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擴散反射和擴散體的尺寸

擴散反射和擴散體的尺寸

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一、擴散反射

? ? ? 房間內表面如做凹凸不平的處理,可將聲波均勻的分布于室內,使聲音比較均勻的增長和衰減,從而使音樂和語言的固有音品有所提高,混響時間計算更為準確。

二、擴散體的尺寸

? ? ? 應以入射聲波的波長相當,頻率越低要求擴散體尺寸越大。

三、定向反射

1.利用具有一定重量/厚度/表面光滑的各種板制品,可將入射聲波定向的反射到所要求的區域,使室內某點的聲壓級提高,同時提高語言的清晰度。

2.反射板的尺寸要求大于入射聲波的波長,板的質量要好,表面光滑。

四、室內聲學設計中的擴散場

1.聲學設計的擴散場距離

? ? ? 直達聲壓按距離反比規律而衰減,混響聲可近似認為在空間內各點都相等,因此在離聲源的某一距離處,其直達聲有效聲壓與混響聲有效聲壓正好相等,這個距離稱為擴散場距離rc:

? ? ? 封閉空間體積或界面的吸聲系數越大,擴散場距離就越大。當聲源在各方向輻射的指向性因數不同時,不同方向上的擴散場距離也不同。如果聲源輻射無指向性,即Qθ呏1,這時各方向的擴散場距離都相同,稱為混響半徑。

? ? ? 在小于擴散場距離的區域內,直達聲大于混響聲,在允許誤差范圍內,可以忽略混響聲(即反射聲)影響的區域,作為近似的自由聲場。反之,在大于擴散場距離的區域,混響聲大于直達聲,稱為混響聲場。

2.聲學設計的簡正方式

? ? ? 聲波在互相平行的一對剛性界面之間傳播時,如果距離為半波長的整數倍,就會產生共振。相應的頻率稱簡正頻率(或固有頻率、共振頻率),相應的駐波傳播方式稱簡正振動方式,或簡正方式。三維空間有一系列的各種類型的簡正方式。

? ? ? 關于簡正頻率的計算式見室內聲學。

3.聲學設計的擴散聲場

? ? ? 當封閉空間內被激發起足夠多的簡正方式時,由于不同方式有各自特定的傳播方向,因而使達到某點的聲波包括了各種可能的入射方向。在這種情況下,除了在擴散場距離內的自由聲場區和離界面1/4波長范圍內的固定干涉區以外,空間內各點的聲能密度相等;從各個方向到達某點的聲強相等;到達某點的各波束之間的相位是無規的。具備這樣特性的聲場稱為擴散聲場。

? ? ? 理想的擴散聲場是難以獲得的。特別在低頻段,被激發起的簡正方式較少,到達某點的聲波入射方向不夠多,各點聲能密度的起伏也比較大。此外,當界面有大塊面積的表面聲阻抗率相差很大的材料時,也會使空間內的聲場不均勻。這種情況稱為聲場不擴散或擴散不良。為了獲得較好的聲場擴散條件,特別對于混響室或專門測試噪聲的實驗室,在設計時應考慮采取以下措施:

①使實驗室有足夠大的體積;

②使實驗室有良好的布局;

③在室內增加適當的固定或活動的擴散體。

4.聲學設計的聲場衰變

? ? ? 聲源一停止發聲, 封閉空間內各處的平均聲能密度就按指數率逐漸衰變。聲能密度衰變到原來的百萬分之一時所需的時間稱為混響時間。混響時間的長短與空間體積成正比,而與空間內聲吸收成反比。

? ? ? 不同類型的簡正方式有不同的指數衰變率(或混響時間)。總的衰變過程不是單一的指數衰變規律,同時空間內不同點的衰變率也往往有較大的差異。這種混響時間的不均勻性和衰變率的不規則性是與聲場擴散不良緊密聯系的。

? ? ? 當聲場擴散不良時,室內各點聲壓值和混響時間的起伏都比較大。這時,在實際聲學測量中,只有在較多的測點求出多次測量的平均值,才能得到較為準確的實驗結果。

廣州賽佳聲學燈光工程有限公司

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