房间声学设计
建筑环境中的声学设计与噪音控制
建筑环境中的声学设计与噪音控制随着城市化进程的加快和人们对舒适生活品质要求的提高，建筑环境中的声学设计和噪音控制变得越来越重要。
本文将就这一话题展开论述，介绍建筑环境中的声学设计原则和方法，并探讨噪音控制的策略和技术。
一、声学设计原则与方法1.1 建筑声学设计的目标建筑声学设计的目标是创造出声学舒适的环境。
在建筑的不同功能空间中，例如住宅、学校、医院、办公室等，人们对声学环境的要求不同。
如住宅空间需要较低的噪音水平以保证休息和睡眠的舒适性，而办公室则需要较好的语音可听性以提高工作效率。
1.2 建筑声学设计的基本原则建筑声学设计的基本原则包括吸声、隔声和控制噪声三个方面。
吸声通过在墙壁、天花板和地板等表面使用吸音材料来减少声音的反射，从而减少回声。
隔声通过使用隔声材料，如隔墙和隔音门窗等，将声音阻挡在房间内部，确保各功能区不被外界噪声干扰。
控制噪声则是针对噪音源进行控制，比如使用隔音窗、噪音减震器等技术手段来降低来自外部的噪音影响。
1.3 建筑声学设计的方法建筑声学设计的方法主要包括声学预测、吸声设计、隔声设计和噪音控制等。
声学预测通过计算和模拟分析来预测建筑中的声学环境，帮助设计师优化建筑布局和材料选择。
吸声设计则通过合理选择吸声材料，如吸音板、吸声砖等，将噪音能量转化为热能或机械能，从而减少回声。
隔声设计主要是通过选择合适的隔声材料和结构形式，构建具有较高隔声性能的墙体、楼板等，有效隔离外界噪音。
噪音控制包括噪音源控制、噪音传输控制和噪音接收控制等措施。
二、噪音控制的策略和技术2.1 噪音源控制噪音源控制是指通过减少或消除产生噪音的设备或工艺，降低噪音污染。
在建筑环境中，常见的噪音源包括空调、通风设备、电梯、水泵等。
为控制这些噪音源的噪声，可采用以下措施：选择低噪音设备和耐磨耗材料、进行隔声罩的设计、采用阻声管道和隔音支吊架等。
2.2 噪音传输控制噪音传输控制是指通过改良建筑结构或采取隔音措施，减少噪音沿传声路径传输。
室内声学设计
2. 声音的频率特性曲线 声音可以分解为若干（甚至无限多）频率分 量的合成。为了测量和描述声音频率特性，人们 使用频谱，而频率的表示方法常用倍频程。 倍频程的中心频率是31.5、63、125、250、 500、1K、2K、4K、8K、16KHz十个频率，（后一 个频率均为前一个频率的两倍，因此被称为倍频 程），在实际工程中更关心人耳敏感的部分，大 多数情况下考虑的频率范围在125、250、500、1K、 2K、4K、8K（目前国家有关标准要求）。如果将 声音的倍频程绘制成曲线就形成了频率特性曲线。
6.声反馈：传声器拾音后，经调音台、周 边设备、功率放大器、音箱扩出声音，这种声 音又通过直接辐射方式或声反射方式进入传声 器，使整个扩声系统产生正反馈，引起震荡， 出现啸叫声，这种现象，称为声反馈。产生反 馈的原因如下：
– – 传声器直接放在音箱辐射区内，其正向直接对着音箱 扩音环境内反射现象严重，四周及天花板没有采用吸 声材料装修 音响设备之间匹配不当，信号反射严重，连接线出现 虚焊现象，声音信号流过接点时断时续 音响设备中有的处于临界工作状态，在声音信号大时， 出现震荡。 解决办法：处理好话筒和音响的位置关系，界面的吸 声处理，配置抗反馈的设备如移频器、反馈抑制器、 压限器、移频话筒等。
•
