第四章 室内声场与音质
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第3.4室内音质设计
3、反射声时间序列分布
近次反射声很 重要
客观指标
人们最先听到的是直达声，之后是来自各个界面的反射声。一 般，直达声后50ms内到达的声音称近次反射声——对加强直达声 响度、提高清晰度、维护声源方向起到很大作用。 对语言，提出清晰度D（definition) 概念；对于音乐，提出明晰 度C(Clarity)的概念。
4.7 各类厅堂的音质设计
4.4 体型设计
作用： ——直接关系到直达声分布；反射声空间和时间分布；
是否有声缺陷。 ——体型设计是厅堂音质设计的重要内容之一。 一、体型设计的方法 ——声线法又称虚声源法。
由于大厅堂尺寸远远大于波长，主要考虑声反射，故
大厅堂可用声线法进行体型设计。几何声学法考虑声反射， 忽略声音波动性（声绕射）。将大大简化分析工作且很大程 度上符合实际。
平面形状
3.4.2.2 争取与控制好近次反射声，以保证近次反射声的分布。 近次反射声又称前次反射声或早期反射声，指直达声后 50ms内到达的反射声。——对于增加直达声的响度和提高清 晰度都有重要作用。
争取较多的早期反射声并使其均匀分布，是厅堂体型设 计中的重要内容。
体型设计应争取和控制早期反射声，可利用几何声学作 图法，可检验大厅反射声分布及延迟时间，或进行大厅反射 面设计。（顶棚剖面和侧墙反射面设计）
声学设计手册
每座容积V/n： 大厅容积V与观众 数n比值。 不同用途的厅堂 的混响时间与每座 容积关系较大。
用途
音乐厅 歌剧院 多功能厅、礼堂 演讲厅、教室
推荐每座容积 （m3)
8~10 6~8 5~6 3~5
电影院
4
用途 以音乐为主 多功能厅
推荐每座容积（m3) 6~8 3.5~5
第4章室内音质设计3
2、特点：与功能、容积有关 试验表明：房间用途不同，其最佳混响时间也不相同：用于
语言的房间——电影院、报告厅、会议室、教室等，其最佳混响 时间要比用于音乐的房间——音乐厅、歌剧院短些。
房间容积不同，其最佳混响时间也不同：房间容积大的，最
佳混响时间要比容积小的长些。
常用最佳混响时间(秒)
音乐厅 剧院 多功能 电影院 高保真 录音室
二、混响时间的计算 步骤： （1）根据设计完成的体型，计算出房间的容积V和内表面积S。 （2）据房间使用要求及确定混响时间及其频率特性的设计值。 （3）根据混响时间计算公式求出房间平均吸声系数。一般采用
改进的伊林公式：
T60
S
0.161V
ln(1 )
4mV
4mV——空气吸收衰减系数，见表，在2000Hz以上考虑 空气的吸收。
4.6 室内电声设计
一般包括广播通讯、扩声、重放等系统。 一、 扩声重放系统
二、 扩声系统的原理
原理：传声器把自然声的声压转变为 交流电的电压，然后输送到扩音机放 大，再由扬声器将已放大的电压转换 成声能。
二、 扬声器布置要求
在室内如何布置扬声器，是电声
系统设计的重要问题，它与建筑 处理的关系也最密切。室内扬声 器布置的要求是：
保证混响时间及频率特性的措施： 施工中出现新的建筑材料，构造经实验室测量、鉴定后方可使用。
施工质量应严格、准确、施工过程中，必须进行混响时间测定，检 验理论计算与实际施工差异，根据需要调整才能保证音质的最后效 果。——混响时间计算结果为声学设计的参考值。
小结：室内音质设计（3） 重点：厅堂最佳混响时间的确定； 混响时间频率特性曲线。 难点：厅堂音质设计中混响时间的计算。 值得注意：良好的建声设计是完善的电声设计的 基础。
声学-4.室内音质设计
2．分散式 在面积较大、天花很低的厅，用集中式布置无法使声压分布均匀时，将许 多个单个扬声器分散布置在天花板上。这种方式可以使声压在室内均匀分布， 但听众首先听到的是距自己最近的扬声器发出的声音，所以方向感不佳。如 果设置延时器，将附近的扬声器的发声推迟到一次声源的直达声到达之后， 方向感可以明显改善，但在这之后还会有远处的扬声器的声音陆续到达，使 清晰度降低，为此必须严格控制各个扬声器的音量与指向性。
多重回声的产生是由于大厅内特定界面之间产生的多次反复反射。在一般观 众厅里，由于声源在吸声性的舞台内，厅内地面又布满观众席，不易发生这 种现象。但在体育馆等大厅中，场地地面与天花可能产生反复反射，形成多 重回声。即使在较小的厅中，由于形状或吸声处理不当，也有可能产生多重 回声，在设计时必须注意。
