四、房間共振和混響時間1、波的干涉和駐波

干涉：具有相同頻率、相同相位的二個波源所發出的波相疊加時，在波重疊的區域內某些點處，振動始終彼此加強，面在另一些位置，振動始終互相削弱或抵消，這種現象叫做波的干涉。干涉現象總是出現在波程差為2n(λ/2)和(2n+1)(λ/2)處。

駐波：當兩列相同的波在同一直線上相向傳播時，疊加后產生的波稱之為“駐波”。平面波垂直入射到全反射的壁面時，入射波與反射波的疊加也產生了駐波現象。2、房間共振

聲音在傳播過程中遇到反射物形成反射聲波，入射聲波與反射聲波發生疊加，特別是當聲波在兩片平行的墻壁體傳播時，這種疊加可能使聲壓達到最大時，這種現象稱為共振。

房間是一個由建筑材料的共振系統，對矩形房間，發生共振的頻率3、混響（1）概念：當聲源在一封閉空間內開始輻射聲能時，聲波即同時在空間內開始傳播。當入射到某一界面時，部分聲能被吸收，其余部分則被反射。在聲波繼續傳播中，又第二次、第三次以至多次地被吸收和反射。這樣，在空間內就形成了一定的聲能密度。隨著聲源不斷供給能量，室內聲能密度將隨時間增加面增加，達到一個穩定狀態（即維持不變的狀態）。

當聲音達到穩態時，若聲源突然停止發聲，室內接收點上的聲音并不會立即消失，而要有一個過程。首先直達聲消失，反射聲則將繼續下去；每反射一次，聲能被吸收一部分。因此，室內聲能密度將逐漸減弱，直至完全消失。把這一衰減過程稱為“混響過程”或簡稱混響。（2）混響時間混響可能影響人的聽覺清晰度，也可能使聲音聽起來更豐富。

特別當聲源停止發聲后，聲音衰減60dB所經歷的時間，對室內音質和聽聞有重要意義。稱為混響時間。在室內混響研究中，最為重要的是室內聲音在達到穩定狀態后聲源停止發聲后聲壓級衰減60dB所經歷的時間T60，稱為房間混響時間，其計算有下面公式：（塞賓公式）其中：T60——為混響時間(s)V——為房間容積(m3)Sα——房間的總吸聲量（m2）

在工程中更多用的是伊林公式：

——為平均吸聲系數，其計算式為：

S1、S2、…Sn——室內界面不同材料的表面積（m2）

α1、α2、…αn——不同材料的吸聲系數。室內聲壓級的計算：室內聲場的分布決定于房間的形狀、各界面材料和家具、設備等的吸聲特性及聲源的性質和位置等，計算室內某點聲壓級的公式：其中：W---聲源聲功率Q---聲源指向性因數。無方向性聲源放在中心Q=1r-----計算點到聲源的距離R---房間常數S----房間總表面積２、人耳的幾個聽覺效應Ａ、雙耳聽聞效應由于人耳位于頭部兩側，約距20cm，聲音到達雙耳有微小的時間差，強度差和相位差，使人能辨別聲音的方向，確定聲源的位置。人耳對水平方向方位的辨別能力強于垂直方向。立體聲也是根據雙耳效應發展起來的。Ｂ、掩蔽效應噪聲對語言的妨害程度，在聲學上稱為“掩蔽效應”，它不但取決于噪聲的總聲壓級的大小，而且還與頻率的成份和頻譜分布有關

有下面規律：

a、低音調的聲音，特別當響度相當大時，對高音調的聲音產生較顯著的掩蔽作用；

b、高音調的聲音對低音調的聲音只產生很小的掩蔽作用；

c、掩蔽和被掩蔽的音的頻率越接近，掩蔽作用越大，當頻率相同時，一個聲音對另一個聲音的掩蔽作用最大。Ｃ、哈斯效應——回聲感

當聲源傳來的聲音和以一次反射回來的聲音，相繼到達人耳，其延遲時間小于30ms時，人耳不能區分出來，當兩個聲音的時差達到50ms時（聲程差達到17m），人耳就能區分出它們來自不同的方向，這后一個聲音就有可能成為回聲。回聲妨礙語言和音樂的良好聽聞，必須加以控制。六、聲環境對人體的影響