再高，比如说到喷气发动机25米的地方，就可 能达到140分贝，这时候人的感觉已经不再是吵了， 耳朵已经疼了。 • 再朝上说，人的胸腔都要振动起来了，对人就 有危险。所以声学研究的范围是从差不多0分贝到 200分贝，这可以说是极限，一般的到180分贝已 经很难实现了。 • 可见，不同的环境对声音的大小有不同要求。 不足时，一般采用电声辅助、减少声能损失或采 用共鸣的方式增强。过大时，采用吸声等措施。 如果背景噪声，卧室和书房不超过45分贝，夜间不超过35分 贝。
建筑室内与室外声学与噪音控制设计
建筑室内与室外声学与噪音控制设计声学与噪音控制在建筑室内与室外设计中扮演着重要角色。
不仅可以提供室内的舒适性和声音质量，还可以降低来自室外环境的噪音干扰。
本文将就建筑物内外的声学与噪音控制设计进行探讨，并介绍一些常用的设计原则和方法。
一、建筑室内声学设计1. 聚焦空间布局建筑室内声学设计的第一步是定义空间的布局。
不同功能的房间需要采取不同的声学设计方案。
例如，在音乐厅中，需要考虑音乐的传播和反射，以确保音质的良好。
在录音室中，需要控制外界噪音的干扰，保持音频的清晰度。
因此，了解不同空间的需求并制定合适的设计方案至关重要。
2. 声音吸收材料的选择在室内设计中，选择合适的声音吸收材料是至关重要的。
常见的材料包括吸音墙板、吸音天花板、地毯和吸音窗帘等。
这些材料可以有效地减少声音的反射和共振现象，提高声音的清晰度和质量。
3. 噪音控制除了考虑声音的吸收外，噪音控制也是室内声学设计中的一个重要方面。
通过采用隔音墙体、隔音窗户和隔音门等措施，可以减少外界噪音的干扰，提供一个相对安静的室内环境。
二、建筑室外声学设计1. 建筑物外墙的设计建筑物外墙的设计对于控制噪音的传播至关重要。
选择适当的外墙材料和结构可以减少来自室外环境的噪音干扰。
例如，采用具有隔音效果的材料，如双层玻璃窗，可以有效地隔离室内和室外的噪音。
2. 绿化与景观设计绿化和景观设计也可以在一定程度上降低室外噪音对建筑物的影响。
植物可以吸收部分声音，并提供一个相对安静的环境。
因此，在建筑物周围合理规划绿化和景观设计，可以减轻噪音干扰。
3. 建筑布局的优化合理的建筑布局可以减少噪音的传播。
例如，将静音区域（如卧室）远离噪音源（如马路）的方向，可以降低室内噪音水平。
此外，通过合理规划景观和建筑物之间的距离，也可以减少噪音的传播。
三、声学与噪音控制的常用方法1. 声源控制通过控制声源的位置和声音的传播路径，可以减少室内外噪音。
例如，在办公室中，将打印机和空调等噪音源放置在相对远离员工工作区域的位置，可以降低噪音干扰。
建筑声学-11室内声学与厅堂音质设计
4
几何声学方法： 适用条件：反射面或障碍物的尺寸要远大于声波的波长。 ——中高频声音、房间尺度较大。 ——对于低频声，如63~125Hz，波长为5.4m~2.7m。因此，在一个各个表
面尺寸均小于声波波长的小房间内，几何反射定律将不适用。
▪ P376 表17-1
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二、客观技术指标 2．频率特性 ▪ 为了使音乐各声部和语音的低、中、高频的分量平衡，使音色不失
真，还必须照顾到低、中、高频声能之间的比例关系。 ▪ 由于人耳对低频声的宽容度较大，同时厅堂内界面和观众衣饰对中
高频的声能吸收较大，所以允许低频混响时间有15%-45%的提升。 ▪ 对于不同厅堂有不同具体要求。（录音室——以平直为主）
i 1
i 1
V T60 0.161 A
13
▪ 工程中普遍采用伊林（Erying）公式 ▪ 伊林公式在赛宾公式的基础上考虑了空气吸收的影响。
T60
-
S
0.161V