(4)采用适当的扩散处理 扩散处理就是用起伏的表面或吸声与反射材料的交错 布置等方法，使反射声波发生散乱。它不仅用于消除 回声和声聚焦，而且可以提高整个大厅的声场扩散程 度，增加大厅内声能分布的均匀性，使声音的成长和 衰减过程滑顺；同时，它还有助于避免强反射可能造 成的“染色现象” 。‘染色现象”是单个的强反射 声或间隔相近的一系列强反射声与直达声叠加产生的 声音频普变化，它使原有的声音音色失真。 扩散处理一般布置在第一次反射声的反射面以外的各 个面，如侧墙与天花的中、后部、后墙等等。
1．集中式 在观众席的前方或前上方(一般是在台口上部或两侧)设置有适当指向性 的扬声器或扬声器组合(一般是声柱或扬声器组合，在音质要求不高的厅中 也可以是喇叭式扬声器)，将扬声器的主轴指向观众席的中、后部。这是剧 场、礼堂及体育馆等常采用的布置方式。其优点是方向感好，观众的听觉 与视觉一致，射向天花、墙面的声能较少，直达声强，清晰度高。
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
1
第一节 室内声场
2
第二节 室内音质评价
3
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。
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
1
第一节 室内声场
2
第二节 室内音质评价
3
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。
第十一讲 室内音质设计
几何声学法(声线法)
2、体形的确定原则 （1）保证直达声到达每个观众。 （2）保证近次反射声的分布。
（3）防止回声等声学缺陷。
（4）采用适当的扩散处理。 （5）舞台反射板。
2 c
f a 4
b 0.15 a
b 0.15 a
式中：a为扩散体宽度m
b为扩散体凸出部分高度m c为声速
as
39.618
空场
a
- ln 1 - a
(
)
0.14 0.15 1.09 54.018
T60 £ ¨s£ ©
å
满场
as
- ln 1 - a
(
a
)
0.19 0.21 0.78
T60 £ ¨s£ ©
教室混响时间频率特性曲线
2.00 1.80 1.60
混响时间
1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 125Hz 250Hz 500Hz 1000Hz 2000Hz 4000Hz
空间吸声体.
控制混响时间在2秒内(墙内侧尽可能做吸声处
理)
设置强指向性扩声系统(体育馆 噪声很大,混响
时间长,常用声柱\声面\号筒扬声器,且采用集中
与分散结合式布置)
体育馆电声系统的布置
集中式为:在场地中央上部悬挂组合声柱\声面 或号筒扬声器,主轴指向周围的观众席. 分散式布置:将若干扬声器或组合分散布置在
4.4
各类建筑的音质设计
播音室 电影院 练乐室
法庭
演讲厅和阶梯教室 体育馆
露天剧场
改善现有厅堂的音质
Physics@
播音室
用于播、录节目。小型的16~25m2的面积、50~60m3容积， 较大的120m2、容积700m3。要求自然声混响,声学指标要求 特殊。
2、体形的确定原则 （1）保证直达声到达每个观众。 （2）保证近次反射声的分布。
（3）防止回声等声学缺陷。
（4）采用适当的扩散处理。 （5）舞台反射板。
2 c
f a 4
b 0.15 a
b 0.15 a
式中：a为扩散体宽度m
b为扩散体凸出部分高度m c为声速
as
39.618
空场
a
- ln 1 - a
(
)
0.14 0.15 1.09 54.018
T60 £ ¨s£ ©
å
满场
as
- ln 1 - a
(
a
)
0.19 0.21 0.78
T60 £ ¨s£ ©
教室混响时间频率特性曲线
2.00 1.80 1.60
混响时间
1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 125Hz 250Hz 500Hz 1000Hz 2000Hz 4000Hz
空间吸声体.
