第四章 室内声学
4-1 室内声的组成
1．直达声和反射声
2．前期反射声和混响声
延迟不超过50ms的反射声计为前期反射声
4-2 闭室的混响声与混响时间
1．闭室的简正频率：反射声在室内往返传播要产生干涉引起驻波现象。这些复杂的驻波现象可看成是由许多简正波叠加组成，每一简正波都有其对应的简正频率，或固有频率：
f0=C0
2
(
nx
l x )2+(
n y
l y )2+(
n z
l z )2
式中l x、l y、l z为室内长、宽、高，C0为声速, n x、n y、n z为零或正整数2．简正频率特点
（1） 相邻简正频率间的平均频率间隔断△f：△f≈
C03 4πV f2
f为计算△f处频率Ｖ为闭室容积
在相对的低频，简正频率之间间隔较大；而随着频率的增高，简正频率的分布密度会逐渐增加，例如：长×宽×高＝10米×6米×4米
fo : 17.2 ; 28.7 ; 33.4 ; 34.4 ; 43 ; 44.8 ; 46.3 ; 51.6 ; 51.7 赫兹
(2)染色现象：如只有个别的频率分量能激发出简正波，会使室内的声音在这些个
别频率分量上突出地加强和拖尾，导致一种在听觉上的染色现象。容积小的闭室低
频就是如此。
(3)房间应有的起码容积Vmin≥4λ3max
λmax声音频谱中最低频率分量所对应的声波波长(米)
对一个矩形闭室,其长、宽、高比例最好取无理数，切忌整数倍避免发生过多的简并现象。扬声器箱内尺寸亦如此。最好按黄金分割1.618 : 1 : 0.618
3.混响时间(reverberation time)
混响时间定义：声源停止后，声压级减少60dB所需的时间。对小型录播室：0.5秒；礼堂、影院：１秒；剧院、音乐厅：1.5秒。
在一闭空间内，当某一频率或频带的声音在声源已被停止后，在此闭空间内声压级减少60dB所需要的时间Ｔ60，叫混响时间。
房间愈大，房间内吸声量愈小，混响时间愈长，反之就愈短。
４．赛宾公式：赛宾是建筑声学创始人，他在本世纪初设计了波士顿音乐厅，至今仍是一座建筑声学经典作品。
赛宾公式：T60≈KV
A=
0.161V
a ?S
(K为与温度有关的常量，常温下K≈0.161(秒/米),V
为闭室容积,S为表面总面积,A-室内的总吸声量A＝a S，a为平均吸声系数,)当考虑到空气对声波的衰减率m
修正公式(1932年努特森提示):T60≈
0.161V
-Sln(1－
a
)+4mV式中m为空气对声波的衰减
率（1/米）ln=loge
当声音频率小于1KＺm≈0
5.扩散声场和混响衰减特性：（diffuse field）
（1）扩散声场理想条件：
①空间各点声能密度均匀;②从各个方向到达某一点的声能流的几率相同;③由各方向到某点的声波的相位是无规的.
(2)混响声场有二种含义:
① 相同于扩散声场;
② 声源在一定大小的空间中稳定地辐射声波时,空间内声场由直达声和混响声选加组成。邻
近声源处以直达声为主，远离声源处则混响声占优势。直达声级与混响声级相等的点到声源的平均距离称混响半径；大于混响半径以外的声场有时就称作混响声场。混响声场可以在混响室中近似达到。
③ 各种混响衰减特性：
∑(对数座标) ∑(对数座标) ∑(对数座标) 声能密度
声源停止发声声源停止发声声源停止发声
甲良好的混响衰特性乙折线式不良混响衰减特性丙停顿式不良混响衰减特性当房间的扩散处理不好时,有可能出现混响衰减的不连续性,引起听觉有类似回声的感觉. 6．混响时间与人的听音效果
过长混响时间使人感到声音发生“混浊”不清的感觉，使语言听音清晰度降低，甚至根本听不清；混响时间太短就有“沉寂“的感觉，声音听起来很不自然。例如一般小型播音室及录音室，最佳混响时间在0.5秒或更短一些。主要供演讲用的礼堂或电影院在1秒左右，主要供演奏音乐用小剧院和音乐厅在1.5秒左右。
7．消声室和混响室
消声室：T60≈0
混响室：T60≈∞
§4-3室内吸声处理与常用吸声材料和结构
吸声材料(或吸声结构)按频率特性分类
x 吸声系数 a a a a
f 频率
甲全频带吸声中高频吸声高频吸声中频吸声低频吸声
1.多孔材料：吸声材料存在许多形状复杂的孔洞,统称多孔材料,其吸声机理是孔中空气质
点在声波作用下振动产生粘滞性磨擦,纤维材料发生形变产生的内摩擦等因素而消耗了声能的能量.
多孔材料吸声系数随其厚度的变化示意图背后空气层厚度对多孔吸声材料吸声系数的
影响(多孔材料厚25MM)
2.穿孔板结构:
在金属板、薄木板、水泥板、石膏板上
穿以一定密度的圆孔，并在其后设置一定
厚度的空气层和适当的多孔吸声材料，就
构成了穿孔板吸声结构。
在声波入射时，孔中的空气质点将在
该声学系统的谐振频率附近的频率上激烈
地振动起来，（即谐振起来），这时空气质
点与孔壁以及其后的多孔吸声材料发生剧
烈的磨擦，因而表现出较大的吸声系数和；
背后空气层不太厚时穿孔板的谐振式吸声特性
其吸声频率特性表现出明显的谐振特点：
a
f 背后的吸声材料增加时穿孔结构 背后空气层很厚时，穿孔板结构 谐振频率减低吸声系数增加 呈现宽频带吸收特性
“微孔”（厚度小于1mm,孔径小于1mm,穿孔率为（1-3）%）穿孔板结构的吸声系数较大，而且吸声频带较宽，很受建筑业欢迎。
3.共振板结构
用胶合板，木纤板等具有一定弹性
的薄板大面积的钉在龙骨上以便使板
后留有一个空气腔，这样板材与空气层
便组成一个共振吸声结构。当声波传来
时，将激起该系统发生振动，从而消耗
一部分声波的能量达到吸声的目的。
估称公式：f0≈600
ML
(赫)f0为共振板结构共振频率
M－板的单位面积重量（公斤/米2） L－板后空气层的厚度（厘米）
通常选在（80～300）赫这个范围内作为低频吸收，其吸收系数可做到（0.2～0.5）
4.帘幕：
多孔（通气性能好的）纺织品可以看
成是薄的多孔吸声材料。若贴硬墙面悬挂
时，只起高频吸声作用；若距墙面一定
间距悬挂，帘幕将起到中、高频吸声作用。
因此帘幕的悬挂位置应精心选择，切忌
贴墙悬挂，以免过量吸收声音的高频成
分。
帘幕悬挂位置对其吸声特性的影响
§4-4音质设计
作音质设计，首先考虑混响时间，此外还要考虑增加有益的反射声，减少或削除无益的反射声
1.最佳混响时间：房间内比较理想的混响时间称为最佳混响时间。最佳混响时间一般是响度要求和清晰度（语言或律音清楚）要求之间折中的结果，在音乐方面还要求丰满、温暖、扩散等，因比，最佳混响时间要根据房间使用目的有所不同。
最佳混响时间指的是500－1000
赫的混响时间（听众在场）。无听众
时较高，理想的情况是在1000赫以
上的混响时间不变，在500赫以下的
混响时间可逐渐加长。
各种建筑物最佳混响时间
2.体形
大型厅堂的体形对音质有相当影响。常用的有三种：矩形、扇形和马蹄形。
（1）矩形厅堂使用范围很大，
小体积的厅堂都可作成矩形，后墙
把声音反射到前面形成回声，左右
墙的反射有助于厅堂内的扩散，声
音从各个方向传来，有置身音乐之
中的感觉。但体积过大两壁反射可
能形成颤动回声对听众要形成干
扰。矩形厅堂加楼厅最好容量不超
过2500人。
（2）扇形厅堂的好处是最远的
听众到舞台比较近，左右不平行的
墙面不至发生共振，使听众容易得
到直达声与混响声的平衡：
缺点是直达声到达后很久才能听
到反射声（因为墙的第一次反射声
很少），这个空当减少了有用的反
射声，大大降低了声音的质量。
如希望容量大而使用扇形平面，必须使用反射面等办法增加近期反射声以保证清晰度和其它声学要求。
（3）马蹄形平面在国外是传统设计，再加多层眺台可以有效地使听众移近舞台，这对讲演或歌剧都很重要。其弯曲表面须用吸声材料或作适当设计使其不至于形成声焦点。一个办法是用平面代替弯曲表面成为六角形。
3.屋顶和地面
屋顶不太高就可成为非常好的产生近期反射声的表面，不可浪费掉，一般可把它设计
成几块把声音反射到厅内不同区域
的表面。也可以使这几个反射面除向厅
后面反射外，也向左右反射，这样可增
加厅内扩散和空间感。近来研究证明自
左右反射来的声音使听者感觉声音是在
较大空间内听到的，此外地板要渐渐升
起（眺台地板也应如此）以保证听者的
直达声线，上图说明这个原理，全场可
得到直达声和早期反射声、声音清晰、
融合。
增加全场清晰度的顶棚和地板设计