ln(1 ) 4 m V
▪ 空气吸声与声音频率有关，频率越高，空气吸声系数（4m）越大；频 率小于1000Hz时，4mV一项可省去。
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4．优美的音质 ▪ 对于音乐声来说，除了听得见、听得清这些基本要求外，室内音质
设计还需要给听众提供听得舒服的环境。因此，为了让室内声音具 有优美的音质，还需要注意以下两方面： 1）足够的丰满度。丰满度的含意有：声音饱满、圆润，音色浑厚、温 暖，余音悠扬、有弹性。总之，它可以定义为声源在室内发声与在 露天发声相比较，在音质上的提高程度。（反射声：温暖or活跃） 2）良好的空间感。是指室内声场给听者提供的一种声音在室内的空间 传播感觉。其中包括听者对声源方向的判断（方向感），距声源远 近的判断（距离感）和对属于室内声场的空间感觉（环绕感、围绕 感）。
声学第5讲 室内音质设计1
声学第5讲室内音质设计1声学第5讲室内音质设计1声学第5课室内音质设计1第五讲室内音质设计厅堂按声源性质分类：1语言用厅堂，2音乐用厅堂，3多功能厅声学第5课室内音质设计15.1室内良好音质应具备的条件1)合适的响度：指人们听到的声音的大小。
足够的响度是室内具有良好音质的基本条件。
与响度相对应的物理指标是声压级。
合适：对于语言用厅堂，不低于60~65db;对于音乐用厅堂，40~80db;干扰噪声的水平应低于所听音10db。
影响因素：声源功率；厅体积；房间的体形和吸声状；允许噪声级；扩声系统2)声能分布均匀：响度均匀，声压级差别不大。
对录音室1~3db;一般厅堂，±3db。
体形设计时进行扩散处理，安装各种扩散体；均匀布置吸声材料。
声学第5课室内音质设计13)有满意的清晰度、明晰度、丰满度和立体感可懂度：听者对语言的可理解和听懂程度，习惯上当语言单位间有上下文联系时，用可懂度；上下文无联系时用清晰度。
清晰度：指在语言室中是否能清晰地听到声音。
清晰度与混响时间和响度，以及声音的空间反射和衰减的频率特性直接相关。
音节清晰度清晰：听众正确听到的音节数100%测听所发出的全部音节数近二次反射声能与总声能之比。
有两种表现形式：一是清晰区分无声源的音色；其次，你可以清楚地听到每个音符。
声学第5讲室内音质设计1声学第5课室内音质设计1声学第5讲室内音质设计1饱满度：指室内音质相对于室外音质的改善。
它指的是人的声音或余音。
或活跃（悠扬的余音），或亲切（坚实而饱满）或温暖（浓重的音调）。
户外感觉“干燥”而不饱满。
与饱满度相对应的物理指标是混响时间。
立体感（空间感）：指人们对声音的体验，具有身临其境的效果、一致的听觉和视觉方向以及真实性。
包括方向感、距离感（亲切感）、环境感等。
空间感与反射声的强度、时间分布和空间分布密切相关。
声学第5讲室内音质设计1色度感：主要是指对声源音色的维护和美化。
良好的室内声学设计应防止音色失真。
室内声学设计
娱乐场所声学设计：增强音 响效果，提高娱乐体验
娱乐环境中的应用
音乐厅：通过 声学设计，提 高音乐演奏的
音质和听感
电影院：通过 声学设计，提 高电影观看的
音质和听感
KTV：通过声 学设计，提高 歌唱的音质和
听感
游戏室：通过 声学设计，提 高游戏体验的
音质和听感
室内声学设计案例分析
● 案例名称：某音乐厅室内声学设计 ● 设计理念：追求最佳音质效果 ● 声学设计特点：采用多种声学材料和结构 ● 实际效果：音质清晰、饱满，达到国际水平 成功案例介绍