控制混响时间在2秒内(墙内侧尽可能做吸声处
理)
设置强指向性扩声系统(体育馆 噪声很大,混响
时间长,常用声柱\声面\号筒扬声器,且采用集中
与分散结合式布置)
体育馆电声系统的布置
集中式为:在场地中央上部悬挂组合声柱\声面 或号筒扬声器,主轴指向周围的观众席. 分散式布置:将若干扬声器或组合分散布置在
4.4
各类建筑的音质设计
播音室 电影院 练乐室
法庭
演讲厅和阶梯教室 体育馆
露天剧场
改善现有厅堂的音质
Physics@
播音室
用于播、录节目。小型的16~25m2的面积、50~60m3容积， 较大的120m2、容积700m3。要求自然声混响,声学指标要求 特殊。
室内声场与音质
折环
纸锥 防尘帽 定心架 顶板 音圈 磁柱
音圈
纸盆 空气
柔顺引线 盆架 端子 空心环
2、号筒扬声器：
音频电流 音圈 空气 振膜 号筒
扬声器的主要性能指标
1、额定功率 扬声器的功率有标称功率和最大功率之分。标称功率称额定功 率、不失真功率。它是指扬声器在额定不失真范围内容许的最大 输入功率。最大功率是指扬声器在某一瞬间所能承受的峰值功率。 为保证扬扬器工作的可靠性，要求扬声器的最大功率为标称功率 的2~4倍。 2、额定阻抗 扬声器的阻抗一般和频率有关。额定阻抗是指音频为400Hz时， 从扬声器输入端测得的阻抗。它一般是音圈直流电阻的1.2~1.5倍。 一般动圈式扬声器常见的阻抗有4Ω、8Ω、16Ω、32Ω等。
指向性 扬声器对不同方向上的辐射，其声压频率特性 是不同的，这种特性称为扬声器的指向性。它 与扬声器的口径有关，口径大时指向性尖，口 径小时指向性宽。指向性还与频率有关，一般 而言，对250Hz以下的低频信号，没有明显的 指向性。对1.5kHz以下的高频信号则有明显的 指向性。
灵敏度（dB/W） 扬声器的灵敏度通常是指输入功率为1W 的噪声电压时，在扬声器轴向正面1m处 所测得的声压大小。灵敏度越高，则扬 声器对音频信号中所有细节均能作出的 响应。作为Hi-Fi扬声器的灵敏度应大于 86dB/W。
电动式扬声器工作原理
纸盆扬声器大体由磁回路系统（永磁体、磁柱、 导磁板）、振动系统（纸盆、音圈）和支撑辅 助系统（定心支片、盆架、折环）等三大部份 构成。 当音圈中输入一个音频电流信号时，将它放在 固定磁场里，音圈会受到一个大小与音频电流 成正比、方向随音频电流变化而变化的力。这 样，音圈就会在磁场作用下产生振动，并带动 振膜振动，振膜前后的空气也随之振动，这样 就将电信号转换成声波向四周辐射。
纸锥 防尘帽 定心架 顶板 音圈 磁柱
音圈
纸盆 空气
柔顺引线 盆架 端子 空心环
2、号筒扬声器：
音频电流 音圈 空气 振膜 号筒
扬声器的主要性能指标
1、额定功率 扬声器的功率有标称功率和最大功率之分。标称功率称额定功 率、不失真功率。它是指扬声器在额定不失真范围内容许的最大 输入功率。最大功率是指扬声器在某一瞬间所能承受的峰值功率。 为保证扬扬器工作的可靠性，要求扬声器的最大功率为标称功率 的2~4倍。 2、额定阻抗 扬声器的阻抗一般和频率有关。额定阻抗是指音频为400Hz时， 从扬声器输入端测得的阻抗。它一般是音圈直流电阻的1.2~1.5倍。 一般动圈式扬声器常见的阻抗有4Ω、8Ω、16Ω、32Ω等。
指向性 扬声器对不同方向上的辐射，其声压频率特性 是不同的，这种特性称为扬声器的指向性。它 与扬声器的口径有关，口径大时指向性尖，口 径小时指向性宽。指向性还与频率有关，一般 而言，对250Hz以下的低频信号，没有明显的 指向性。对1.5kHz以下的高频信号则有明显的 指向性。
灵敏度（dB/W） 扬声器的灵敏度通常是指输入功率为1W 的噪声电压时，在扬声器轴向正面1m处 所测得的声压大小。灵敏度越高，则扬 声器对音频信号中所有细节均能作出的 响应。作为Hi-Fi扬声器的灵敏度应大于 86dB/W。
电动式扬声器工作原理
纸盆扬声器大体由磁回路系统（永磁体、磁柱、 导磁板）、振动系统（纸盆、音圈）和支撑辅 助系统（定心支片、盆架、折环）等三大部份 构成。 当音圈中输入一个音频电流信号时，将它放在 固定磁场里，音圈会受到一个大小与音频电流 成正比、方向随音频电流变化而变化的力。这 样，音圈就会在磁场作用下产生振动，并带动 振膜振动，振膜前后的空气也随之振动，这样 就将电信号转换成声波向四周辐射。
声学—第四章
过去地方戏演出均采用自然声，但近年来也有采 用电声演出，因此，在音质设计中，仍应按自然声考 虑，同时配备电声系统。
101
3.话剧院 话剧院是以自然声演出话剧的厅堂，一般规模
较小，配有镜框式或伸出式舞台，为保证有较高的 语言清晰度，大厅混响时间应比较短。
话剧院的音质设计中，应注意避免后墙产生回 声和平行墙面之间颤动回声，适当进行吸声和扩散 处理。