建筑声学创始人赛宾根据这些考虑，本世纪初设计的波士顿音乐厅至今仍是世界上音质最佳设计之一。
4.焦点与回声
音质设计要避免焦点和回声
早期建筑喜欢用凹面，
从建筑艺术上说，凹面显得
柔和可取，但凹面要产生焦
点，使声音突出地集中，而
在其他点又会使强度不足，
这是音质设计的大缺点，千
万不可使用。如果从大的设
计上，要用凹面，（如在马
蹄形的平面设计中或矩形
设计两厅上）要注意焦点不
可在室内。
对音质不利的焦点和回声
在布置眺台，厅内装饰等等时必须注意把凹面的焦聚作用破坏，以免产生严重的焦点现象。此外，在内部设计中也要避免特大的反射面，以免产生强度突出的反射，形成对听众干扰的回声。
5.露天剧院和音乐壳
（1）露天剧院：在农村，剧院一般是露天的这一方面是经济问题，另一方面是我国传统。（如颐和园内大戏院）
露天剧院的要求：首先是没有交通噪声的干扰，理想地址是在小山坡上作出一排一排
台阶，成为视线、声线都很好的观众席。利用现有地理条件，观众席需要的投资就很少。
主要建筑是舞台和音乐壳。
（2）音乐壳的目的是把音乐有效地反射到观众席去，可以根据几何声学的原理安排反射面，此外音乐壳也使乐队成员和演员互相听得清。
好莱坞露天剧院和音乐壳就是一个成功的设计。露天剧院没有混响，只有早期反射声。
还有一种设计是只有顶的音乐厅，听众分布在周围360度，乐队在中央，其优点是听众离得近，用顶作有益的反射在一个2800坐位的棚里，最远听众只有15米，周围曾有12000人旁听交响乐，这种设计只适用于音乐。
§4-5混响时间的测量
①声压指数衰减、声压级直线衰减
只有一个简正振动方式
两频率相近简正振动方式同时存在
多个相近频率简正振动方式同时存在
瞬时声压波形与对应的声压级
2.混响时间测量装置原理图
（1）测量要求：①声源应有一
定宽度的频谱或一定脉冲性，以便充
分激发出闭室的简正方式。测量常用
白噪声（频谱为平直的噪声），粉红
噪声（频谱为－3dB/oct规律的噪声）
以及枪声、击掌声等脉冲声。
测量房间混响时间装置示意图
（2）按频段进行测量即可得到混响时间和频率特性。
在电平记录仪前接
入对应频率的通常滤波
器。三分之一和一个倍频
程滤波器是常见的滤波
器。将各个频段测量得到
的混响时间值在频率坐
标纸上连成曲线，即得混
响时间的频率特性。
一个特性好的播音室 一个特性不好的播音室
倍频程：(octave)
倍频程也称八度，它是声学中声音频率的一个相对尺度。所谓高一个倍频程或低
一个倍频程就是分别为频率高一倍或低一倍。用数学方式表达就是f
f0=2
n 式中f
为参考频
率，n为倍频数，可正可负，也可以是分数或整数。如n=1就称一个倍频程，n=1
3就称
1
3倍
频程。在声频范围内常用的倍频程频率有：63，125，250，500，1000赫芝等等。常用的1 3
倍频程的频率有16，20，25，31.5，40，50，63，80，100，125，160，200，250赫芝等等。
(3)声源设置在房间的角落处，声源与测量点之间的距离应足够大，这样传声器才能得到充分的混响声。
(4)要在室内不同地点进行重复测量，取平均数。
(5)声源应有足够大的功率，能得到较大的混响衰减动态，使混响时间的折算更准确。
(6)测量传声器应是无方向性的，测量的混响声应包括各个方向上的简正方式。
§4-6室内声学比、房间常数、混响半径
1.声学比：(acoustic ratio)
室内某点的声学比是在该点的混响声强与直达声强的比，表示该点声场漫射的程度。
当声源连续稳定发声时，如果扩散良好，室内各处的混响声的声能密度应该是相同的，但直达声的声能密度会随距离的增加而减弱，于是混响声强与直达声强的比例会因地而异，为了定量描述这一现象，引出了“声学比”这一参量。
2.房间常数R
R=Sα
1-α式中S为房间中总表面面积，α为表面上的平均吸收系数，房间常数的单位是
米2，R是计算房间内混响声有关的一个常数。
3.混响半径r0
r0=1
4
R
π其中R为房间常数。令接收点到声源的径向距离为r 当r＞r0时混响声起主要作用
当r＜r0时直达声起主要作用
当r=r0时直达声与混响声的大小相等
又：当R相当小r0就小，那么房间中大部分区域是混响声场
当R相当大r0就大，那么房间中大部分区域是直达声场
由此可见房间常数是描述房间声学特性的一个多么重要的参量。
§4-7隔声和隔振
隔声措施的一般原则：
为了保证演播室、厅堂的安静，须采取措施隔绝外界噪声的传入。外界噪声包括城市噪声(交通、人声等)，建筑物内其他房间的噪声以及空气调节系统产生的噪声等。外界噪声传入室内可以通过下面两个途径：
1.隔声：室外空气声经过空气媒质传到本室墙壁外侧又透过墙壁(引起墙振动)传进来的噪声，以及经过门缝窗隙、空调管道等空气孔洞传入的噪声。常把对“空气声”的隔绝称之为“隔声”。
2.隔振：固体声途径，它是指与本室有着建筑上的固体联接的其他建筑部分受到冲击产生振动后，又沿着上述固体联接部分传入室内的噪声，常把对“固体声”的隔绝又称为隔振。
3.透声系数τ和空气声隔声量TL：
声波在空气中传播，当遇到屏障物(如墙壁)时，一部分能量被反射出来，另一部分进入该屏障物，这些进入屏障物的声能中有一部分会被屏障物吸收(变成热能耗散掉)，还有一部分透过屏障物继续到空气中传播下去。为了描写屏障物透过声能的状况，可用“透声系数”(又称“传声系数”、“传声率”)这一参量。其定义：
τ=Wτ
W in=
Iτ
I in
其中：τ为屏障物的透声系数，W in为入射到屏障物的声功率，I in为入射到屏障物的声强，Wτ为屏障物透出的声功率，Iτ为屏障物透出的声强。
隔声量(又称透声损失或传声损失)TL=10Log
101
τ
(dB)
4.常见建筑结构的隔声特性
(1)单层密实均匀结构的隔声
这里所说的单层密实均匀结构指的是单层的砖墙、钢筋混凝土构件以及钢板、木板等。当声波入射到这些构件上时，引起它们的振动，振动的构件再作为一个新的声源向另一面辐射声波就是它的透声原理。估算单层构件隔声量的经验公式：(是频率的函数)
TL=20 Log
10m+20 Log
10
f－43(dB)
式中：TL为单层构件隔声量(dB)
m为构件的单位面积质量(千克/米2)
f为声波频率(赫)
薄而轻的构件是不宜作隔声材料的(注意! 这与吸声不同)
(2)双层密实均匀结构的隔声
在两层密实结构中间空出一定距
离，就成了双层结构。它比相同质量
(相同重量)的单层结构隔声量要大
，这是因为层中的空气与双层结构的声阻抗相差很大，声波在它们的分界面处将产生明显的衰减之故。空气层一般多取8～10厘米。
双层结构比同质量单层结构［即
m=m
1+m
2
］的隔声量增多一个△TL
空气层厚度(厘米)
4.固体声的隔离措施－隔振
在建筑中常用的弹性衬垫材料有钢弹簧、隔振软木(不是天然软木)，玻璃棉毡、矿渣棉毡以及橡胶制品等。在实用上这些材料都有标准型材料规格以及有关参数提供，设计使用还比较方便。
§4-8声波的反射和透射
声波在一个媒体中传播，当遇到另一个媒质的界面时就会产生反射和透射，即一部分声波能量被反射回原先的媒质，另一部分能量会透射到另一个媒质中去。反射波和透射波的声压和声强的大小与两个媒质的特性阻抗、声速以及入射声波的角度(指与交界面法线方向的夹角)有关。
1.定义：声压反射系数R=P r
P i P i为入射声波的声压幅值
声压透射系数T=P t
P i P r为反射声波声压的幅值
P t为透射声波的声压幅值
令媒质Ⅰ和媒质Ⅱ的分界面的坐标为X=0
设入射声波沿+X方向传播则
P i=P iA e j(wt-kx)
P r =P
rA
e j(wt+k1x)
P t =P
tA
e j(wt- k2x)
因为声波在两个不同的媒质中传播，具有不同的相速度，式中
k1＝ω
c1k2＝ω
c1
c1、c2分别为声波在媒质1、2中的声速
声波在边界上应满足的边界条件：
①声压在分界面处是连续的即X=0处P i + P
r = P
t
②分界面处的质点法向速度应相等即X=0处V i + V
r = V
t
∴P i+P r
V i+V r=
P t
V t∵
P i
V i=ρ1C1
P r
V r=ρ1C1
P t
V t=ρ2C2
∴ρ1C 1
P i +P r
P i －P r