个性化定制：未来，室内声学设计将更加注重个性化定制，根据用户的需求和喜好，提供个性化的设计方案和服务， 以满足用户对音质和舒适度的要求。
绿色环保理念在室内声学设计中的应用
环保材料的应用： 使用可再生、低污 染、低能耗的环保 材料，如竹子、棉 花等，替代传统的 玻璃、塑料等材料。
添加标题
自然光与通风的应 用：通过合理的窗 户设计，利用自然 光照明，减少人工 照明对环境的影响。 同时，通风设计也 可以提高室内空气 质量，减少空气污
个性化定制：根据客户需求进 行个性化定制，满足不同人群
的需求
智能化声学设计：利用人工智 能技术进行声学设计，提高设 计效率和准确性
跨界融合：将声学设计与其他 领域融合，创造出更多可能性
感谢您的耐心观看
汇报人：
室内声学设计应用
家庭环境中的应用
客厅：通过声学设计提高 音质，营造舒适氛围
卧室：降低噪音干扰，提 高睡眠质量
厨房：清晰传达语音指令， 提高烹饪体验
浴室：增强音效，提升洗 浴享受
商业环境中的应用
零售店声学设计：营造舒适 购物环境，吸引顾客
建筑中的声学设计技术指南
建筑中的声学设计技术指南在建筑领域中，声学设计是一个重要而又常常被忽视的方面。
声学设计的目标是通过合适的技术手段来控制室内和室外的声音传播，以提供舒适的环境和良好的听觉体验。
本文将介绍建筑中的声学设计技术，并提供一些实用的指南。
一、噪音控制技术噪音是影响人们生活和工作的常见问题。
在建筑中，我们可以采取以下措施来控制噪音：1. 使用吸声材料：在墙壁、天花板和地板上使用吸声材料可以有效地减少回声和噪音的反射，提供更加安静的环境。
2. 空气隔离：通过采用隔音窗户和密封门等措施，可以有效地隔离室内和室外的噪音，提供一个安静的室内环境。
3. 声音隔离：在多功能建筑中，如会议室和教室等，应采用适当的声音隔离措施，避免不同活动之间的声音互相干扰。
二、房间声学设计在建筑中，房间的声学设计直接影响到音频设备和听众的听觉体验。
以下是一些房间声学设计技术的指南：1. 利用反射：合理地利用墙壁和天花板的反射可以改善音频设备的声音效果。
例如，音乐厅通常使用带有合适的吸声和反射结构的舞台背景来提高音乐演出的质量。
2. 控制回声：回声是在房间中产生的反射声。
过多的回声会降低听众对语音和音乐的理解能力。
应采用合适的吸声和反射结构来控制回声，使音频设备的声音更加清晰。
3. 动态音量控制：根据不同活动的需求，如演讲、音乐演奏和会议等，需要调整音频设备的音量。
采用合适的声音控制系统和设备可以实现动态音量控制，提供更加舒适的听觉体验。
三、建筑外部声学设计除了室内声学设计，建筑外部的声学设计也是一个重要的方面。
以下是一些指南：1. 降低交通噪音：对于位于繁忙街道旁的建筑，应采用隔音设计和隔音窗户等措施来降低交通噪音的影响。
2. 减少机械设备噪音：在建筑外部安装机械设备时，应采取隔音和减振措施，降低噪音对周围环境的干扰。
3. 环境声音的考虑：在设计建筑外部环境时，应考虑周围环境的声音，如自然声音和城市噪音等。
建筑物的设计和材料选择应与周围环境和谐统一。
如何进行建筑室内声学设计？
如何进行建筑室内声学设计？
建筑室内声学设计是一项非常重要的工作，它关乎到室内环境的舒适度和人们的生活质量。
在进行建筑室内声学设计时，需要考虑多个因素，包括房间的大小、形状、用途、建筑材料、隔音效果等。
下面是一些进行建筑室内声学设计的要点：
1. 确定声学设计目标：在进行室内声学设计之前，需要明确设计目标，即要达到什么样的声学效果。
例如，音乐厅需要良好的音响效果，而办公室需要安静的氛围。