1、噪聲對健康的影響2、噪聲對各種語言活動的干擾3、噪聲對工作效率的影響第十一章吸聲材料和隔聲材料（構造）吸聲和隔聲是創造良好聲環境的基本工程措施，材料在工程措施中起著重要的作用。有不同種類吸聲材料和構造，它們的作用可由下表看出：一、吸聲材料（構造）1、多孔吸聲材料

多孔材料是主要的吸聲材料，其構造特征是在材料中有許多小間隙和連續氣泡，這樣當聲音入射到多孔材料時，引起小孔和間隙中空氣振動，而振動的空氣在靠近孔壁附近的空氣質點與孔壁磨擦，使聲能變為熱能而被吸收。

影響多孔材料吸聲特性的主要因素：

(1)材料的空氣流阻：當少量空氣流穩定地流過材料時，材料兩邊的靜壓差和空氣流動速度之比定義為單位面積流阻，其數值通過實測確定。空氣粘性越大、多孔材料越厚、越密實，流阻就越大，說明透氣性越小，因此流阻不能過大。但流阻也不能太小，否則克服摩擦力、粘滯阻力而使聲能轉化為熱能的效率就太低。所以存在最佳流阻。

(2)孔隙率：是指材料中連通的孔隙體積和材料總體積之比。多孔吸聲材料的孔隙率一般在70％~80％，(3)材料的厚度；一般來說，增加多孔吸聲材料的厚度可以提高其吸聲系數，尤其是對吸聲系數低的中低頻提高得比較顯。(4)材料背后的條件：當多孔吸聲材料背后留有空氣層時，與該空氣層用同樣的材料填滿的效果近似，所以利用空氣層，既提高中低頻聲音的吸聲系數又節省吸聲材料,空氣層厚度一般為10~20cm。（5）材料的密度對吸量也有影響。同時，材料飾面、入射聲波頻率和入射條件、吸濕、吸水也對材料的吸聲特性也有影響影響。2、共振吸聲結構（1）薄膜（薄板）吸聲結構A、吸聲原理：薄膜（薄板）結構在聲波的作用下產生振動，振動薄板與龍骨間磨擦，將聲能轉化成熱能而達到吸聲。薄板（膜）具吸收低頻聲音的特性。

B、薄膜的共振頻率計算：其中：f0——共振頻率（Hz）m——薄膜的單位面積重量（kg/m2）L-——背后封閉空氣層的厚度（cm）

薄板的共振頻率的計算：

其中：f0——共振頻率（Hz）m——薄板的單位面積重量（kg/m2）L-——背后封閉空氣層的厚度（cm）

Ｃ、應注意的幾個問題：1）較薄的板（膜）能提供更多聲吸收；2）吸聲系數的峰值偏向于低頻,薄膜吸收頻率:200~1000Hz,吸聲系數:α=0.3~0.4薄板吸收頻率:80Hz~300Hz,α=0.2~0.5；3）薄板背后多放多孔材料，將增加吸聲系數的峰值；4）薄板涂層對吸聲性能有較大的影響。

（2）穿孔板吸聲結構原理：利用穿孔板后背的空氣層組成共振結構，其共振頻率為：

其中：f0——共振頻率（Hz）c——聲速取340m/st——穿孔板厚度（kg/m2）d——孔徑

P——穿孔率，穿孔面積與總面積之比

其中D為孔距L-——背后封閉空氣層的厚度（cm）3、其它吸聲構造（1）空間吸聲體（2）吸聲尖劈

二、聲音在圍護結構中的傳播（1）空氣直接傳播（2）經由圍護結構的振動傳播（3）固體的撞擊和振動

三、隔聲材料和構造當聲波在空氣中傳播到圍護結構時，入射的大部分聲音被反射，只有一小部分聲能透過結構傳至另一個空間。設建筑構件的透射系數為τ，在工程在實際中，建筑構件的隔聲量用R來表示。建筑構件的隔聲量R（dB）與透射系數τ有下列關系：注：開口的透射系數為1.平均透射系數