=ρ2C 2 ρ1C 1 P i +ρ1C 1 P r =ρ2C 2 P i －ρ2C 2 P r
∴声压反射系数 R=P r P i
=
ρ2C 2－ρ1C 1
ρ2C 2+ρ1C 1
声压透射系数T=P t P i =
P i +P r
P i =1+R=2ρ2C 2 ρ2C 2+ρ1C 1
讨论：①当ρ1C 1=ρ2C 2时 R=0 T=1 全透射
②当ρ1C 1＞ρ2C 2或ρ2C 2＞ρ1C 1 声压反射系数为实数
ρ2C 2＞ρ1C 1 称为硬边界 此时R ＞0入射波经界面反射后，反射波
声空气→墙壁 压相位空气与入射波同相位 ρ2C 2＜ρ1C 1 称为软边界 此时R ＜0反射波与入射波相位相差180度 墙壁→空气
③ρ2C 2》ρ1C 1 R=1 T=2 如钓鱼者不能有响声。 §4-9声波的干涉和叠加
当声场中某位置同时接收到两个声源传来的声波时，则由波动方程的线性条件可知两列声波合成声场的声压等于每列声波的声压之和。
1.当两列声波的频率相同时，就会产生干涉现象，叠加后声场的情况取决于该两列声波的位相关系。令两列声波振幅为P A ，相位差为φ P1=P A Sinwt P 2=P A Sin(wt+φ)
Sin α±Sin β＝2Sin 12 (α±β)·Cos 1
2 (α ＋β)
根据叠加原理：P=P 1+P 2=2P A Sin(wt+
φ2 )·Cos φ
2
当φ=0时 P=2P A Sinwt 合成声压振幅2倍于单一波 当φ=π P=0 说明两列波反相振动 当0＜φ＜π时 合成声压振幅为2 P A Cos φ
2
2.当两列声波的频率很接近时，即w , w 2相差很小
P ＝P 1+P 2＝P A Sinw 1t ＋P A Sinw 2t ＝2P A Sin(w 1+w 2
2 t) ·Cos(w 1－w 22
t) 以上被看作为频率是
f 1+f 2
2 的声波，而振幅是2 P A Cos(w 1－w 22
t)变化的声波，由于w 1与w 2相差小，听起来有高有低的现象称之为“拍”。
3.两列多频率声波或无规噪声的叠加，则它们的相位关系极其复杂，难以得出声压叠加后的具体表示式，而只能从能量相加的角度来计算叠加后的声压的均方根值。因为能量与声压的平方成正比，所以叠加后的声压的方根值为： P e = P 1e 2+P 2e 2
式中P 1e 2 ，P 2e 2分别表示两列声波的均方根声压值。 对n 列声波：P e =
P 1e 2+P 2e 2……P ne 2 P e 2
=Σn
i =1P ie 2
［例］如车间有几台机器发出噪声，在某点分别测得各台机器单独噪声级分别为L 1，L 2，
L3，L4，……L n
∵L i=SP i L=20Log
10
P i
P ref=10 Log10
P i2
P2ref
∴P i2=P ref210Li
10
P i2
P2ref
=10
Li
10
∴总声压级Lp=10 Log
10Σn
i=1
P i2
P2ref
=10 Log
10
Σn
i=1
10
Li
10
对n个相同声压级的噪声源：
Lp=10 Log
10n×10
Li
10=10 Log
10
n+10 Log
10
10
Li
10=10 Log
10
n+Li
例：∵L=10Log
10(Σn i=110
Li
10)=L i+10Log
10
n
①若n=2 则L=L i+10Log2=L i+3
②若n=4 则L=L i+6
③若n=8 则L=L i+9(dB)
④若n=16 则L=L i+12(dB)
⑤若n=32 则L=L i+10Log32= L i+15(dB)
⑥若n=254 则L=L i+10Log254= L i+24(dB)
§4-10声波的绕射
当声波遇到障碍物除了部分能量被反射回去，还发现在障碍物后面仍有声振动，这说明声波具有部分地绕过障碍物的本领，此现象称为绕射。
绕射的现象是与声波的波长和障碍物的大小密切相关的，若障碍物不大于波长，绕射显
著。若障碍物大于波长，
尽管还有绕射，但在障
碍物后面形成声影一无
声区。
室内声场设计 一声场不均匀度和混响时间 声源发出的直接到达的声音是直达声，直达声总是最先到达人耳，这是因为直达声比反射声的声程短。除了直达声以外，反射的声音形成了混响声，使室内声压级增加。直达声只与声源强度有关，声源功率越大，直达声声压级越大，如果需要降低直达声，唯一的方法是使声源安静下来。房间地面上立有阻挡直达声的屏障时，反射声会从天花反射过来，使屏障的隔声能力下降，如果天花吸声，减弱了反射声能量，屏障的降噪效果能够提高。在房间天花和墙壁上安装吸声材料可以吸收反射产生的混响声，吸声量每增加一倍，混响声可以降低3dB。一般来讲，混响声对房间噪声的贡献为15dB，因此，采用吸声最多可以获得15dB减噪效果。 描述房间混响效果的指标是混响时间，它是室内声源停止发声后，声压级衰减60dB所经历的时间，单位是秒。室内吸声与频率有关，因此，不同频率的混响时间不同。在减噪设计中需要正确地应用吸声材料，降低混响时间，降低噪声。 混响时间与室内吸声存在数学关系，即塞宾公式：T60=K*V/A ，其中T是混响时间，V 是房间体积，S是房间墙面的总表面积，K 是房间表面的平均吸声系数（即房间各种吸声材料吸声系数与面积乘积的和再除以总表面积）。由塞宾公式可以看出，房间体积越大混响时间越长；平均吸声系数越大，混响时间越短。体积巨大的空间，如果不进行吸声处理的话，混响时间会很长，使房间噪声增加。 混响时间计算公式是建立在理想扩散声场条件下的，与实际情况会有±10~15%的误差，因此，在降噪工程中不能完全依赖计算求得混响时间，必须使用测量的方法准确地获得房间的混响时间，并进行降噪设计和计算。估算混响时间的不准确性可能会导致3~5dB的降噪误差。 对同样的声源，房间的体积越大、距离声源距离越远、吸声处理越靠近声源，噪声就越小。房间体积增大，势必导致声能在房间中的密度变小，声压级降低。但是通过改变房间体积的方法降低噪声通常是不可行的，因为噪声降低并不与体积成正比关系，房间体积增大，混响时间增大，噪声降低有限，而且改造的成本也显著增加。越远离声源，直达声越小，而且混响声所经历的距离也会增加，混响声降低，噪声降低。吸声材料距离声源越近，吸声效率越高，反射声被吸收的机会也增加，对降噪是有利的. 二室内声场设计及装修注意事项 (一)声场设计 一个声场的基本设计应包括隔声处理，现场噪声的降低，建筑结构的合理要求，声均匀度的实现，声颤动、聚焦、共振反馈等问题的解决，室内混响的正确计算。 1.建声原则: 混响合理，声音扩散性好，没有声聚焦、没有可闻的振动噪声、没有死声点。 2.室内装修:色调不能导致会议或演出时太昏暗,避免扩声区域内出现中空较大或支撑较差的腔体结构,避免大面积玻璃窗，不要将石膏天花板直接安装在铝合金槽里,必须要加吸音、隔音材料；铝合金槽最好上胶加固。 (二) 室内声学特性的基本要求 1.具有合适的响度:礼堂（以语言为主）大于85dB；歌厅（音乐厅）大于103dB；迪厅大 于110dB；会议室大于80dB。 2.声能分布均匀: 在观众席的各个座位上听到的声音响度应比较均匀；通过音质设计， 应该能使观众席各个区域的声压级差别不太大，室内声场不均匀度应控制在高低约3dB～6dB之内。 3.满足信噪比要求: 噪声对人们的正常听觉产生干扰和掩蔽作用。不同用途的室内听音环