2. 了解声学原理：声学原理是室内声学设计的理论基础。
需要了解声音的传播方式、声波的反射、折射、吸收等基本原理。
3. 考虑房间的形状和尺寸：房间的形状和尺寸对声音的传播和反射有很大的影响。
需要根据声学原理选择合适的房间形状和尺寸，以达到理想的声学效果。
4. 选择合适的建筑材料：不同材料对声音的吸收和反射效果不同。
需要根据房间用途选择合适的建筑材料，以提高室内声学效果。
5. 考虑隔音问题：在室内声学设计中，需要考虑隔音问题。
可以通过增加隔音材料、设置隔音墙等方式来减少室内噪音。
6. 进行声学模拟：在进行室内声学设计时，可以使用声学模拟软件进行模拟测试。
通过模拟测试可以预测设计的声学效果，并进行调整和优化。
7. 后期调整：在实际使用过程中，可能需要根据实际情况进行后期调整。
例如，可以通过添加吸音材料、调整家具摆放等方式来进一步优化室内声学效果。
总之，建筑室内声学设计是一项复杂的工作，需要考虑多个因素。
只有掌握了声学原理和相关技术，才能设计出舒适、宜人的室内环境。
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清华大学建筑物理实验室 朱相栋 zxd@
家庭影院对声环境的要求
音质良好房间的要求和对策
要求
对策
足够的响度
最佳的混响时 间
声能均匀分布
正确选择体型，必要时安装扩声系统
按照用途选择合适的混响时间和它的频 率特性
让室内声场充分扩散
不出现回声 正确的选择体型，并进行吸声扩散处理
家庭影院特点（二）：
家庭影院一般位于家庭或者写字楼内，因此家 庭影院与周围空间的相互干扰问题需要妥善的解 决。同时要求满足家庭影院内背景噪声的要求。
小空间内的声学指标
根据小空间使用要求不同，其声学指标也不尽 相同。例如录音室，其声学指标要求背景噪声满 足NR-20曲线要求，混响时间一般要求小于0.5S， 个别用途的录音室混响时间要求小于0.3S；家庭 影院、试听室等一般要求背景满足NR20曲线要求 即可，混响时间一般控制在0.3~0.4S即可。
普通小空间内的空间尺寸较小，与低频部分波长相近 或者与低频部分波长的 呈简单的倍数关系，房间产 生共振现象。
f
λc =
nc 2L
轴向共振
c fnx,ny 2
nx Lx
2
ny Ly
2
切向共振
f nx , ny , nz
c 2
nx Lx
2
ny Ly
2
nz Lz
2
斜向共振
在一个6mX7mX8m 的房间内，房间共 振频率随频率的分 布情况。从右图可 知，房间容积越大， 频率越高，共振频 率的峰值越接近， 声场分布越趋于均 匀。
房间的最小容积与房间需要重放频率下限存 在如下关系：
Vmin 4max
其中：V是房间最小容积m3，λ是下限频率对 应的波长m。
规则的体型容易在室内造成声学缺陷。尤其是 空间的长宽高比例是整数比的情况下。因此可在 空间体型设计之处，确定室内空间大小时调整长 宽高的比例。理想的长宽高比例应该是无理数的 比，这样可以避免简正波发生简并。
当声波接触到界面后被反射回来，墙面的吸收系数太小， 经吸收衰减的反射波能量较大，仍然能够与入射波发声干
涉现象。产生驻波或梳状滤波现象。
在视听空间内过强的一次反射声会误导观众对声 像定位的判断，影响室内立体声场的分布。当一 侧的音箱发出的直达声经过另一侧的墙面反射后 达到另一侧的人耳时会略晚于另一侧音箱的直达 声到达人耳，且存在一个极小的时间间隙。当反 射声强度足够大或方向性足够强的情况下，会扰 乱大脑对声音来源的判断，造成声像定位偏移。
