音響系統(tǒng)與建筑聲學(xué)的關(guān)系音響發(fā)燒友有一個(gè)口頭語“低級發(fā)燒友玩器材，發(fā)燒友玩房間”，充分說明了建筑聲學(xué)對取得優(yōu)良音質(zhì)的重要性。周密考慮和正確設(shè)計(jì)室內(nèi)聲音的傳播條件，是獲得優(yōu)良音質(zhì)的保證。

　　房間中某一點(diǎn)聲源發(fā)聲時(shí)，聲波一球面方式向四周擴(kuò)散傳播，聲音的強(qiáng)度與傳播距離的平方成正比減少（平方反比定律）。當(dāng)聲波傳播到四周界面時(shí)，一部分聲能被吸收，另一部分聲能被反射。到達(dá)聽眾耳朵的聲音有三部分組成；直達(dá)聲、比直達(dá)聲晚50MS到達(dá)的早期發(fā)射聲（又稱近次發(fā)射聲）和比直達(dá)晚50MS以上的多次發(fā)射聲（又稱混響聲）。

　　三種聲音的貢獻(xiàn)分別為：

　　1、直達(dá)聲：提供聲源的方向、傳遞聲音信息、提高聲音清晰度和聲壓級的主要來源。 直達(dá)聲（包括早期發(fā)射聲）與混響聲的聲能比（D/R）是直接影響聲音清晰度的重要參數(shù)。混響聲能的衰減率與周圍界面的吸聲能力有關(guān)，通常用混響時(shí)間R60來表示，即聲源停止發(fā)生后，室內(nèi)聲壓級衰減60dB1000倍所需的時(shí)間，由于吸收材料的吸聲特性〆與聲音的頻率有關(guān)，因此R60太大時(shí)會使聲音混濁不清，過小時(shí)會使聲音感到干澀無味。

　　2、早期發(fā)射聲：提高聲壓級和聲音清晰度、增強(qiáng)聲音的空間感。耳朵無法把它和直達(dá)聲分離出來，在EASE設(shè)計(jì)軟件中，可用聲線法把它們分離出來。

　　3、混響聲：混響聲無方向性，不包含聲音信息，但它使 聲場分布均勻、音質(zhì)豐滿，可提供分辨別房間的空間特性（房間的大小）。過大的混響音會降低聲音的清晰度、掩蔽直達(dá)聲，超過100MS延時(shí)的混響聲會形成回聲，嚴(yán)重影響聲音清晰度。

　　聲學(xué)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)重要參數(shù)

　　1、吸聲系數(shù)〆

　　建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)中用吸聲材和吸聲結(jié)構(gòu)來消除回聲，顫動回聲，聲聚焦和減少混響時(shí)間等房間的聲學(xué)缺陷。吸聲材料吸聲結(jié)構(gòu)通常用吸聲系數(shù)〆來表示。

Eo-Er

〆=０

Eo

　　式中：Eo-入射到吸聲材料的聲能： Er-被材料反射出來的聲能。

〆=1意味著聲能全被吸收； 〆=0意味著聲能全被反射。

　　2、臨界距離DC

　　前面已提到直達(dá)聲的傳播衰減與傳輸距離的平方比成反比，離聲源的距離越遠(yuǎn)，聲壓級越低，混響聲的傳播衰減不遵守平方反比定律，在理想狀態(tài)下，理論上它在整個(gè)房間的聲壓級是相等的。圖2-3黑點(diǎn)表示直達(dá)聲，離揚(yáng)聲器越遠(yuǎn)，聲壓級越低，黑點(diǎn)密度越稀。空心圓點(diǎn)代表混響聲聲壓級是相等的，因此空心圓點(diǎn)的密度到處是相等的。

　　臨界距離DC是指在聲源軸線方向上，直達(dá)聲與混響聲聲能相等的距離，即D/R=（0dB）,臨界距離在計(jì)算聲音清晰度時(shí)很有用,一般來說,在D/R>-6dB區(qū)域內(nèi)即2倍臨界距離,聲音的清晰度是的。

Q-揚(yáng)聲器的指向性因數(shù)

R-房間常數(shù)即房間的吸聲量

〆-房間的平均吸聲系數(shù)

S-房間的總吸聲面積

　　3 、混響時(shí)間R60

　　房間的混響R60與房間的容積V 表面面積S和房間的平均吸聲系數(shù)有關(guān),

V-房間容積M3

S-房間的總吸聲面積

房間平均吸聲系數(shù)