音响技术AVtechnology专业音响 从经济角度和可行性实用角度来看，为欣赏高保真音乐及影视节目，采用专业的建筑声学技术设计和建造昂贵的听音环境是不可行的。因此，小型听音室的声学设计应采用能达到一定的建筑声学指标、一定的视听环境要求，满足人们生理和心理的一定要求而造价不高的声学设计方法。 1 小型听音室的音质要求 小型听音室的音质是由声源的音色结构、电声系统的质量、室内的声学条件、聆听者的音乐修养及心理因素等相互作用的结果。根据环绕立体声或立体声音响效果，小型听音室的用途主要有3种：一是以欣赏音乐为主的小型音乐厅，可采用3/2方式的A环绕立体声系统，要求混响时间稍长；二是以看DVD 影碟或电影录像为主的小型影院，可采用5.1方式的AV环绕立体声系统，要求混响时间稍短，以保证电影的对白清晰；三是以看戏剧、杂技、球类比赛等为主的室内小运动场，可采用Cinema DSP环绕立体声系统，要求混响时间在0.35~0.5 s，根据需要还可采用人工混响技术提供各类不同的声环境感和空间感。 2 小型听音室的环境设计 小型听音室的环境设计可采用下述步骤。首先，选择合理的房间和位置，最好远离交通干道或繁华街道。其次，合理设计房间的容积、形状及长、宽、高的比例，最好满足黄金分割率，即房间的长、宽、高比例为1.618∶1∶0.618。良好的小型听音室容积建议设计在90~120m3，较大的容积可获得更好的音质。小型听音室允许混响时间为0.35~0.5s，要求在125~4000Hz频率范围内具有平直的或者低频平直、高频稍长的混响时间频率特性，并且不得有低频嗡嗡声、高频咝咝声或颤动回声等缺陷，使混响时间测量值和选取值的允许偏差在±0.05s范围内。然后按照要求的混响时间计算出所需的吸声量，根据吸声量决定吸声材料的选取、规定他们的布置和安装方法，并兼顾美学效果进行室内装修，以达到声学设计的要求。 许多典型房间的室内平均混响时间的实测结果总是偏长。用125Hz的音频信号频率实测，40m2的客厅平均混响时间约为0.67s；15m2的卧室平均混响时间约为0.53s。虽然放置软椅、沙发等家具能减小一点混响时间，但仍不能满足设计要求。并且室内噪声级较高，楼板隔振也不好，因此直接用作听音室，其音质不会太令人满意，有必要进行改建或装修，以改善其音质。 3 小型听音室的混响时间 通常听音室在保证语言清晰的条件下，要求声音圆润、丰满。为满足混响时间的要求，房间需进行声学处理，即在不同位置铺设不同类型的吸声材料或吸声结构。声学处理的材料应就地取材，室内吸声结构的分布要兼顾声学和建筑的要求。听音室的容积大一些有利于声学设计，有利于减弱低频共振的不良影响。如音质要求较高的听音室容积取160m3，中频混响时间为0.4±0.05s，室内噪声级要求35~40dBA。这时在听音室内听音效果较好的下限频率约为100Hz。若房间的长度(L)、宽度(W)、高度(H)的比 小型听音室的声学设计 [摘 要] 小型听音室的声学设计应采用能达到一定的指标和要求并能满足人们需求而造价不高 的声学设计方法。文中从小型听音室的音质要求、环境设计、混响时间、低频混响时 间和音质设计，以及听音室的声学处理几方面作介绍。 [关键词] 小型听音室 音质 混响时间 声学处理 钱巧芳 陈金坤
噪声治理课程第二讲室内声学及混响时间 1、声音的传播 1.1 声音在室外的传播 在室外，声音将不断传播开去。随着传播距离的增加，由于能量分散开来，声压级不断下降，理论上，对于点声源，离声源距离增加每两倍，噪声下降6dB。若某机器设备1米处的噪声为100dB，那么距离它100米远（相当于距离增加约7个两倍），那么噪声将下降40dB,降低到60dB，距离它1公里远（相当于距离增加约10个两倍），噪声将下降60dB，变为约40dB。另一方面，大气对声音也有吸收作用，尤其对超过2000Hz的高频声音，吸收效应更加明显，使噪声随与声源距离的增加衰减量变得更大。实验表明，常温常湿常压下，100m距离对125Hz、500Hz、2000Hz的声音衰减量分别为0.05dB、0.27dB、2.8dB。雷电产生时的声音是含有大量高频成分的霹雳声，由于距离很远，大多高频成分被大气吸收了，因此传到我们耳朵里往往是隆隆的低频声。 不同区域大气温度的变化会使声音的传播方向发生弯折，当上层空气是高温，下层地面附近空气是低温时，沿地面传播的声音会弯向地面，之后被被地面反射，继续前进，还将弯向地面，可能耗散在上空的声音返回地面，并“匍匐前进”，这样，声音会传得很远。冬季结冰的湖面就是这种情况，在冰上上讲话，对面几百米外都能听到。夏季的午后，地面被晒热，情况正好相反，上层空气是低温，下层空气是高温，声音向上弯折，很快
耗散在大气中，因此50-60米时就很难听到人的讲话了。有风的时候，如果风的气流速度上下完全一致，那么对声音将没有影响，但一般情况，上面的风速比地面的风速快，顺风时，声音向地面弯折，逆风时，声音向天空弯折，顺风因传播声音比逆风更有利。认为顺风把声音了声吹走、逆风阻住了声音是不正确的，风速最快仅每秒一、二十米，而声速为每秒340米，风如何跑得赢声音呢？ 在室外，声音有绕过障碍物的本领，被称为声音的绕射或衍射，这是声音波动现象的体现，躲在围墙后面的人依然可以听到外面的呼喊。使用隔声屏障可以使声音最多衰减15dB，但因衍射不能完全隔离声音。道路两边的声屏障，或工业厂房机器的隔声板可以起到降低噪声的作用，效果在15dB以内，一般在5-10dB。由于低频声音波长长，容易绕过声屏障，隔声效果不如高频声。 草地、灌木林等对声音的传播也有衰减作用，但对高频的作用较明显，对低频的作用有限，100米的草地、灌木林对1000Hz的声音有23dB的衰减，而对100Hz的声音仅有5dB 的衰减。100米以上的长绿阔叶草地或灌木林在实际降噪中才有效果。 1.2 声音在室内的传播 声音在房间室内传播时，不但遵循室外大气中传播的规律，还会被房间天花、地面、墙面反射回来，声源不断发声时，入射声波与反射声波相叠加，形成复杂的室内声场。大的平表面会象镜面一样反射声音，而且入射角等于反射角。内凹型的表面会聚拢声音，形成声聚焦。外秃的表面能够
第四章城市公共空间设计 公共空间概念的提出是为了更清楚地将城市设计的关键要素区别于其它。公共空间设计的成败，直接影响城市的品质和秩序，不论是设计或管理，公共空间这一系统如同城市的脊梁一般，有“纲举目张”之效。 第一节城市公共空间的定义 一、公共空间的概念 公共空间即规划区为公众开放的空间，按所有权可分为：
政府所有和其他开发商所有。 政府所有部分包括公园、广场和绿地、区内的步行道系统用地和其他公众可使用的设施（如公交车站，公共停车场等）；开发商所有部分包括建筑退后红线及底层墙面退后红线外的部分及建筑室内的公众通道或空间。 二、公共空间设计原则 为了将购物、居住、休闲、观景等城市活动有机地融合在一起，并创造具有地方特色的公共空间，特制定如下原则：１、利用预留的绿化广场用地，创造大型的开放空间，强
调地标性，提高城市的环境品质。 2、组织空间，形成视觉景观轴线。 ３、创造具有传统地方特色的街道空间，并提供文化表演的活动空间。 ４、形成完善、安全、舒适的步行系统，联系区内外各街坊和功能区，并以此系统组织展示环境品质的空间序列。 ５、运用绿化种植或建筑的使用功能，塑造街道的个性。 第二节城市街道空间设计
1、综述 1）基本要求：满足交通需要，恢复街道的城市生活功能，实行综合开发，强化街道空间的特性与艺术效果，突出绿化在街道中的地位，重视街道夜景。 2）街道空间类型：城市街道空间是城市设计中城市轴线、活动路径、视线走廊的主要载体，性质明确的街道空间构成了城市空间的基本骨架。根据交通特征，城市的街道空间可以分为三种类型：车行为主导、人车都是主导、人行为主导的线性街道空间。每一种街道空间对应不同的景观界面，他的建筑尺度、
一、 名词解释（3分×4＝12分） 自由振动――系统只在弹性力作用下的振动。 临界入射――入射角等于临界角时的声波斜入射。 声功率――单位时间内通过垂直于声传播方向的面积S 的平均声能量。 体应变――在外力作用下，介质体积的变化率。 二、 填空（1分×23＝23分） 1、 对于强迫振动系统而言，当外力频率__等于___系统固有频率时，系统的 振动速度出现__共振现象__。 2、自由振动系统的固有频率 。 3、由于阻尼力的作用，使得衰减振动系统的固有频率__低于__自由振动系统的固有频率。 4、声波在两种流体分界面上产生反射、折射时，应满足边界条件。即分界面两侧介质内声场的__声压_________、____质点振动速度____在分界面上____连续_______。 5、声波在两种流体分界面上产生反射、折射时，声功率的反射系数与折射系数之和___1_____。 6、声波在两种流体分界面上产生临界斜入射的条件是___入射波速度v1小于折射波速度v2__，临界入射角为___12arcsin()v v θ=___。 7、一维情况下理想流体媒质中的三个基本方程分别为__运动方程_、 ____连续性方程__、____物态方程_____。 8、媒质的特性阻抗（即波阻抗）等于_媒质声波速度与媒质密度的乘积。 9、两个同相小球源的指向特性__sin(2)()2sin() k D k θ?=?__。 10、辐射声波波长为λ，间距为l 的n 个同相小球源组成的声柱的主声束的角宽度_2arcsin()nl λ θ=__。
