建筑物理 第2章 室内声学原理

T
60
S
0.161V
ln(1 )
4mV
0.2
• 其中：4m－空气吸收系数；当声音频率 f ≥ 2000Hz 时，必须考虑空气吸收对混响时间 的影响。一般地，4m与湿度、温度有关， 通常按相对湿度60%，室内温度20℃计。
• 4mV－空气吸收量。
混响时间 Reverberation Time （RT）
混响时间 Reverberation Time （RT）
（一）赛宾（Sabine）公式
• 赛宾是美国物理学家，他发现混响时间近似与 房间体积V成正比，与房间总吸声量A成反比， 并提出了混响时间经验计算公式——赛宾公式。
T 60 0.161V A
• 其中：A－室内表面吸声量，
A S
•
S11 S 2
• 早期反射声：指在直达声之后相对延迟时间为 50ms内到达的反射声。这种短延时的反射声难 以与直达声分开，对直达声起到加强作用；
• 混响声：在早期反射声后陆续到达的、经过多 次反射的声音的统称。混响声的长短与强度将 影响厅堂音质（如清晰度和丰满度等）。
五、直达声、早期反射声和混响声
六、室内稳态声压级计算
二、室内声场特点
二、室内声场特点
• 声波在各个界面发生反射、透射和吸收 • 声能的空间分布发生变化 • 声源停止发声后的一段时间内，声音并不
立即消失，声场中存在反射声 • 由于房间的共振可能引起某些频率的声音
被加强或减弱 • 与自由声场有不同的音质
二、室内声场特点
三、室内声场空间分析
三、室内声场空间分析
（一）赛宾（Sabine）公式
T 60 0.161V A
混响时间 Reverberation Time （RT） （二）伊林（Eyring)公式
T60
0.161V
S ln(1 )
0.2
混响时间 Reverberation Time （RT）
（三）伊林-努特生（Eyring-Knudsen)公式
响声，容易得到较高的清晰度；反之，清晰度降低， 混响感提高。 • 当接收点与声源的距离小于r0时，接受点的声能主 要是直达声贡献的，这时进行吸声处理对声场特性 没有明显效果；只有当接收点与声源的距离大于r0 时，改变室内吸声量才会有明显的意义。
混响时间 Reverberation Time （RT）
• 当一点声源在室内发声时，假定声场充分 扩散，则离开声源距离为 r 处的声压级Lp为
Lp
Lw
10 lg
Q
4r 2
4 R
Lp
10 lgW
10 lg
Q
4r 2
4 R
120
其中
Lw——声源的声功率级，dB W——声源升功率，W Q——声源的指向性因素 R——房间常数
六、室内稳态声压级计算
R S 1
三、室内声场空间分析
四、室内声音的增长、稳态和衰减
四、室内声音的增长、稳态和衰减
• 从时间和能量的角度分析室内声音状况， 大致可分为增长、稳态和衰变三个过程。
四、室内声音的增长、稳态和衰减
五、直达声、早期反射声和混响声
• 直达声：由声源直接到接收点而不受界面影响 的声音，其声强基本上按照距离平方反比定律 衰减；
第二讲 室内声学原理
一、自由声场中声音的衰减
• 点声源随距离的衰减
• 在自由声场中声压级随测点距声源距离 的关系为：
Lp LW 20 lg r 11
• 在半自由空间条件下声压级随测点距声 源距离的关系为：
Lp Lw 20 lg r 8
一、自由声场中声音的衰减 L2 L1 20 lg(r2 r1)
• 几何声学虽不能解释所有的声学现象，但 至少在中、高频范围内，尤其当房间尺度 较大时，比较近似地反映了客观实际，可 以清楚地让人们知道室内各界面反射声音 的情况，具有简便、直观的特点，在室内 声学中被广为采用。
• 几何声学一般适用于当声波传播的距离和 界面尺度远大于波长的场合。在应用时， 必须认真考虑对低频声波的作用。
（四）混响时间计算的误差分析 1、室内条件与原公式假设条件并不完全一致。
1）室内吸声分布不均匀 2）室内形状，高宽比例过大，造成声场分布 不均匀，扩散不完全 2、计算用材料吸声系数与实际情况有误差。 一般误差在10%～15%。
混响时间 Reverberation Time （RT）
一、自由声场中声音的衰减
Lp Lw 10 lg r 8
二、室内声场特点
在建筑设计中，某些类型的建筑对听闻要求很高， 如教室、报告厅、剧院、电影院、录音室、广播室等。 在这些建筑中，声波的传播将受到封闭空间的各个界 面（如墙壁、顶棚、地面等）的约束，形成一个比在 自由空间(如露天)要复杂得多的“声场”。
房间等 量逐渐下降。
消声室
界面全吸收，声能在声音停止 后，完全没有任何反射，在接 触界面后，声能立即消失。
混响时间 Reverberatio Nhomakorabea Time （RT）
（一）赛宾（Sabine）公式
S11 S 2 2 Snn
S1 S 2 Sn
混响时间 Reverberation Time （RT）
赛宾公式适用于S1 S 2
2 Sn
Sn
n
0.2
混响时间 Reverberation Time （RT）
（一）赛宾（Sabine）公式
S11 S 2 2 Snn
S1 S 2 Sn
0 0 1
1
混响室
界面全反射，声能在声音停止 后，无限时间存在。
普通厅堂 界面部分反射，声能在声音停 止后，经过多次反射吸收，能
S11 S22 Snn
S1 S2 Sn
六、室内稳态声压级计算
六、室内稳态声压级计算 • 混响半径
Lp
Lw
10 lg
Q
4r 2
4 R
六、室内稳态声压级计算
• 混响半径
• 直达声的声能密度与扩散声的声能密度相等处距声 源的距离。
r0 0.14 QR
• 物理意义： • 当听者与声源的距离小于r0时，直达声作用大于混
混响时间 Reverberation Time （RT）
• 上述公式有以下的假设条件： • 首先，室内的声音是充分扩散的，即室内任 一点的声音强度一样，而且在任何方向上的 强度也一样； • 其次，室内声音按同样的比例被室内各表面 吸收，即吸收是均匀。
混响时间 Reverberation Time （RT）