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第7章吸声和室内声场-hans概要
室内吸声降噪 三 (一)室内声场 (二)室内声压级 (三)吸声降噪量计算 主要在室内的天花板和四周墙壁上饰以某种吸声性能好的材料,或悬挂适当的空间吸声体,就可以吸收房间内的一部分反射声波,减弱室内总的噪声。 室内吸声处理 室内声场按声场性质分为: 直达声场:由声源直接到达听者,是自由声场; 混响声场:经过壁面一次或多次反射。 扩散声场:声能密度处处相等,声波在任一受声点上各个传播方向作无规分布的声场。是一种理想声场,为简化讨论,以下的基本概念和公式都建立在室内扩散声场的基础上。 (一)室内声场 1.室内声场的衰减 2.混响时间 1.室内声场的衰减 平均自由程 单位时间内,室内声波经相邻两次反射间的路程的平均值 式中 ——平均自由程,m; ——房间容积,m3; ——室内总表面积,m2 声音在空气中的声速为c,则声波每秒平均反射次数n=c/d,即 平均吸声系数 设室内各反射面面积分别为 S1、S2、… Sn, 吸声系数为α1、α2、… αn ,则室内表面的平均吸声系数 为 图 室内声场的衰减 增长 稳态 衰减(混响过程) a-吸声差 b-吸声中等 c-吸声好 室内声场经1~2s即接近稳态(左侧曲线) 若声源停止,声音消失需要一个过程:首先直达声消失,混响声逐渐减弱,直到完全消失(右侧曲线)。 假设只考虑室内壁面与空气的吸收,则经t秒后,室内声能密度 为 式中 ——初始声能密度,(w·s)/m3 ; ——吸声系数 ——房间容积,m3; ——室内总表面积,m2 ——空气衰减系数,m-1; , 为声波在空气中每传播100m衰减的分贝数。 定义:室内声场达到稳态后,声源立即停止发声,室内声能密度衰减到原来的百万分之一,即声压级衰减60dB所需要的时间,记作 ,单位秒(s) 计算公式——赛宾(W.C.Sabine)公式 意义:表示由于室内混响现象,室内声场的声能在声源停止发声后衰减的快慢。 2.混响时间 房间 一定,∵吸声量 ,∴ 愈大, 愈小。 通过调整各频率的平均吸声系数,获得各主要频率的“最佳 ”,使室内音质达到良好。 【讨论】 室内吸声降噪 三 (一)室内声场 (二)室内声压级 (三)吸声降噪量计算 (二)室内声压级 1.直达声场 在室内,当声源的声功率恒定时,单位时间内在 某接收点处获得的直达声能是恒定的。 一个各向发射均匀的点声源,声强I=W/4πr2, 声能密度与声强的关系为 所以对于指向性因数为 的声源,在距声源中心 r米处的直达声声能密度为 (二)室内声压级 2.混响声场 声源辐射的声能经第一次吸收后,剩者为混响声,单位时间内声源向 室内提供的混响声能为 。因声功率恒定,故混响声能也恒定。 壁面吸声仅吸收混响声,设室内声场达稳态时,平均混响声能密度为 ,声波每碰撞壁面一次,吸收的混响声能则为 ,每秒钟内碰 撞次n,吸收的则为 。因室内声场达稳态时,每秒钟由声源 提供的混响声能等于被吸收的混响声能,所以 即 令 平均声能密度 ——房间常数,m2。室内吸声状况愈好,值愈大。 (二)室内声压级 3.室内总声场 室内某点的声压级为 指向性因数取决于声源的指向性和在室内的位置 Q=1,点声源放置在房间中心; Q=2,声源放在地面或墙面中间; Q=4,声源放在两墙面或墙面与地面的交线上; Q=8,在三面墙的交点上。 (二)室内声压级 3.室内总声场 室内某点的声压级为 括号内第一项来自直达声。表达了直达声场对该点声压级的影响,r愈大, 该项值愈小,即距声源愈远,直达声愈小; 第二项来自混响声。当r较小,即接受点离声源很近时, ,室内声 场以直达声为主,
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