11、均匀各向同性线弹性介质的正应力与正应变的关系___2ii ii T λθμε=+_；切应力与切应变的关系__jj jj T με=_。 12、根据质点振动特点，薄板中的兰姆波可分为___对称型_和____非对称型两类。 13、根据瑞利波和兰姆波的周期方程可知，瑞利波的速度与频率___无关__，是无频散波；而兰姆波相速度与频率___有关__，是__频散波_。 三、 判断并改错（2分×7＝14分） 1、 在无限大介质中传播的波称为瑞利波。错误 沿无限大自由表面传播的波称为瑞利波。 2、 当考虑弹簧质量时，自由振动系统的固有频率增大。错误 当考虑弹簧质量时，自由振动系统的固有频率降低。 3、 对于强迫振动系统而言，当外力频率等于系统固有频率时，系统的振 动位移出现共振现象。 错误 对于强迫振动系统而言，当外力频率等于系统固有频率时，系统的振 动速度出现共振现象。 4、 衰减振动的衰减系数δ与系统所受的阻力系数Rm 、振子质量Mm 成反 比。错误 衰减振动的衰减系数δ与系统所受的阻力系数成正比，与振子质量成反比。 5、 声场对小球源的反作用力与小球源的辐射阻抗、表面质点振动速度的 关系为 r r F Z u =- 正确 6、 声波在两种流体分界面上发生反射、折射时，声强的反射系数与折射 系数之和等于1。 错误 声波在两种流体分界面上发生反射、折射时，声功率的反射系数与折射系数之和等于1。 或 声波在两种流体分界面上发生反射、折射时，声强的反射系数与折射系数之和不一定等于1。
音响器材重播声音的好坏，与聆听环境的建筑声学特性有着非常密切的关系，要使音响系统发挥最高性能，必须对听音房间作一定的声学处理。 对于听音房间的建筑声学特性，有四个方面需予考虑，一是混响时间，二是混响衰减的扩散特性，三是房间的频率特性，四是环境噪声级。 听音房间的建筑声学特性各不相同，不同物体对声音的反射和吸收也各不相同，所以为改善听音环境而进行声学处理，改善声学缺陷的工作就显得十分复杂。只要可能，最好避免房间任何两面的尺寸相等，或一面恰好是另一面的两倍，也就是正方形或长宽比是两倍的房间，因为这种比例的房间会产生驻波、低频声共振，造成声染色。 房间内从墙壁、天花板、地板、家具和人身反复反射所形成的声音持续存在、逐渐衰减的现象，称为混响（rever beration，也称交混回响）。它和回声（echo）不同，回声不是一种平滑的衰减而是声音的突然返回。对于室内声学的最重要指标，首先是混响时间，它是声能衰减下跌到原有强度的百万分之一（60dB）所需的时间，对于一个已确定的房间，混响时间主要取决于吸声处理。对于Hi–Fi听音房间的混响时间，可取~秒。混响时间适度可使乐音丰满，语音饱满，混响时间较长声音较活泼丰润，但太长时声音容易含混不清，语音清晰度下降，乐音缺乏力度和节奏感，混响时间太短则声音较干硬，缺少生气，没有混响的声音（如室外）常有呆板感。 房间的扩散特性好，则声音的衰减平滑，室内各处声音感觉均匀。任何凸面都有扩散声波的能力，包括斜面、曲面以及凸弧面，当需要扩散声波频率受制凸面大小时，可采用扩散板进行处理。 当由于某种原因造成声音中的某一频率得到过份加强或减弱时，就将破坏房间内声音的均匀性，这种现象我们称之为声染色（sound coloration）。例如，驻波能改变声音原有的特性，在某些频段出现峰值，改善的方法是室内物品摆放避免对称。 大空间的听音室不仅对低频延伸有帮助，还可使声音感觉更轻松，更具活生感。我国一般用作听音房间的居室面积约为14m2，高左右，容积约为40m3.在这种房间里，只要声学处理得当，应该是能有较好听音效果的。由于100Hz以下声音的波长大于，与房间的尺寸处在同一数量级，所以在其空间只能产生几个
第一章声学设计的指标 1.室内噪声 根据《民用建筑隔声设计规范》GBJ118-88的要求，对照博物馆改造工程中主要功能房间的使用要求，各主要技术房间内的包括空调噪声在内的背景噪声不大于表1中规定的NR噪声评价曲线所规定的数值。为此应限制出风口处风速，在风路系统中加消声器，并注意防止同一空调系统不同房间之间的串声干扰问题。 表1 博物馆主要技术房间内噪声的容许评价标准
2.室内音质 演播厅、学术报告厅（兼音乐厅、非物质文化演出剧场）和数字电影院（兼小型报告厅）及文艺录音室等的室内声学，都必须有良好的声学条件。 2.1.混响时间 各功能房间混响时间的设计目标值见表2 表2 博物馆主要技术房间室内声学设计目标值 目前，室内音质设计的目标首先是控制室内的混响时间及其频率特性。混响时间的长短仍然是决定观众的现场听闻的主要因素，也对演员演奏的难易有重要影响。 在设计技术上，在传统方法的基础上，辅以计算机模拟分析技术，可估算混
响时间以外的其他声学参量。这里特别关注博物馆报告厅的音质设计：博物馆学术报告厅的容积约为4355m3，座席743座；每座容积仅5.9立方米。音乐厅模式时，容积约为5067m3。基本功能主要满足中、小型会议的需要，同时可兼顾音乐演出（重要功能）活动和非物质文化演出。 参照《剧场、电影院和多用途礼堂声学设计规范》GB/T 50356-2005的规定，观众厅的最佳混响时间的数值，大致在0.90--1.30秒的范围内。 从报告厅的主要功能考虑，选择博物馆报告厅的中频（500Hz）满场混响时间为1.1秒。有音乐反射罩（即音乐厅模式）时混响时间可达到1.30秒左右（考虑到报告厅的固有吸声量以及为防止声缺陷的出现所必须进行的少量吸声装修）。下一阶段的深化设计中，在不影响其他功能的前提下，仍然努力提高音乐厅模式的时混响时间。 混响时间的频率特性为中高频基本平直，低频的混响时间容许有一定的上升，见表3。 表3 混响时间频率特性(秒) 2.2.防止声缺陷 以上技术房间的设计，除混响时间的设计指标外，各听声场所应无诸如长延迟反射声、声聚焦及颤动回声等严重的声缺陷。 博物馆学术报告厅与舞台空间的混响感应尽可能一致。
2 声学基础及其原理[13] 在我们的生活环境中会遇到声强从弱到强范围很宽的各种声音[5]。如此广阔范围的能量变化直接使用声功率和声压的数值很不方便，而用对数标度以突出其数量级的变化则相对明了些；另一方面人耳对声音的接收，并不是正比与强度的变化值，而更近于正比与其对数值，由于这两个原因，在声学中普遍使用对数标度来度量声压、声强、声功率，分别称为声压级、声强级和声功率级，单位用分贝（dB ）来表示[1]。 2.1声压级 将待测声压的有效值P e 与参考声压P o 的比值取以10为底数的常用对数，再乘以20。即： L p =20lg o e P P （dB ） （2.1） 在空气中，参考声压P 0规定为2?10-5帕，这个数值是正常人耳对1000Hz 声音刚能够觉察到的最低声压值。式（2.1）也可以写为： L p =20lgp+94 （dB ） （2.2） 式中p 是指声压的有效值P e ，由于声学中所指的声压一般都是指其有效值，所以都用p 来表示声压有效值P e 。 人耳的感觉特性，从可听域的2?10-5帕的声压到痛域的20帕，两者相差100万倍，而用声压级表示则变化为0-120分贝的范围，使声音的量度大为简明。 2.2 声强级： 为待测声强I 与参考声强I 0的比值取以常用对数再乘以10，即： L I =10lg 0 I I （dB ） （2.3） 在空气中，参考声强I 0取以10-12W/m 2这样公式可以写为：