1.室内电声系统的主要作用是： ● 通过扩大自然声，以提高室内声音的响度； ● 其次是用设备模拟实现完善厅堂不同的听音效果。 提示： ● 借助于电声系统放大声音，绝不能代替优良的室 内音质设计； ● 声功率的增加很可能也加重原先音质设计中的缺 点，还可能形成双重的声源。
72
2.适用情况如： ● 环绕立体声效果，用设备模拟由良好的前次反射 声所提供的空间感；(电影院) ● 人工混响效果，用人工混响器延时扩放声音，创 造理想的混响效果； ● 超重低音效果，将易被厅堂吸收的低频声加倍扩 放来烘托音质； ● 厅堂很大，听众过多，需要提高声源声压级和减 弱室内、外背景噪声的干扰； ● 在厅堂供安装助听器和某些会议的同声传译之用。
建筑声学
1
3
4
围蔽空间里的声学现象综述
5
1.由于传播距离的增加而导致的声能衰减； 2.听众对直达声能的反射和吸收； 3.房间界面对直达声的反射和吸收； 4.来自界面相交凹角的反射声； 5.室内装修材料表面的散射； 6.界面边缘的声衍射； 7.障板背后的声影区； 8.界面的前次反射声； 9.铺地薄板的共振； 10.平行界面之间对声波的反射、驻波和混响； 11.声波的透射。
70
电声系统通常是指扩声系统、录音系统和广播 系统。电声系统的产品是声音,声音的质量（简称音 质）直接关系到听音效果。音质可用仪器（如声级 计、频谱仪及其他音频测试仪）测试。一般可以测 量的技术参数有:频率响应特性、最大声压级、声场 不均匀度、传声增益、失真度和混响。
101
3.话剧院 话剧院是以自然声演出话剧的厅堂，一般规模
较小，配有镜框式或伸出式舞台，为保证有较高的 语言清晰度，大厅混响时间应比较短。
话剧院的音质设计中，应注意避免后墙产生回 声和平行墙面之间颤动回声，适当进行吸声和扩散 处理。
1.室内电声系统的主要作用是： ● 通过扩大自然声，以提高室内声音的响度； ● 其次是用设备模拟实现完善厅堂不同的听音效果。 提示： ● 借助于电声系统放大声音，绝不能代替优良的室 内音质设计； ● 声功率的增加很可能也加重原先音质设计中的缺 点，还可能形成双重的声源。
72
2.适用情况如： ● 环绕立体声效果，用设备模拟由良好的前次反射 声所提供的空间感；(电影院) ● 人工混响效果，用人工混响器延时扩放声音，创 造理想的混响效果； ● 超重低音效果，将易被厅堂吸收的低频声加倍扩 放来烘托音质； ● 厅堂很大，听众过多，需要提高声源声压级和减 弱室内、外背景噪声的干扰； ● 在厅堂供安装助听器和某些会议的同声传译之用。
建筑声学
1
3
4
围蔽空间里的声学现象综述
5
1.由于传播距离的增加而导致的声能衰减； 2.听众对直达声能的反射和吸收； 3.房间界面对直达声的反射和吸收； 4.来自界面相交凹角的反射声； 5.室内装修材料表面的散射； 6.界面边缘的声衍射； 7.障板背后的声影区； 8.界面的前次反射声； 9.铺地薄板的共振； 10.平行界面之间对声波的反射、驻波和混响； 11.声波的透射。
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电声系统通常是指扩声系统、录音系统和广播 系统。电声系统的产品是声音,声音的质量（简称音 质）直接关系到听音效果。音质可用仪器（如声级 计、频谱仪及其他音频测试仪）测试。一般可以测 量的技术参数有:频率响应特性、最大声压级、声场 不均匀度、传声增益、失真度和混响。
建筑声环境第四章3打印版
（2）建筑设计与处理 消声室的尺寸要大于测定范围，消声室的容积应为所测声源的 最大体积的200倍以上。 室内表面的吸声处理一般是在围护结构内紧密布置和振动的传入。
3、半消声室 除了六个面都有吸声处理的消声室之外，在工业部门还常设置 一种将地面作为平整、光滑表面，其他五个面作吸声处理的半消声 室。这种消声室适于测试大型设备。它的精度不如全消声室，但它 可以承受全消声室的格栅无法承受的重型设备。半消声室的反平方 定律的允许偏差为：
歌剧院、话剧院在体型上都应考虑近次反射声在观众席 上的均匀分布。歌剧院还应有适当的扩散处理；话剧院要特 别注意避免出现回声。 乐池的声学持性也必须注意：一是要保持乐池内各声部声 音的平衡l：是不使观众厅内听到的乐池中的伴奏声压倒舞台 上的演员声。这要求乐池的开口与进深保持适当的比例，乐 池上部的天花有适当的形状与倾角。 近年来，歌剧、话剧演出使用电声的情况越来越多，同 时，还有效果声的需要，因此，剧院应当有较为完善的电声 系统。电声系统最理想的使用状态应当是，既加强了观众席 上的声级，又能控制其音量，不使其破坏自然的方向感，使 观众几乎感觉不到它的存在。 剧院的允许噪声级可采用N为20或25。
三、 电影院