1、單層勻質密實墻的空氣隔聲量計算A、隔聲質量定律：

其中R——墻體的隔聲量(dB)f——入射的聲音頻率(Hz)m——墻的面密度（kg/m2）

2、雙層勻質密實墻的隔聲雙層墻構成質量——彈性——質量系統，其固有振動頻率為

其中:f0——為墻體的固有振動頻率(Hz)m1、m2——分別為每層墻體的面密度（kg/m2）L——空氣間層的厚度當入射聲波頻率與雙層墻的固有頻率相同時，墻體將產生共振，隔聲效果最差。

3、輕質墻體隔聲

輕質隔墻由于質量輕，其隔聲效果較差，必須采取措施來提高隔聲效果。有如下措施：

（1）設空氣間層，間層厚度要大，如厚度小于4cm，隔聲效果提高不大，如果

空氣間層達到7.5cm，隔聲量可增加到8—10dB。（2）以多孔材料填充輕質墻體間的空氣間層，可以大地提高隔聲效果。（3）增加輕質墻的層數，可以提高隔聲量。3、門窗隔聲構造

主要是設置空氣間層和增加門窗的密閉性。四、噪聲控制（一）噪聲的危害１、損害聽覺器官２、引起多種疾病３、影響正常生活４、降低勞動生產率５、損壞建筑物（二）噪聲允許標準（三）城市噪聲控制１、城市噪聲（１）噪聲是頻率結構聲音，其頻率可以在人的可聽范圍以外，一般其頻率表現為較為連續的頻譜特性。（２）城市噪聲主要是交通噪聲、建筑施工噪聲，工業區主要是工業噪聲，主要是夜班生產發出的噪聲對居住區的嚴重干擾。２、城市噪聲的控制（１）控制原則和步驟

原則：控制噪聲應從噪聲源、傳播途徑和接受噪聲方面入手，采取適用合理的技術進行控制。對噪聲源主要是控制操作時間和使用功率，傳播途徑主要采用阻隔措施，主要從規劃、建筑布局來控制，噪聲受體主要從建筑吸、隔聲處理等措施來進行控制。

步驟：

a.調查噪聲現狀，確定噪聲的聲壓級，了解噪聲產生的原因，周圍環境狀況。b.根據區域的噪聲允許標準，確定所需降低的噪聲聲壓級的數值。c.采取綜合措施來降低噪聲。

措施：城市規劃方面：

合理進行空間布局，解決好對外交通用地、工業用地、商業用地與居住用地等的空間分布。

完善城區的道路交通系統，合理布置路網，處理好城市快速路、主干道、次干道和支路網的關系，從空間資源配置上阻隔噪聲源。

建筑布局:在建筑布局上，根據建筑的不同用途，來合理布置建筑物，對建筑物本身，將次要房間布置在噪聲傳播來的方向等。控制城市噪聲的主要措施:

與噪聲源保持必要的距離利用屏障降低噪聲利用綠化減弱噪聲五、室內吸聲減噪

１、吸聲減噪原理在建筑物內安置吸聲材料，來改善室內的聽音條件和減少噪聲的干擾。２、吸聲減噪量的確定

安裝吸聲材料后的吸量可用下式確定：

ΔLp——室內兩種吸條件的混響聲聲壓級差值（dB）

A1——室內原有條件的總吸聲量（m2）

A2——室內增加吸聲材料持的總吸聲量（m2）

吸聲減噪只能降低混響聲,不能降低直達聲,吸聲減噪可使噪聲降低6~10dB。

六、建筑隔聲１、圍護結構的隔聲可用下式進行計算

對于由不同隔聲能力的建筑構件組合成的結構的隔聲量，可以先求出各組成構