武汉室内吸声

　　在不同条件下，可分别用几何声学方法、统计声学方法和波动声学方法来研究室内声音的传播。

几何声学方法

　　几何声学方法是指在研究自由声场的扩散性时，忽略声的波动特性，采用声线来描述声音传播途径的方法。当室内声音传播到一个尺寸比声波长度大得多的界面时，可用几何声学方法研究声音的传播规律。

　　这种而用声线概念研究声传播途径是根据反射定律：声线的反射角等于入射角，且反射声线和入射声线与法线在同一平面上。

　　应用

　　可以利用声线的几何作图法来分析直达声和近次反射声的分布情况，避免直达声和第一次反射声之间有较大的延迟时间差，避免反射声的聚焦出现在听众席附近。通过靠近声源的反射面的布置，补充短延迟的反射声，以避免声源前面的声强随距离增加而出现过大幅度的下降等。

统计声学方法

　　统计声学方法是指从能量的观点出发，忽略声的波动特性，用统计学手段来描述声场平均状态的方法。

　　这种用能量概念研究声场状态是根据反平方规律：对一个波阵面为球形的点声源来说，声场强度与离声源中心距离的平方成反比。

室内声学

　　一个连续发声的声源在室内开始发声时，稳定声场并不立刻建立，是随时间逐步增长而达到稳定状态。声源停止发声后，声场也不会立刻消失，而有一随时间逐渐衰减的过程（图1）。

　　用统计声学方法研究声能密度的平均增长过程和衰减过程可知，声源开始发声时，声能密度增长过程可用下式描述：式中D(t)为声能密度(焦/米3);W为声源功率(瓦)；c为声速（米/秒）；A为室内表面总吸声量（米2）；V为房间体积（米3）；t为声源发声后经历的时间（秒）。当时间t比大得多时,可简化为：此时声场达到稳定状态，声能密度达到极大值，它的大小仅与室内表面的总吸声量和声源功率有关。

　　声源停止发声后声能密度的衰减过程可以用下式描述：

室内声学

室内声学

　　此式表明，室内总吸声量越大，衰减就越快；房间体积越大，衰减越慢。声源停止发声后，声音还会在室内延续的现象称为混响，其衰减过程为混响过程。度量混响过程的量为混响时间T60（秒），定义为初始声压级下降60分贝所需的时间，其关系式为：

室内声学

　　式中V为房间体积（米3）；S为总表面积（米2）；峞为平均吸声系数；m为空气的衰减系数。此外，混响理论的创始人W.C.赛宾也曾提出混响时间的计算公式：，被称为赛宾公式，仅适用于室内平均吸声系数小于0.2的场合。

波动声学方法

　　波动声学方法是指用波动理论研究室内驻波共振影响的方法。当室内界面的几何尺寸与声波波长可比时，声的波动特性就不能忽略，成为突出的研究重点。

　　四川噪音处理根据波动声学原理，当一对平行墙面间的距离l等于声波半波长 λ/2的整数倍n时在这尺度方向上会产生驻波，即声波传播的压缩和稀疏“图案”在空间有着固定的位置，或者说室内空气振动出现共振。当人沿着驻波方向从一端走向另一端时，会感到声强有忽高忽低的变化，高低相差多可达20分贝左右。这些能产生驻波的频率称为简正振动频率或称简正频率。其结果使声场极不均匀，而且会使声源中符合上述情况的若干频率成分得到过分增强，也比别的频率衰减得更慢些，因此就会造成严重失真。

室内声学

　　对于一个长、宽和高分别为 lx、ly和lz的平行六面体房间，其简正频率fr（赫）可由下式计算：

　　式中nx、ny和nz为正整数或零，分别代表某种振动方式，

　　这些简正频率又可分为三类：①轴向简正频率；②切向简正频率;③斜向简正频率。从0到fr的频率范围内可能出现的简正振动数N：

室内声学

　　式中V=lxlylz为室内容积；S=2(lxly+lylz+lzlx)为室内总面积；L=4(lx+ly+lz)为室内总边长。

　　应用

室内声学

室内声学

　　在容积小的房间内，低频范围的共振频率较少，频率的分布不均匀。如果lx、ly、lz的比例选择适当，不使共振频率简并，则分布可有所改善；一般采用1∶21/3∶41/3的调和级数的比例。图2所示为某些频率范围，峰顶括号内的数字即公式中的nx、ny、nz，因振动方式简并而堆积在一起,造成室内的频率响应范围起伏很大。对于大房间和高频范围，由于简正频率较多，共振峰相互交叠，其效果可按统计声学方法来处理。