第11章 室内声学原理
1.室内声场
①室内声场的特征
①距声源有一定距离的接收点上，声能密度比在自由声场中要大，常不随距离的平方衰减。
②声源在停止发声以后，在一定的时间里，声场中还存在来自各个界面的迟到的反射声，产生所谓“混响现象”。
③此外，由于房间的共振，引起室内声音某些频率的加强或减弱，由于室的形状和内装修材料的布置，形成回声，颤动回声及其他各种特异现象，产生一系列复杂问题。
②几何声学：忽略声音的波动性质，以几何学方法分析声音能量的传播、反射、扩散的叫“几何声学”。
“波动声学”（物理声学）：着眼于声音波动性的分析方法。
优点：波动声学的方法只能解决体型简单、频率较低的较为单纯的室内声场情况的分析。
而几何声学则可以分析界面形状和性质复杂多变的室内声场空间。
③扩散声场的假定
假定声源在连续发生时声场时完全扩散的。所谓扩散，包含两层含义： ①声能密度在室内分布均匀，即在室内任一点上，其声能密度都相等。 ②在室内任一点上，来在各个方向的声能强度都相同。
基于上述假定，室内内表面上不论吸声材料位于何处，效果都不会改变；同样，声源与接收点无论在室内什么位置，室内各点的声能密度也不会改变。
因此，在扩散声场中，在室内任一表面的单位面积上，每秒钟入射的声能为：
I?④室内声音的增长、稳态和衰减 室内声场声能变化方程：
cD （W/m2） 4V 1.增长公式：
dDcDA?W? dt4cA?t4WD?(1?e4V) cA 2.稳态公式：
D0? 3.衰减公式：
4W. cAcAt4VD?D0e
? 2. 混响和混响时间计算公式
声源在停止发声以后，在一定的时间里，声场中还存在来自各个界面的迟到的反射声，产生所谓“混响现象”。
混响时间：声能密度衰减60dB所需的时间。其为评价室内声音特性的参数. ①赛宾的混响时间计算公式
T60?KVV?0.161 AAA??Si?i 适用范围：室内总吸声量较小、混响时间较长情况。 ②依林的混响时间计算公式
依林理论认为：反射声能不像赛宾公式所假定的那样连续衰减。而是声波与界面每碰撞一次就衰减一次，衰减曲线呈台阶形。即考虑界面吸收不是连续的，反射声能密度呈阶梯形衰变。
T?KV0.161V? ?Sln(1??)?Sln(1??)分析：①室内表面平均吸声系数较小（??0.2）时，赛宾公式和依琳公式可以得到相近结果。 ②室内表面平均吸声系数较大（??0.2）时，只能用依琳公式较为准确计算室内混响时间。 ③依林-努特生公式
对频率较高的声音，在传播过程中，空气的吸收作用不能忽略，而空气的吸收与空气的温度和湿度有很大的关系。
T?其中，4m——空气吸收系数。
0.161V ?Sln(1??)?4mV3. 室内声压级计算与混响半径
①室内声压级计算
当室内一点声源发声，且假定声场充分扩散时，则利用以下稳态声压级公式计算离开声源不同距离处的声压级，即：
Q4?) （dB） 4?r2RQ4或者： Lp?10lgW?10lg(?)?120 （dB）
4?r2RLw——声源的声功率级，dB； W——声源的声功率，W； r——离开声源的距离，m； Q——声源指向性因数；
S?——房间常数； R?1??： Q（声源指向性因数）与声源的方向性和位置有关（如右图）
Lp?Lw?10lg(
②混响半径
室内声能密度由两部分构成：第一部分为直达声，相当于混响声（包括第一次及以后的反射声），即
Q表述部分；第二部分为扩散声，或称24?r4表述部分。 R当直达声项与混响声项相等时，接收点距离声源的距离r0称之为“混响半径”，或称“临界半径”。
Q4? 或：r0?0.14QR 24?r0R① 房间常数越大，则室内吸声量越大，混响半径就越长；R越小，则正好相反，混响半径就越短。
② 对于听着而言，要提高清晰度，就要求直达声较强，因此常采用指向性因数Q较大（10左右，有时
更大）的电声扬声器。
4. 房间共振和共振频率
①矩形房间的共振
fnx,ny,nz?cnx2ny2nz2()?()?() 2LxLyLz②简并：
在某些振动方式的共振频率相同时，就会出现共振频率重叠现象，或称之为共振频率的“简并”。 在出现“简并”的共振频率范围内，将使那些与共振频率相当的声音被大大加强，导致室内原有的声音产生失真（亦称为频率畸变），表现为低频产生嗡声，或产生“声染色” 避免“简并”现象的发生措施：
①尽量使房间的长、宽、高不出现简单的比例关系；（如上图） ②两个相对的表面尽量不要完全平行； ③在厅内部可以采取不规则的扩散表面； ④可采用不对称的空间体型。
第12章 材料和结构的声学特性
1.吸声
①吸声系数:材料的吸声系数是指被吸收的声能（或没有被表面反射的部分）与入射声能之比。
它是用来表征材料和结构吸声能力的基本参量。以?表示为：
??E0?Er E0E0——入射到材料和结构表面的总声能，J； Er——被材料反射回去的声能，J。
②吸声量
用来表征某个具体吸声构件的实际吸声效果，它和构件的尺寸大小有关。对于建筑空间的围蔽结构，吸声量A： A??S 单位：m2
S——围蔽结构的面积，m2。
Sn，各自的吸声系数分如果一个房间有n面墙（包括顶棚和地面），各自面积分别为S1,S2,S3别为?1,?2,?3?n，则此房间的总吸声量为：
A?S1?1?S2?2??Sn?n??Si?i i?1n可以得到房间的平均吸声系数?： A???S③吸声材料及结构 多孔吸声材料
?S?ii?1nni i?Si?1共振吸声结构: 空腔共振吸声结构, 薄板、薄膜共振吸声结构 空间吸声体 强吸声结构
2. 隔声
一、空气声隔绝
①单层墙隔声频率特性的一般规律 1.质量定律：
如果把墙看成是无刚度无阻尼的柔顺质量，且忽略墙的边界条件，假定墙为无限大。
R0?20lg?mf?20lgm?20lgf?43 ?0c质量定律：墙体受到声波激发所引起的振动与其惯性（即质量）有关，墙体的单位面积重量愈大，透射的声能愈少，这就是通常所说的“质量定律”。 2.吻合效应：
若声波沿墙面行进的速度正好等于墙板自由弯曲波的传播速度，墙板的弯曲振动达到最大，这时墙板会非常“顺从”地跟随入射声波弯曲，使入射声能大量透射到另一侧，这就是“吻合效应”。 ②双层墙的空气声隔绝 ③轻型墙的空气声隔绝 ④门窗及屋顶的隔声
二、振动声隔离
①转动设备隔振 ②撞击声隔绝
3. 反射
①反射体