电影院按放声方式分为扬声器布置在银幕后面、 片宽为35mm的普通电影、遮幅法和变形法宽银幕立体 声影院，和片宽为70mm，扬声器不只在银幕之后，在 观众厅墙面、天花上也布置环绕声扬声器的宽银幕数 字式立体声影院两类。 电影院的放映室与观众厅之间应有良好的隔声。放 映孔应有双层玻璃，并加以密封。放映室内部应作吸 声处理，以减低机械噪声。 电影院观众厅的容许噪声级可比剧场高些，例如N 取25—30。宽银幕立体声电影院希望N不低于25。
古典音乐厅的音质一直都受到很高的评价，有的至今仍被奉为 音乐厅音质的典范。以后的音乐厅体型开始多样化，其共同的特点 是平面变宽，两侧墙面形成张角，天花相对较低。这种大厅的音质 大多不如古典大厅。近30年来，为增加观众席的今次反射声，增加 扩散，在体型处理上进行了许多新的尝试，出现了各种各样的新型 音乐厅。如斯图加特音乐厅。
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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。 当 <<1时，-ln（1— 式就一样了。 ）约等于 ，这和赛宾公
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。
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 ：
0.161V T60 = Sα
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、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 / 4πr 2 c ；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。
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。 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。
淮北师范大学 教育学院 张家年
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第一节 室内声场 第二节 室内音质评价 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
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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 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…．。
二、混响和混响时间
（一）室内声场的建立、稳定和衰减 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。
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 房间常数是房间吸声能力以及混响声声能密度的反映 4W 根据相关原理可导出右图公式： e= Sα c( ) 1−α 式中，e为声能密度，W为声功率， 4W 设 R = Sα ，上式即为e = 1−α cR
W 4W = 取某一半径rc，使得该点ed=e，即： 2 4πrc c cR
解得
rc = 1 4 R
π
或 rc = 0 . 14
R
第一节 室内声场
二、室内声场分布
（三）声源指向因子 混响半径 的计算，是采用电声源（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。 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： Q = I d 测量方法：P41
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 。 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。
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。
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 。 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。
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第一节 室内声场
二、室内声场分布
（三）声源指向因子 讨论： 点声源在两个无限大的反射面的交线附近 点声源放置三个相互垂直平面的交点附近 根据讨论，对有指向性声源，