第一张图片中显示的低频部分在室内形成的稳定 声场。从图中可以看出室内声场的起伏较大。造 成这个现象的主要原因是低频部分声波波长较大， 与房间室内的几何尺寸能够形成简单的倍数关系， 因此不能再室内形成稳定的混响声场，加之平行 墙面造成的驻波现象存在。
第二张的图片中是高频部分声能在室内形成的 稳定声场。图中显示声场起伏较小。高频部分声 波的波长较短，能再在房间内形成多次反射。
小空间内避免出现的声学问题
所有的小空间内都要求消除驻波、振颤回声、简 正等声学缺陷。
小空间内需要达到的声学效果
对于用于视听视听使用的小空间，室内直观的听 音效果包括：清晰的对白、准确的声音定位、空 间感十足的环绕声场、平滑的声像移动、均衡的 音色、宽广的动态范围、每个座位都有好的效果。
小空间内存在的声学问题
降低室内噪声庭影院的空间特点（一）： 由于小空间内房间尺寸较小，与声波波长能发
生一定的比例关系，尤其是在低频部分200Hz甚 至是更低的频段左右。因此小房间固有的共振模 式会引起某部分频段声音能量衰减不同于正常的 衰减过程，或者共振频率集中于某一频段，造成 声染色现象，造成室内听音效果变差。
赛宾—努特生公式：在赛宾公式的基础上增加了针 对高频部分的空气吸收。适用与房间较大，且吸 声能力较弱的房间。
艾润—努特生公式：在艾润公式的基础上增加了针 对高频部分的空气吸收。适用于房间较大，且吸 声能力较强的房间。
室内声能均匀分布 不出现回声
前面所示的两个图片是典型的室内声场分布的形象 化表示。
高1 1 1 1 1 1 宽 1.14 1.28 1.60 1.40 1.30 1.50 长 1.39 1.54 2.33 1.90 1.90 2.10
当房间内原有的尺寸及实际中可调的尺寸不能 满足理想的比例要求时，可以通过调整室内墙面 和天花的形状使简正波均匀分布。或者通过增加 房间的共振阻尼来减弱房间的共振效应。
对于较低频率的共振引起的室内声场分布不均匀 的问题，调整室内空间效果并不明显，建议通过 电声系统对其进行弥补。
家庭影院的声学设计—室内反射声
小房间内的反射声分布是为观看者提供空间感 得重要来源。 在混响时间过短的房间内，反射声不足，人们 听到的只是音响发出来的声音信息，会感觉声音 苍白无力，没有空间感。即使依靠扬声器重放加 有混响效果的声音，声像会更加立体，但是不可 能重塑空间感。
家庭影院声学设计—房间体型
当房间内存在声源发声时，激发信号会引起房间 的共振。在激发频率范围和相邻频率内形成简正 波。房间内声压等于所有简正波声压之和。当简 正波的密度足够大时，听觉上就会感觉到声压分 布均匀。
室内的容积和几何尺寸决定了室内简正波的数 量和密度。房间内简正波的数量和房间的容积 和频率的三次方成正比，简正波的密度与房间 容积和频率的平方成正比。
音响系统的重放频率的下限可以达到20Hz，成熟 的室内音质控制技术是125Hz，因此在家庭影院 这样的小空间内，如何处理低频部分的声场分布 和混响问题是解决室内音质的首要问题。解决途 径主要有室内体型、比例、吸声和扩散材料布置。 其中，混响时间可以进行计算，其他指标只能定 性考虑，根据工程经验进行解决。
降低室内噪声 和振动干扰
采取隔声和减振措施
房间的响度问题
（在家庭影院中主要以电声为主）
最佳的混响时间
室内声场建立和衰减过程
不同混响时间计算公式的区别
赛宾公式：适用于房间内吸声能力较弱的空间，例 如音乐厅等长混响的房间。（可用于简单条件下 的估算）
艾润公式：适用与房间内吸声能力较强的房间，例 如录音室等短混响的房间。