L I =10lg I+120 （dB ） （2.4） 2.3声功率 可以用“级”来表示，即声功率L W ，为： L W =10lg 0 W W （dB ） （2.5） 这里W 是指声功率的平均值W ，对于空气媒质参考声功率W 0=10-12W ，这样式子可以写为： L W =10lg W +120 （dB ） （2.6） 由声强与声功率的关系I=W/S ，S 为垂直声传播方向的面积，以及空气中 声强级近似的等于声压级，可得： L p =L I =10lg ????? ??01I S W =10lg ????????S I W W W 1000 （2.7） 将W 0=10-12W ，I 0=10-12W/m 2代入，可得： S L L L W I p lg 10-== （dB ） （2.8） 这就是空气中声强级、声压级与声功率级之间的关系，但应用条件必须是自由声场，即除了有源发声外，其它声源的声音和反射声的影响均可以忽略。在自由场和半自由场测量机器噪声声功率的方法的原理就是如此。 声压级、声强级、声功率级的定义中，在后两者对数前面都好似乘以常数10，而声压级对数前面乘以常数为20，这是因为声能量正比于声强和声功率的一次方，而对声压是平方的关系。如声压增加一倍，声压级和声强级增加6分贝，而声强增加一倍，声压级和声强级增加3分贝[5]。 对于一定的声源，其声功率级是不变的，而声压级和声强级都是随着测点的不同而变化的。 专门的研究表明，人耳对于不同频率的声音的主观感觉是不一样的，人耳对于声的响应不单纯是物理上的问题了。为了使人耳对频率的响应与客观声压级联系起来，采用响度级来定量的描述这种关系，它是以1000Hz 纯音作为基准，对听觉正常的人进行大量比较试听的方法来定出声音的响度级的，
音响技术AVtechnology Hi-Fi音响 听音环境对音响系统的影响已经引起越来越多音响发烧友的高度重视。从严格意义上讲，听音环境也是音响系统的一部分，他的声学性能优劣将直接影响音响系统重放声音的质量。目前，很多音响发烧友在组建音响系统或器材反复升级后，也会对听音室进行声学环境改造，改造的一项重要内容就是对听音室进行吸声处理。由于大部分音响发烧友都缺乏建筑声学知识，因此在对家用听音室进行吸声处理时往往凭主观想象盲目行事，不仅达不到预期的效果，而且“劳民伤财”。笔者根据建筑声学原理和工程实践经验总结出家用听音室吸声处理中常见的误区，以供广大音响发烧友参考。 1 误区一：听音室的声学处理只要吸声就可以了 很多音响发烧友不明白听音室为什么要作吸声处理，而且认为对听音室的声学环境改造只要进行吸声处理就可以了。其实对听音室进行吸声处理只是提高听音室音质的手段，但不仅限于此。其他提高听音室音质的声学处理方法，如隔声、声扩散、消除声学缺陷等也都相当重要。如果听音室仅作吸声处理而不作隔声处理，即使吸声性能再好，也会因为外界噪声的传入而影响正常听音，或因为听音室的声音传到外界而干扰他人。这样的听音室的声学性能显然不尽如人意。 对听音室进行吸声处理的主要目的是控制室内的混响时间(用T 60表示)，T 60是指当室内声场达到稳态 后，声源停止发声至声压级衰减60 dB(百万分之一)所经历的时间，单位为秒(s)，如图1所示。T 60长将增加声音的丰满度，但过长会影响声音的清晰度，使声音听起来浑浊不清；T 60短有利于声音的清晰度，但过短会使声音显得干涩、强度变弱，进而感到听音吃力。一般用于高保真音乐欣赏的家用听音室T 60控制在0.4~0.5 s 比较理想，如果用于家庭影院T 60要短些，一般控制在0.3~0.4 s。对听音室进行吸声处理，就是合理运用吸声材料从而改变T 60的长短，达到控制其音质的目的，但要想使听音室拥有理想的声学性能，仅对听音室进行吸声处理是远远不够的。 2 误区二：吸声越多越好 有的音响发烧友在对家用听音室进行吸声处理时往往采用大量的吸声材料，惟恐吸声不够。前面已经介绍，吸声的作用是控制房间的混响时间T 60。过量的吸声必将导致其T 60过短，也必将使音响系统重放 走出家用听音室吸声的误区 [摘 要] 吸声是对家用听音室进行声学环境改造的重要手段，由于很多音响发烧友缺乏建筑 声学知识，因此对家用听音室进行吸声处理时往往会因主观原因形成很多误区。笔 者根据建筑声学原理和工程实践经验总结出家用听音室吸声处理中常见的误区，以 供广大音响发烧友参考。 [关键词] 吸声 材料 混响时间 频率特性 吸声体 □蒋加金 殷顺东
当声波碰到室内某一界面后（如天花、墙），一部分声能被反射， 一部分被吸收（主要是转化成热能），一部分穿透到另一空间。 透射系数： 反射系数： 吸声系数： 声压和声强有密切的关系，在自由声场中，测得声压和已知测点到声源的距离，就可计算出该测点之声强和声源的声功率。 声压级Lp 取参考声压为Po=2*10-5N/m2为基准声压，任一声压P的Lp为：
听觉下限： p=2*10-5N/m2 为0dB 能量提高100倍的 P=2*10-3N/m2 为20dB 听觉上限： P=20N/m2 为120dB 1、声压级Lp 取参考声压为Po=2*10-5N/m2为基准声压，任一声压P的Lp为： 听觉下限： p=2*10-5N/m2 为0dB 能量提高100倍的 P=2*10-3N/m2 为20dB 听觉上限： P=20N/m2 为120dB 2、声功率级Lw 取Wo为10-12W,基准声功率级 任一声功率W的声功率级Lw为： 3、声强级： 3、声压级的叠加 10dB+10dB=? 0dB+0dB=? 0dB+10dB=? 答案分别是：13dB,3dB,10dB.
几个声源同时作用时，某点的声能是各个声源贡献的能量的代数和。因此其声压是各声源贡献的声压平方和的开根号。 即： 声压级为： 声压级的叠加 ?两个数值相等的声压级叠加后，总声压级只比原来增加3dB，而不是增加一倍。这个结论对于声强级和声功率级同样适用。 ?此外，两个声压级分别为不同的值时，其总的声压级为
两个声强级获声功率级的叠加公式与上式相同 在建筑声学中，频带划分的方式通常不是在线性标度的频率轴上等距离的划分频带，而是以各频率的频程数n都相等来划分。 声波在室内的反射与几何声学 3.2.1 反射界面的平均吸声系数 （1）吸声系数：用以表征材料和结构吸声能力的基本参量通常采用吸声系数，以α表示，定义式： 材料和结构的吸声特性和声波入射角度有关。
听音房间的声学处理 用于欣赏重放音乐的房间，他的听音环境在很大程度上决定了重放声的音质，设备最好，环境不良，也难有好的效果，但这一点常被忽略。房间的声学特性，在很大程度上与室内装潢及房间布置有关。理想的听音乐房间的形状尺寸，应按黄金分割比例，三个尺寸（长、宽、高）不成整数倍的关系，以使房间内外的驻波影响降低，提高听感。其次要隔声，使房间内外不致干扰，并使声音扩散，还要有适当的吸声，以免声波往复反射激发出某些固有频率（简正频率）的声音干扰，造成声染色。但在现实生活中，用作听声音的质量要求很高时，除信号源、器材外，还要对房间采取一些声学处理。 房间里声源发出的声音通过六个途径到聆听者的耳朵，①音箱发出的直达声（direct sound），②地板的反射声，③天花板的反射声，④音响后墙的反射声，⑤两侧墙的反射声，⑥聆听这背后墙壁的反射声。只要改变声波的任一反射条件，就会使声音发生变化。对于反射声的强度必须适当。我国一般房间的墙面都是相互平行的刚性墙，高度都在3m以下，对12m2左右的房间而言，在低频段容易产生共振，是某频率声音得到异常加强，造成低音轰鸣声，严重影响重放声的质量，这种声染色是家庭听音室最常见问题。这种房间共振还会使某些频率（主要是低频）的声音在空间分布上很不均匀。产生声染色可能性最大的频率为100～175Hz，以及250Hz附近。 对房间的声学处理，重点在侧墙和天花板。原则上室内声波的处理扩散应多于吸收，目的是强度减低，要防止过度使用吸音材料，以免房间的混响时间太短（<0.3秒）而是声音干涉不圆润。对音箱后面的墙壁，最好不要有大片吸声物质，通常不需做处理，砖墙或水泥墙面会使声音饱满，充满活力。 侧墙可均匀适当地设置一些吸声和扩散物，如厚重的羊毛毯就是极好的全频吸声物体，薄的地毯及壁毯只对中、高频有吸收作用。木制无门书柜则是一种很好的声音扩散物，用来调整低频有很好效果。此外，桌、椅、床垫、沙发等家具都能对声音的传播其调整作用，都可用作声学处理。最理想的声学处理是在侧墙上贴以适当的扩散板，但费用昂贵，有影响美观，一般家庭很难接受。凸圆弧是很好的声音扩散兼有吸声的装置，可以适当利用。在作吸声处理时，墙壁的下半部比上半部更重要，可使用穿孔板及薄板等共振吸声结构处理。 薄的地毯、挂帘、壁毯等主要对中、高频有吸收作用，对低频的次生作用很小，太多使用会导致房间里的中、高频声音的混响时间偏短，使得声音缺乏色彩，不够明亮。木质墙裙等木板，可有效吸收低频，但在安装时还要与墙壁间留有适当空隙，必要时在其间还要放置吸声材料。但切记不能把大量的夹板顶在墙上，也不要大量吸收，会造成声音死板发干，细节减少，以及音量的减小。 室内声学简单处理 众所周知，听音室的声学环境对音响系统你重放效果有这远比其他任何一种音响器材更大的影响。虽然有不少改善声学环境的方法，但对听音室做过多的处理反而会误事。比方说，让声音能有多扩散当然很好，扩散让声音向四面八方散射并能避免出现回声，然而，要是让屋子里处处皆为扩散表面，便会使立体声的声像定位变坏，声音阶向四方传播而无法精确地聚焦为声像。 小房间的室内声学情况则更为复杂。虽说好些音响书刊专门对此作了介绍，但都说不出确切中肯的意见，问题在于有不少相互矛盾之处，不同的专家也发表了不不同的意见。但关于室内声学环境和音箱的摆放位置及聆听位置对音响重放效果所起的重大影响倒是意见一致的，本书将不谈那些深奥的原理以及那些稀奇古怪的处理室内声学环境的方法。我们只
