一級(jí)建筑師室內(nèi)聲學(xué)原理輔導(dǎo)精選(3)

　　(五)室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)

　　聲源在室內(nèi)發(fā)聲后，聲場(chǎng)中的能量逐漸增加，當(dāng)聲源向室內(nèi)輻射的能量與房間界面所吸收的能量相等時(shí)，室內(nèi)聲場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這一般需要1～2s的時(shí)間。室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)可由式(3-20)計(jì)算：

　　式中 Lw——聲源的聲功率級(jí)，dB;

　　Q——指向性因數(shù)，與聲源的位置有關(guān)，見(jiàn)表3-2;

　　r——聲源與受聲點(diǎn)間的距離，m;

　　R——房間常數(shù)， ，m2，是表示房間吸聲強(qiáng)弱的物理量。

　　(六)混響半徑

　　直達(dá)聲能密度與混響聲能密度相等處距離聲源的距離稱(chēng)為混響半徑，也稱(chēng)臨界半徑。由 ，有：

　　式中 ro——混響半徑。

　　在混響半徑之內(nèi)，受聲點(diǎn)的聲能主要是直達(dá)聲的貢獻(xiàn)，直達(dá)聲的作用大于混響聲;在混響半徑之外，受聲點(diǎn)的聲能主要是混響聲的貢獻(xiàn)。

　　在室內(nèi)吸聲降噪時(shí)，僅當(dāng)受聲點(diǎn)在混響半徑之外，才會(huì)有明顯的降噪效果。

　　三、用波動(dòng)聲學(xué)處理室內(nèi)聲學(xué)問(wèn)題

　　用波動(dòng)聲學(xué)處理室內(nèi)聲學(xué)問(wèn)題，即是從聲波波動(dòng)的物理本質(zhì)出發(fā)，求解滿(mǎn)足一定邊界條件的聲波動(dòng)方程。這里僅限于討論駐波及房間共振現(xiàn)象。

　　(一)駐波

　　駐波是駐定的聲壓起伏，由兩列在相反方向上傳播的同頻率的聲波相互疊加而形成，波腹和波節(jié)的位置固定。

　　(二)兩個(gè)平行墻面間產(chǎn)生駐波的條件

　　兩個(gè)平行墻面之間維持駐波狀態(tài)的條件為：

　　式中 f——共振頻率，Hz;

　　L——兩平行墻面間的距離，m

　　c——聲速，m/s2

　　n——不為零的正整數(shù)，1，2，3，…，∞，每一個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)振動(dòng)方式。

　　(三)矩形房間的聲共振

　　1.矩形房間的共振頻率

　　在矩形房間的三對(duì)平行表面間也可產(chǎn)生共振，稱(chēng)為軸向共振。除了三個(gè)方向的軸向共振外，聲波還可在兩維空間內(nèi)出現(xiàn)駐波，稱(chēng)為切向共振，此外，還會(huì)出現(xiàn)斜向共振。矩形房間的共振頻率為：

　　式中 Lx，Ly，Lz——分別為房間的長(zhǎng)、寬、高，m;

　　nx，ny，nz——零或任意正整數(shù)，不同時(shí)為零。

　　選擇任一組nx、ny、nz不同時(shí)為零的非負(fù)整數(shù)，即對(duì)應(yīng)一種振動(dòng)方式。從上式可以看出，房間尺寸的選擇，對(duì)共振頻率有很大影響。

　　2.共振頻率的簡(jiǎn)并

　　某些振動(dòng)方式的共振頻率相同時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)共振頻率的重疊現(xiàn)象，稱(chēng)為共振頻率的簡(jiǎn)并。

　　在出現(xiàn)簡(jiǎn)并的共振頻率上，那些與共振頻率相當(dāng)?shù)穆曇魰?huì)被加強(qiáng)，造成頻率畸變，使人們感到聲音失真，產(chǎn)生聲染色。同時(shí)，這種簡(jiǎn)并現(xiàn)象還將導(dǎo)致某些頻率的聲音能量，特別是低頻聲，在空間分布上的不均勻。

　　為了克服簡(jiǎn)并現(xiàn)象，使聲音分布均勻，可采取以下措施：

　　(1)選擇合適的房間尺寸、比例和形狀。房間長(zhǎng)、寬、高的比值選擇為無(wú)理數(shù)時(shí)，可有效地避免共振頻率的簡(jiǎn)并。在這方面，正方體的房間是最不利的。

　　(2)將房間的墻面或頂棚做成不規(guī)則形狀，在墻面或頂棚上布置聲擴(kuò)散構(gòu)件，或不規(guī)則地布置吸聲材料，可在一定程度上克服共振頻率的簡(jiǎn)并現(xiàn)象。

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