應(yīng)使用EYING公式計(jì)算；

M為空氣吸聲系數(shù)，它與頻率和濕度有關(guān)，1KHZ~8KHZ的M值為0.003~0.057。

不同混響時(shí)間R60的聽覺感受:R60<0.5秒500HZ;聲音清晰,但太于單薄,適宜于錄音室。

R60=0.7~0.8秒（500HZ）：聲音清晰、干凈、適宜于電影院和會議廳。

R60=1.2~1.4秒（500HZ）：聲音豐滿、有氣魄、空間感強(qiáng)，適用于音樂廳和劇場。

R60>2秒~3秒（500HZ）：聲音混濁、語言清晰度差，聲音發(fā)嗡，有回聲感。

　　吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu)

　　按吸聲機(jī)理，常用的吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu)可分為多孔吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu)。

　　1、多孔吸聲材料

　　多孔吸聲材料包括纖維材料和顆粒材料。纖維材料有：玻璃棉、超細(xì)玻璃棉、礦棉等無機(jī)纖維及其氈、板制品，棉、毛、麻等有機(jī)纖維織物。顆粒材料有膨脹珍珠巖、微孔磚板等塊、板制品。

　　多孔吸聲材料一般有良好的中高頻吸聲性能，吸聲機(jī)理不是因?yàn)楸砻娲植冢且驗(yàn)樗写罅績?nèi)外連通的微小空隙氣泡。多孔材料的吸聲能力與其厚度，密度有關(guān)，隨著厚度增加，中低頻吸聲系數(shù)顯著增加，高頻變化不大。增加材料的密度也可以提高中低頻吸收系數(shù)，但比增加厚度的效果小，因此在使用同樣材料時(shí)，當(dāng)厚度不受限制時(shí)，寧愿采用結(jié)構(gòu)密度松散的厚度大的多孔材料。

　　多孔材料背后有無空氣層，對吸聲性能有重要影響。其吸聲性能隨著空氣層厚度的增加而提高。

　　簾幕也是一種很好的多孔吸聲材料。就吸聲效果而言，絲絨，平絨次之，棉麻織品再次，化纖類簾幕zui差。通過調(diào)節(jié)簾幕與墻面或玻璃的間距可調(diào)節(jié)吸聲效果。

　　2、共振吸聲結(jié)構(gòu)

　　穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)和薄板、薄膜吸聲結(jié)構(gòu)都可看作利用共振吸收原理的吸聲結(jié)構(gòu)。

　　穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)具有較好的中頻吸聲特性。它由金屬板、薄木板、石膏板等穿以一定密度的小孔或縫隙后固定在龍骨上，背后留有空氣層而構(gòu)成共振吸聲系統(tǒng)。它可視為由許多并聯(lián)的亥姆霍茲共振器組成。

　　共振頻率可用下式計(jì)算：

式中 C——聲速，34×103cm/s

P——穿聲率，即穿孔面積與總面積之比值；

D----板厚 （CM）

d----穿孔直徑（CM）

　　穿孔板的吸聲特性在共振頻率附近有zui大的吸聲系數(shù)。為擴(kuò)展吸聲系數(shù)的頻率范圍，可在穿孔板后鋪設(shè)多孔吸聲材料及留有一定的空氣隙。

　　穿孔的孔徑小于1MM（穿孔率P=1%~3%）時(shí)稱為微孔板，用薄金屬板制成，其后面再鋪設(shè)多孔吸聲材料，可在較寬帶內(nèi)獲得較好的吸聲效果。做成雙層微穿孔板結(jié)構(gòu)，吸聲性能更佳。

　　如果把穿孔率達(dá)到50%以上的微穿孔金屬薄膜或微孔有機(jī)玻璃板直接帖在大面積裝飾玻璃平面上 ，則可解決玻璃平面的強(qiáng)聲發(fā)射問題，同時(shí)也不大影響玻璃的透光性或透明度。他的缺點(diǎn)是造價(jià)太高。

　　3、聲波擴(kuò)散體

　　改善建筑聲學(xué)特性的方法除使用吸聲材料外，還經(jīng)常在墻面及聲波發(fā)射強(qiáng)烈的地方設(shè)置聲波擴(kuò)散體/面，使聲波產(chǎn)生漫反射和分散室內(nèi)的共振頻率。改善聲音的“染色”失真（即音色變調(diào)）和顫動回聲。常用的聲波擴(kuò)散體形狀如圖2-12所示，圖中（a）為三角形，（b）為圓弧形，（c）為MLS擴(kuò)散體。三種擴(kuò)散體墻面結(jié)構(gòu)的效果以（c）MLS為（1-3-2-1-1-2-1隨機(jī)序號），（a）次之，（b）zui差。

　　4、的高性能防潮吸聲材料

　　室內(nèi)游泳池的建聲設(shè)計(jì)一直是一個(gè)老大難問題，因?yàn)槌Ｒ?guī)的吸聲材料都不能防潮、防水，使游泳館的擴(kuò)聲系統(tǒng)音質(zhì)難以提高。