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声学与建筑
作者:admin   发布于:2012-10-30 11:25    文字:【】【】【

  我们日常生活环境中的住宅、教室、礼堂、影剧院等场所,都存在着许多声学问题。正确地处理这些建筑中的声学问题,可以改善人们的生活、工作和学习环境,提高工作与学习的效率,也可以为人们的休息和娱乐提供舒适的场所。可见,声学研究与建筑设计的关系是很密切的,专门研究这方面知识的声学领域叫做吸音板建筑声学。

  对一座建筑物的声学特性的评价标准是多方面的,其中一个重要标准就是交混回响时间。交混回响,就是建筑物内反复反射的声音的总体。人的听觉有个特点,那就是只能区别时间间隔大于1/10秒的两个声音。当原声与反射声先后传播到人耳的间隔小于1/10秒,人耳便不能区分它们,即听不到回声而只听到原声的余音在回荡。声波在反复被反射时,它的能量不断损失,因此余音只能存在一段时间。这段存在的时间就叫做交混回响时间。实际上余音全部消失需要的时间较长,但是杂音减弱到一定程度后,对人的听觉来说意义已经不大。因此规定:当声源停止发声后,声强(由声音本身的能量来衡量的声音的强弱)减弱到原声声强的百万分之一所需要的时间叫做交混回响时间。

  交混回响能够增强原声的响度,并能增强乐音的感染力。交混回响时间的长短对建筑物的音响效果影响很大。过长的混响时间由于来回反射声波的叠加,会使人感到声音“混浊”不清,音乐声音的节奏不清晰;而过短的混响时间,由于缺乏反射声,听起来会感到响度不够而使人产生“沉寂”的感觉。建筑物用途不同,对混响时间的要求也有差异。对教室、专用报告礼堂一般要求混响时间偏短些较好,通常在0.2~0.6秒之间,这样会使语言听起来清晰。音乐厅等音乐场所的混响时间一般都在1.5秒左右,这样会使声音回荡,余音缭绕。一般的剧场、礼堂多数都具有多种用途,因此,要注意兼顾。我国首都北京的人民大会堂、首都剧场、科学会堂的报告厅吸音板的声学结构都比较好,它们的交混回响时间分别是1.8~2秒、1.36秒和1.2秒。

  交混回响时间的长短受很多因素的影响。其中,建筑物的容积越大,混响时间越长;反射面的面积越大,声能的损失也越大,混响时间就越短;屋内的陈设和人也是声音的反射体,其存在相当增大了反射面,因此也起到缩短混响时间的作用;另外,由于不同的建筑材料对声音的反射性能和吸收性能的差异,因此使用的建筑材料的种类也影响着交混回响的时间。大理石、混凝土、磁砖和玻璃等材料,对声音的反射能力很强而吸收能力很差,用这些材料做成的反射面会使混响时间大大增长;天鹅绒、地毯、毛毡等软材料,对声音的反射能力弱而吸收能力强,尤其对高频率声音的吸收能力更强,用这些材料做成的反射面会缩短混响时间。适当选择反射面的材料,是调整混响时间的重要手段之一。
 

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