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一级建筑师室内声学原理辅导精选(3)

更新时间:2010-04-02 17:02:20 来源:|0 浏览0收藏0

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  (五)室内稳态声压级

  声源在室内发声后,声场中的能量逐渐增加,当声源向室内辐射的能量与房间界面所吸收的能量相等时,室内声场达到稳定状态,这一般需要1~2s的时间。室内稳态声压级可由式(3-20)计算:

  式中 Lw——声源的声功率级,dB;

  Q——指向性因数,与声源的位置有关,见表3-2;

  r——声源与受声点间的距离,m;

  R——房间常数, ,m2,是表示房间吸声强弱的物理量。

  (六)混响半径

  直达声能密度与混响声能密度相等处距离声源的距离称为混响半径,也称临界半径。由 ,有:

  式中 ro——混响半径。

  在混响半径之内,受声点的声能主要是直达声的贡献,直达声的作用大于混响声;在混响半径之外,受声点的声能主要是混响声的贡献。

  在室内吸声降噪时,仅当受声点在混响半径之外,才会有明显的降噪效果。

  三、用波动声学处理室内声学问题

  用波动声学处理室内声学问题,即是从声波波动的物理本质出发,求解满足一定边界条件的声波动方程。这里仅限于讨论驻波及房间共振现象。

  (一)驻波

  驻波是驻定的声压起伏,由两列在相反方向上传播的同频率的声波相互叠加而形成,波腹和波节的位置固定。

  (二)两个平行墙面间产生驻波的条件

  两个平行墙面之间维持驻波状态的条件为:

  式中 f——共振频率,Hz;

  L——两平行墙面间的距离,m

  c——声速,m/s2

  n——不为零的正整数,1,2,3,…,∞,每一个数对应一个振动方式。

  (三)矩形房间的声共振

  1.矩形房间的共振频率

  在矩形房间的三对平行表面间也可产生共振,称为轴向共振。除了三个方向的轴向共振外,声波还可在两维空间内出现驻波,称为切向共振,此外,还会出现斜向共振。矩形房间的共振频率为:

  式中 Lx,Ly,Lz——分别为房间的长、宽、高,m;

  nx,ny,nz——零或任意正整数,不同时为零。

  选择任一组nx、ny、nz不同时为零的非负整数,即对应一种振动方式。从上式可以看出,房间尺寸的选择,对共振频率有很大影响。

  2.共振频率的简并

  某些振动方式的共振频率相同时,就会出现共振频率的重叠现象,称为共振频率的简并。

  在出现简并的共振频率上,那些与共振频率相当的声音会被加强,造成频率畸变,使人们感到声音失真,产生声染色。同时,这种简并现象还将导致某些频率的声音能量,特别是低频声,在空间分布上的不均匀。

  为了克服简并现象,使声音分布均匀,可采取以下措施:

  (1)选择合适的房间尺寸、比例和形状。房间长、宽、高的比值选择为无理数时,可有效地避免共振频率的简并。在这方面,正方体的房间是最不利的。

  (2)将房间的墙面或顶棚做成不规则形状,在墙面或顶棚上布置声扩散构件,或不规则地布置吸声材料,可在一定程度上克服共振频率的简并现象。

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