演播室室内声学装修设计内容和技巧 随着经济的发展与技术的进步，人们对所接受事物的各个方面质量要求越来越高，特别是现下发展比较迅速的广电媒体，不仅要求其带给人们真实的视觉冲击力，而且要求有比较标准的语言相匹配。这就要求各类演播室做好声学装修设计，以便保证良好的语言清晰度。 利用一些声学设计特点和先进的技术，使演播室室内的声学装修更加完美，保证演播功能的有效实施。 一、演播室室内声学装修设计的内容 近年来，随着数字技术的发展，广电媒体的制作系统开始趋向于小型化、集成化、多元化方向发展。这类演播室投资少、周期短、专业化程度高。深受广大媒体、教育机构以及商业演出等的欢迎。演播室在设计时最重要的注意因素就是声学设计，室内各种设计以及材料的使用都应该在声学设计的基础上进行装修，使演播室的功能与形式完美统一。找准演播室室内声学装修设计的主要内容，按照装修内容，分清主次，然后根据技术要点一一装修。它的装修内容主要包括：门、窗、墙面、顶棚、地面以及灯光、材料和其他的设施设备等。 二、演播室声学装修设计依据和标准 演播室对声学装修设计的要求比较高，演播室的工作人员直接操作设备，不可避免的会有一些噪音存在，再加上导控室的节目录制，可能会产生很多的混音，在设计时应该根据相关的标准，避免这些问题的出现。演播室声学装修设计可以依据以下几个方面作为参考，以便提升演播效果。 演播室的门窗标准：符合gyj2686隔声门窗的设计和技术要求; 混响时间标准：gyj2686有线广播录音播音室声学设计规范和技术用房相关要求; 控制标准：符合gyj4289广播电视中心技术用房噪声标准要求; 防火标准：符合gy50672003广播电视建筑设计防火规范; 建筑设计图、建筑材料要符合建设单位提供的技术与材料要求等。 三、演播室声学设计控制要点 （一）顶棚 顶棚的设计要注意吸声效果的实施，在装修时注意隔声、吸声材料的运用，另外还要注意室内灯光架、灯光固定件的防震处理。使演播室的顶棚技能和好的吸收室内的杂音，又能隔绝室外的杂音，保证演播质量。 （二）墙体墙面设计 演播室的墙体墙面设计是声学装修的一个重要组成部分，再设计装修时墙体要使用具有良好吸音作用的材料，比如加气混凝土或者在双墙中间填堵吸声棉，提高吸音效果;墙体的厚度与结构要根据具体的用房环境来决定;另外墙体的材料要选择使用清洁、卫生、环保、美观而且即防火又耐用的材料。 （三）门窗设计要点 演播室的门窗也应该具有一定的隔音作用，门的隔声量主要取决于它的质量、刚性以及气密性，所以门的材质一般选用质量较大的材料，因为质量大的材料隔音量也比较大。大师这种门比较笨重，现在播音室门的设计一般采用轻质材料制作，在三层13mm厚的木板中夹两层11mm厚的玻璃棉，两面再各加一层五合板和一层榉木饰面板，门框及门的边缘敷上毛毡对门缝进行密封，也能起到很好的隔音效果。播音室的窗可以设计也可以不设计，如果设计，主要考虑玻璃的材质，一般会选用较厚的玻璃，能提高隔音效果。 （四）地面的设计 播音室室内地面的设计除了要有一定的吸声作用外，还要考虑美观、清洁等方面的因素。一般采用干式浮筑地面、木地板或者铺吸声地毯等，有利于降低室内的频混响时间。 （五）其它设施设备设计
如何给你的家庭录音室做声学处理 现在，入手优质的录音设备和软件变得越来越容易，几乎任何一个空间都可以摇身一变成为录音室。但是，尽管先进的制作软件以及高品质的录音设备，能让你即使是在自己家中也可以获得惊人的录音质量，但仍然有一个关键的因素会左右你的家庭录音室的声音效果，那就是声学环境。除非您只是一直戴耳机对电脑中的音乐进行缩混或制作，否则，声学环境一定是影响家庭录音室声音质量的重要因素。 如果你的录音一开始就被刺耳或污浊的声音所污染，那么想要让声音效果变得更好，你面临的将是一场苦战。在混音和母带处理的时候，那就更是成败关头了——房间的声学环境不好，自然会污染那些传到你耳朵里的声音。虽然这世界上没有可以改变声音的物理定律的插件、踏板或者处理器，但是你可以通过市场上大量存在的声学处理产品，比如如GIK Acoustics，Auralex和RealTraps等品牌，来改善您房间的声学环境。不论是什么空间，做一些声学处理总是有百利而无一害的，但是，你需要做什么样的（或者多少）声学处理，则是要根据你的空间情况和工作类型而定。而不幸的是，坊间也一直流传着各种关于声学处理的错误信息，这也导致很多人不清楚如何才能有效使用这些声学处理相关的东西。因此，在您开始收集鸡蛋盒、在衣柜里贴地毯甚至拿泡沫方块往墙上贴之前，请先看看这篇文章。01这个录音空间是用来做什么的？ 你在这个家庭工作室中所要做的工作将直接决定所需要使用的声学处
理方法以及达到最佳效果所需要的程度。举个例子，如果你所要做的只是录制自己的人声，那您可能只需要一个麦克风屏风来做一下隔离就够了。不过，在绝大多数情况下，投入一点时间、金钱和精力去创造一个声学环境非常棒的环境，绝对是值得的。如果你录制的是柔和的声学乐器，那你可能会希望在没有过多反射声的情况下，录制一种偏“干”的声音，以便获得一种集中、紧致的效果。而如果您是鼓手，根据演奏风格的不同，你可能倾向于一种紧绷的干声，或者明亮、活泼的声音。而如果你录制的乐器会有很多低频，比如贝斯或者钢琴的话，那你应该会希望避免浑浊的声音。而如果你一般是录制整个乐队，那可能会希望能尽可能将每个乐器隔离开来，以避免麦克风之间串音。 Marantz专业麦克风防风屏而混音和母带，则是考验听力的关键时候，因此更要仔细调整房间声学，以便于获得更加准确的听音环境，才能保证做出平衡的混音和母带。如果在混音的过程中，耳朵听到的声音不够准确的话，便会无意识地去通过添加或衰减某些频率来修正它。这样一来可能导致在您房间里，这个缩混听起来很完美，但是一旦出了您房间，恐怕就没法听了。因此，如果您是在家庭录音室中进行缩混和母带的工作的话，请务必保证房间的声学环境能做到让声音听起来尽可能平直。02声学处理的不同类型 吸音，顾名思义，就是吸收掉声波防止发生更多的反射。任何柔软的材料，比如泡沫或者布料，都可以通过捕捉和消散声能来吸收声音——而事实上，你的房间可能已经有了一些吸声的物品：你的沙发、地
由气体振动而产生。气体的压力产生突变，会产生涡流扰动，从而引起噪声。如空气压缩机、电风扇的噪声。 机械噪声 由固体振动产生。金属板、齿轮、轴承等，在设备运行时受到撞击、摩擦及各种突变机械力的作用，会产生振动，再通过空气传播，形成噪声。 液体流动噪声 液体流动过程中，由于液体内部的摩擦、液体与管壁的摩擦、或者流体的冲击，会引起流体和管壁的振动，并引起噪声。电磁噪声 各种电器设备，由于交变电磁力的作用，引起铁芯和绕组线圈的振动，引起的噪声通常叫做交流声。 燃烧噪声 燃料燃烧时，向周围的空气介质传递了热量，使它的温度和压力产生变化，形成湍流和振动，产生噪声。
声波和声速 声波 质点或物体在弹性媒质中振动，产生机械波向四周传播，就形成声波（声波是纵波）。可听声波的频率为20～20000Hz,高于20KHz 的属超声波，低于20Hz 的属次声波。 点声源附近的声波为球面波，离声源足够远处的声波视为平面波，特殊情况（线声源）可形成柱面波。 声频( f )声速( c )和波长( λ ) λ= c / f 声速与媒质材料和环境有关： 空气中，c =+或t c +=27305.20 (m /s) 在水中声速约为1500 m /s t —摄氏温度 传播方向上单位长度的波长数，等于波长的倒数，即1/λ。有时也规定2π/λ为波数，用符号K 表示。 质点速度 质点因声音通过而引起的相对于整个媒质的振动速度。声波传播不是把质点传走而是把它的振动能量传走。
