3室内声场与音质

（二）简正方式和简正频率
概念：声波在互相平行的一对刚性界面之间传播时，如果距 离为半波长的整数倍（L=n•λ/2），就会产生共振（形成驻波 ）。相应的频率称简正频率（或固有频率、共振频率），相 应的驻波传播方式称简正振动方式，或简正方式 。
室内驻波不仅可以发生在矩形房间的X、Y、Z三个轴向（如图
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第一节 室内声场
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第二节 室内音质评价
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第三节 室内音质的改善
第四节 吸声与隔声材料的结构与机理
一、室内声场的基本特征
概念：室内声场是指声源辐射的声波在封闭的室内空间传播时所形 成的声场。 （一）室内声的组成 对室内的脉冲声源辐射的一个脉冲声，室内听音者首先听到的应是
直达声； 接着是从最近的反射面（地面、墙壁、天花板等）反射过来的“第
由于室的周边界面对声的反射作用，当室内声源停止发声后 ，室内声并不立即停止，而是继续持续一段时间，这种声的 残响现象通常称之为混响。
由于室形状的复杂性或线度比例失当，声波在室内传播时， 还有可能产生回声、聚焦、蛙鸣以及前面已提及的声染色等 特异声现象。
二、混响和混响时间
（一）室内声场的建立、稳定和衰减
赛宾公式：
0.161V
T60
S
T60—闭室的混响时间(s)； S—室内表面总面积(m2)，包括地面、墙面和天花板；
—墙壁、天花板、地板等房间内表面的平均吸声系数； V—闭室的容积。
第一节 室内声场
二、混响和混响时间
（二）混响时间的计算 艾润公式
式中，若 ——〉1时，则T60——〉0，这和理论结果 是一致的，艾润公式克服了赛宾公式的局限性。
4-2中的“1”，即为X向驻波），还可以发生在X-Y、X-Z或Y-Z 三个平面内（如图4-2中的“2”），也可以发生在空间的其它 方向（如图4-2中“3”）。“l”称为轴向驻波，“2”称为切向 驻波，“3”称为斜向驻波。
一、室内声场的基本特征
（三）室内声场的基本特征
如果室内声源辐射的是连续稳定声波，那么在室内各受音点 接受到的声压值也是稳定的，但由于反射声对直达声迭加的 结果，声压随声源距的衰减没有象室外声场那样明显。
1
cR
第一节 室内声场
二、室内声场分布
（二）混响半径
混响半径 当直达声场与混响声场的声能相等时，受声
点到声源的距离r称为混响半径rc 。
设室内一点声源，声功率为W，距声源r处的直达声声密
度 ed W / 4r 2c ；另一方面该声源又建立起的混响声
能密度 e 4W / cR 与r无关。
W 4W
当 <<1时，-ln（1— ）约等于 ，这和赛宾公 式就一样了。
第一节 室内声场
二、混响和混响时间
（三）混响时间的频率特性 由于室内各界面材料或界面结构对不同频率的吸声系 数不一样，因此，对不同的频率的声波，房间的混响 的时间也不一样。这一特性称为混响时间的频率特性 ，或叫做T60频谱。 一般情况下，如无特别说明，一个房间的混响时间是 指500Hz声波的混响时间。
指向因子Q：自由声场（无反射声的声场，此时，声源
周围无反射界面、或反射面a值均等于1）中，声源在
某方向上某点产生的声强Id与相同声功率无指向性声源 在该方向该点产生的声强Id0的比值为：
测量方法：P41
Q Id I d0
第一节 室内声场
第一节 室内声场
二、室内声场分布
概念：室内声场分布，是指固定而稳定的声源发声后，其 声能密度也在室内空间的分布。
（一）房间常数 R
房间常数是房间吸声能力以及混响声声能密度的反映
根据相关原理可导出右图公式： e 4W
c( S ) 1
式中，e为声能密度，W为声功率，
设 R S ，上式即为e 4W
第一节 室内声场
二、混响和混响时间
（二）混响时间的计算 混响时间的定义：通常，我们定义Lp衰减60(dB)的时 间为混响时间。记为T60。
T60＝（Tb—Ta）×60/（Lpa—Lpb）
（1）T60 与房间内的声源声功率无关。 （2）左图中曲线上端为稳态时测点声压 级，下端为背景声压级，直线ab为衰减 过程。
第一节 室内声场
二、混响和混响时间
（二）混响时间的计算 通常，在声场均匀分布的封闭室内的混响时间可用著名 的赛宾(W.C.Sabine)公式进行工程估算 ：
T60—闭室的混响时间(s)； S—室内表面总面积(m2)，包括地面、墙面和天花板； —墙壁、天花板、地板等房间内表面的平均吸声系数； V—闭室的容积。
室内驻波不仅可以发生在矩形房间的X、Y、Z三个轴向（如图
4-2中的“1”，即为X向驻波），还可以发生在X-Y、X-Z或Y-Z 三个平面内（如图4-2中的“2”），也可以发生在空间的其它 方向（如图4-2中“3”）。“l”称为轴向驻波，“2”称为切向 驻波，“3”称为斜向驻波。
一、室内声场的基本特征
取某一半径rc，使得该点ed=e，即：
4rc2c
cR
解得
rc
1 4
R
或 rc 0.14
R
混响半径
rc 0.14 R
当r小于rc时，直达声占主要成分。 当r大于rc时，混响声占主要成分。
（三）声源指向因子
混响半径 的计算，是采用点声源（无指向性声源） 。
电声系统所涉及的声源常具有指向性的声源。
室内声能密度从0到稳定值4W/cA的过程称为室内声场 的建立与稳定过程。
室内声能密度从稳定值4W/cA逐渐衰减为0的过程称为 室内声场的衰减过程。
图4-3描述了上述室内声场的这种建立、稳定和衰减过 程。图中，a、b、c三条曲线分别表示大小、形状相同 ，但室内界面吸声量不同的三个房间的上述过程。其 中曲线a所表示的房间吸声量最小，而曲线c所表示的房 间吸声量最大。
一反射声”。 紧接第—反射声后是从次近反射面反射过来的第二反射声，以及其
后的第三、第四等前期反射声。 再以后则是人单无法区分开的众多反射面、众多反射次数的众多反
射声的叠加…．。
一、室内声场的基本特征
（二）简正方式和简正频率
概念：声波在互相平行的一对刚性界面之间传播时，如果距 离为半波长的整数倍（L=n•λ/2），就会产生共振（形成驻波 ）。相应的频率称简正频率（或固有频率、共振频率），相 应的驻波传播方式称简正振动方式，或简正方式 。