這種情況下,除了在擴(kuò)散場(chǎng)距離內(nèi)的自由聲場(chǎng)區(qū)和離界面1/4波長(zhǎng)范圍內(nèi)的固定干涉區(qū)以外，空間內(nèi)各點(diǎn)的聲能密度相等；從各個(gè)方向到達(dá)某點(diǎn)的聲強(qiáng)相等；到達(dá)某點(diǎn)的各波束之間的相位是無(wú)規(guī)的。具備這樣特性的聲場(chǎng)稱為擴(kuò)散聲場(chǎng)。

理想的擴(kuò)散聲場(chǎng)是難以獲得的。特別在低頻段,被激發(fā)起的簡(jiǎn)正方式較少，到達(dá)某點(diǎn)的聲波入射方向不夠多，各點(diǎn)聲能密度的起伏也比較大。此外，當(dāng)界面有大塊面積的表面聲阻抗率相差很大的材料時(shí)，也會(huì)使空間內(nèi)的聲場(chǎng)不均勻。這種情況稱為聲場(chǎng)不擴(kuò)散或擴(kuò)散不良。為了獲得較好的聲場(chǎng)擴(kuò)散條件，特別對(duì)于混響室或?qū)ｉT測(cè)試噪聲的實(shí)驗(yàn)室，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采取以下措施：①使實(shí)驗(yàn)室有足夠大的體積;②使實(shí)驗(yàn)室有良好的布局;③在室內(nèi)增加適當(dāng)?shù)墓潭ɑ蚧顒?dòng)的擴(kuò)散體。

4.聲學(xué)設(shè)計(jì)的聲場(chǎng)衰變

聲源一停止發(fā)聲, 封閉空間內(nèi)各處的平均聲能密度就按指數(shù)率逐漸衰變。聲能密度衰變到原來(lái)的百萬(wàn)分之一時(shí)所需的時(shí)間稱為混響時(shí)間?；祉憰r(shí)間的長(zhǎng)短與空間體積成正比，而與空間內(nèi)聲吸收成反比。

不同類型的簡(jiǎn)正方式有不同的指數(shù)衰變率（或混響時(shí)間）?？偟乃プ冞^(guò)程不是單一的指數(shù)衰變規(guī)律，同時(shí)空間內(nèi)不同點(diǎn)的衰變率也往往有較大的差異。這種混響時(shí)間的不均勻性和衰變率的不規(guī)則性是與聲場(chǎng)擴(kuò)散不良緊密聯(lián)系的。

當(dāng)聲場(chǎng)擴(kuò)散不良時(shí)，室內(nèi)各點(diǎn)聲壓值和混響時(shí)間的起伏都比較大。這時(shí)，在實(shí)際聲學(xué)測(cè)量中，只有在較多的測(cè)點(diǎn)求出多次測(cè)量的平均值，才能得到較為準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

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室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)—聲場(chǎng)、自由聲場(chǎng)、近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)

室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)—噪聲

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