声场 有声波存在的区域称为声场。声场大致可以分为自由场、扩散场（混响场）、半扩散场（半自由场）。 自由场 在均匀各向同性的媒质中，边界影响可忽略不计的声场称为自由场。在自由场中任何一点，只有直达声，没有反射声。 消声室是人为的自由场，是由吸声材料和吸声结构做成的密闭空间，静谧无风的高空或旷野可近似为自由场。 扩散场 声能量均匀分布，并在各个传播方向作无规则传播的声场，称为扩散场，或混响场。声波在扩散场内呈全反射。 人为设计的混响室是典型的扩散场。无论声源处于混响室内任何位置，室内各处声压接近相等，声能密度处处均匀。 自由场扩散场（混响场）
声学装修设计处理与施工流程 随着家庭影院和专业视听室的兴起，对环境建筑声学技术与自然空间装饰视觉效果完美的结合提出了更高的要求！为此，上海元音影音规划中心针对家庭影院和中小型视听室的特点，推出了从声学测量、声学设计、直至施工、验收的视听室一体化服务。音响器材播放声音的好坏，与聆听环境的建筑声学特性有着非常密切的关系，要使音响系统发挥最高性能，必须对听音房间作一定的声学处理。 根据THX标准，视听室应达到： o对白清晰度和准确度 o精确的声音定位 o平滑的声像移动 o极具空间感的环绕声场 o平衡的音色 o快速紧凑的低频表现 o宽广的动态范围 o每个位置都是皇帝位 为了达到以上声学设计要求，需要针对以下方面的设计有4个方面需予考虑： a.混响时间 b.扩散特性 c.房间的频率特性及各种声音缺陷 d.环境噪声声级 如果声学设计处理不当或不处理会出现以下几种情况： a.混响时间过短，声音发干，枯燥无味，不亲切自然；混响时间过长，会使声音含混不清，反射声掩盖直达声的传播，声音定位混乱，吵耳，听闻不清晰，如果将音量放大，同时也会加强了反射声的能量，更让人觉得吵闹，严重影响听感； b.室内声场不均匀，各频段声音失衡，声音不圆润；不动听；不饱满；不温暖。环绕声场不能产生很好的包围感。 C.室内有严重的驻波、谐振、颤动回声等声缺陷，这些缺陷严重影响听感，严重时视听室无法正常使用。 d.背景噪声影响安静的视听室环境，影响视听感受。或者音响设备声音影响他人生活。 关于声学设计中声波的吸收 元音影音视听通过对房间的体量结构分析计算，针对高频2KHz~20KHz，中频500Hz~2KHz，低频20Hz ~ 500Hz进行组合吸收，根据各材料的吸声系数曲线把各个频段的吸声材料合理得布置到墙体地面和顶部结构上，使视听室混响时间达到最佳数值，并使其综合曲线结构区域平直，使各个频段吸声量均衡。
声学基础 第一章声音的基本性质 1.1 声音的产生与传播 声音是人耳通过听觉神经对空气振动的主观感受。 声音产生于物体的振动，例如扬声器的纸盆、拨动的琴弦等等。这些振动的物体称之为声源。声源发声后，必须经过一定的介质才能向外传播。这种介质可以是气体，也可以是液体和固体。在受到声源振动的干扰后，介质的分子也随之发生振动，从而使能量向外传播。但必须指出，介质的分子只是在其未被扰动前的平衡位置附近作来回振动，并没有随声波一起向外移动。介质分子的振动传到人耳时，将引起人耳耳膜的振动，最终通过听觉神经而产生声音的感觉。例如，扬声器的纸盆，当音圈通过交变电流时就会产生振动。这种振动引起邻近空气质点疏密状态的变化，又随即沿着介质依次传向较远的质点，最终到达接收者。可以看出，在声波的传播过程中，空气质点的振动方向与波的传播方向相平行，所以声波是纵波。 扬声器纸盒就相当于上图中的活塞 在空气中，声音就是振动在空气中的传播，我们称这为声波。声波可以在气体、固体、液体中传播，但不能在真空中传播。 1.2 声波的频率、波长与速度 当声波通过弹性介质传播时，介质质点在其平衡位置附近作来回振动。质点完成一次完全振动所经历的时间称为周期，记为T，单位是秒(s)。质点在1秒内完成完全振动的次数称为频率，记作f，单位为赫兹(Hz)，它是周期的倒数，即： f=1/T 介质质点振动的频率即声源振动的频率。频率决定了声音的音调。高频声音是高音调，低频声音是低音调。人耳能够听到的声波的频率范围约在20—20000 Hz之间。低于20Hz的声波称为次声波，高于20000Hz的称为超声波。次声波与超声波都不能使人产生听感觉。 声波在其传播途径上，相邻两个同相位质点之间的距离称为波长，记为λ，单位是米(m)。或者说，波长是声波在每一次完全振动周期中所传播的距离。
室内声学基础 第一章声音的基本性质 一、声音的产生与传播 声音是人耳通过听觉神经对空气振动的主观感受。声音产生于物体的振动，例如扬声器的纸盆、拨动的琴弦等等。这些振动的物体称之为声源。声源发声后，必须经过一定的介质才能向外传播。这种介质可以是气体，也可以是液体和固体。于受到声源振动的干扰后，介质的分子也随之发生振动，从而使能量向外传播。但必须指出，介质的分子只是于其未被扰动前的平衡位置附近作来回振动，且没有随声波一起向外移动。介质分子的振动传到人耳时，将引起人耳耳膜的振动，最终通过听觉神经而产生声音的感觉。例如，扬声器的纸盆，当音圈通过交变电流时就会产生振动。这种振动引起邻近空气质点疏密状态的变化，又随即沿着介质依次传向较远的质点，最终到达接收者。可以看出，于声波的传播过程中，空气质点的振动方向与波的传播方向相平行，所以声波是纵波。扬声器纸盒就相当于上图中的活塞。 于空气中，声音就是振动于空气中的传播，我们称这为声波。声波可以于气体、固体、液体中传播，但不能于真空中传播。 二、声波的频率、波长与速度 当声波通过弹性介质传播时，介质质点于其平衡位置附近作来回振动。质点完成一次完全振动所经历的时间称为周期，记为T，单位是秒(s)。质点于1秒内完成完全振动的次数称为频率，记作f，单位为赫兹(Hz)，它是周期的倒数，即：f=1/T 介质质点振动的频率即声源振动的频率。频率决定了声音的音调。高频声音是高音调，低频声音是低音调。人耳能够听到的声波的频率范围约于20—20000Hz之间。低于20Hz的声波称为次声波，高于20000Hz的称为超声波。次声波与超声波均不能使人产生听感觉。声波于其传播途径上，相邻两个同相位质点之间的距离称为波长，记为λ，单位是m(m)。或者说，波长是声波于每一次完全振动周期中所传播的距离。声波于弹性介质中传播的速度称为声速，记为v，单位是m/秒(m/s)。 声速不是介质质点振动的速度，而是质点振动状态的传播速度。它的大小与质点振动的特性无关，而与介质的弹性、密度以及温度有关。20度的空气中声速为344m/秒。 频率、波长、周期和声速有如下关系：c=fλ或c=λ/T 声学测量中常常于某一频率区间取特定值进行测量。这个频率区间称之为频带（Frequencyband）。由上限频率f2和下限频率f1规定宽带。f1、f2间隔可以用频率比或以2为底的对数表示，称为频程。关系式：f2=2^nf1 当n=1时，称为1/1倍频程(Octave)，即每个频带是上限频率为下限频率两倍的频带宽度，即f2=2f1。当n=1/3时，称为1/3倍频程，即每个频带是上限频率为下限频率1.26倍的频带宽度，即f2=1.26f1。为了某种特殊的需要，更窄的频带有1/10倍频程、1/12倍频程、1/15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。于房屋建筑中，频率为100-10000Hz的声音很重要。它们的波长范围相当于3.4-0．034m。这个波长范围与建筑内部的一些部件尺度相近，故于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、声功率级、声强级和声压级 声功率级：声功率是指声源于单位时间内向外辐射的声能，用W表示，单位为瓦(W)或微瓦(uW)。 为了计算方便，通常用一个声功率基准量10-12W作参考量，把声功率与之相比取常用对数，乘以10，称为声功率级，即:Lw=10lg(W/Wo)这里Lw为声功率级(dB)，W为声功率，Wo为基准声功率。