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室內聲學深度解析
發(fā)布時間：2024-04-09 17:49:04 瀏覽量：175次
一.什么是聲學?
聲學是指研究聲波的產生、傳播、接收和效應的科學。而我們常說的聲音(sound)是由物體振動產生的聲波，是通過介質(空氣或固體、液體)傳播并能被人或動物聽覺器官所感知的波動現象。
談到聲學，我們想到的往往是和音樂，樂理相關的學科，但上周蘋果聲音實驗室的首次曝光，我們得以了解到蘋果打造的一支全球最大的聲學和音頻團隊，實驗室包括一個無回聲室，以及另外一個獨立的室，可以測量 HomePod 本身產生的不必要的噪音。
（蘋果聲學實驗室）
聲學實驗室更像是各種黑科技聚集的box，提供了一個聲學環(huán)境空間。那么今天小編就和大家一起以建筑聲學的角度來看看聲學設計原理。
二.材料和結構的聲學特性是什么？
談到建筑聲學就不得不談到材料和結構。
吸音材料，小編這里解釋一下，吸音并不是真的將聲音給吸收掉，而是當聲波在傳輸過程中遇到阻礙或者從多孔材料中進入，引起內部振動，聲能轉化為熱能被消耗，即達到所謂的吸音效果。
常見的吸收材料有多孔材料，板狀材料，穿孔板，成型天花吸聲板，膜狀材料，柔性材料。最主要的材料是多孔材料。
誤區(qū)一：我們常說的粗糙墻面吸聲好的概念正確嗎？
小編在前面已經解釋到吸音的原理， 多孔吸聲材料具有良好吸聲性能的原因并不是因為表面的粗糙，而是因為多孔材料具有大量內外連通的微小空隙和孔洞，聲波進入空洞中與空氣和孔壁摩擦和熱傳導作用，聲能被消耗。
所以只有孔洞對外開口，孔洞直間互相連通，且深入材料內部，才可以有效吸聲能。我們常說的粗糙墻面，如拉毛混泥土和壁紙不滿足這個要求，所以這個認識是錯誤的。
誤區(qū)二：我們常用的隔熱保溫材料空隙和空洞也非常多，它也能達到吸聲的效果嗎？
常用的隔熱保溫材料和吸音材料的要求不同，如聚苯和部分聚氯乙烯泡沫塑料 、以及加氣混凝土等材 料, 內部也有大量氣孔，但大部分單個閉合，互不連通，它們可以作為隔熱材料，但吸音效果卻不好。
吸聲結構：
1.共振吸聲結構：
2.穿孔吸聲結構：
3.空間吸聲體與可變吸聲構造：
（體育館上空的空間吸聲體構造）
空氣吸聲體好比聲學構造里面的活性炭，它能在盡量不占用過多使用面積的前提下，增大吸音效果，減少施工。
其它吸聲結構：
1..強吸聲結構
（吸聲尖劈，沒錯，就是蘋果聲學實驗室尖尖的墻面）
吸聲尖劈是一種用于消聲室的特殊吸聲結構。通?？煞譃?strong>尖部和基部兩部分。安裝時在尖壁和壁面之間留有空氣層。其結構是用直徑3.2-3.5mm的鋼絲制成一定形狀和尺寸的骨架，外面套上玻纖布、里面裝以多孔材料，如玻璃棉氈、等。
2.人和家具，洞口（舞臺洞口）
人和家具天然的會在聲場中吸聲聲能，只是吸聲有效面積難以計算。在劇院中，舞臺臺口相當于一個大洞口，洞口的聲發(fā)射為0，即吸聲系數為1，臺口之后的天幕和側幕，布景等有吸聲作用
隔音材料，我們都知道聲音的傳播介質有三種（空氣，固體和液態(tài)），隔音降噪通俗的講，就是從聲音傳播的介質上擋住聲波，達到降噪的效果。
隔聲構造包括：單雙層均質密實墻結構，雙層空氣隔絕，輕型墻隔絕，門，窗，簾隔絕，撞擊聲隔絕等結構。
誤區(qū)一：并不是墻厚它的隔音效果就一定好，隔音效果和材料構造相關，具體請參照《建筑聲學環(huán)境》
目前國內主要采用紙面石膏板 ，加氣混凝土板，膨脹珍珠巖墻板等，這些板材自重輕，從平方米十幾公斤到幾十公斤，如果，按普通構造法，根據質量定律，它們的隔聲性能就很差，必須通過一定的構造措施來提高輕型墻的隔聲效果。
常見的通過砌隔音墻，門窗阻絕，頂面做隔音天花，地面鋪彈如性材料地毯等形式來降低噪音。
（左隔音天花構造，右輕質隔音墻構造）
吸音材料和隔音材料的區(qū)別？
吸音材料材質是多孔，疏松，透氣的，對入射聲反射很小，聲音能夠輕易進入透過這種材料;隔聲材料則要求密實無空隙，有較大質量，要減弱聲能，阻擋聲音傳播;
建筑的隔聲指標？
三.什么是室內聲學中的掩蔽效應？
人工噪聲通常比喻為“聲學香水”，用它可以抑制突然干擾人們清靜氣氛的聲音并提高工作效率。
《歡樂頌》辦公空間
在一些情況下，可以用電子設備產生的背景噪音來掩蔽不受歡迎的噪聲或講話聲。設計有綠化景觀的辦公室或旅館中廳時，利用通風和空調系統(tǒng)或流水景觀產生的相對較高的而使人易于接受的背景噪音，以掩蔽辦公設計部和談話聲等不希望聽到的噪音。
適當和均勻分布的背景音樂，也可以作為一種掩蔽噪聲。
四.室內音質設計需求？
室內音質設計往往是建筑聲設計的一項重要內容，在以見聞為重要功能的建筑，如劇場，音樂廳，電影院禮堂，教室以及錄音室，電視演播室，影棚等尤為重要。
（如酒店室內噪音一般要求控制在35分貝以內）
另外如醫(yī)藥，療養(yǎng)院等也在音量控制方面有具體要求。
五.小編提問
通過閱讀了上面的文章，請問在面對大型辦公空間聲學設計時，你能至少提出3種以上的的降噪措施，5種以上的材料選擇嗎？如果暫時想不起來，可以回看上面的內容，當然也可以往下看本章的思維導圖。
附：聲學工程案例解析
工程案例實況：
佛山中歐中心多功能會議室是一個新建工程，項目位于佛山市新城區(qū)，總占地面積為8550㎡，主要以舉行大型會議功能為主。針對這類場所音質設計，既要考慮吸聲，把場館內混響時間控制在設計范圍內，還要針對不同墻面進行合理聲擴散和反射處理，使更多觀眾得到早起反射聲和使整個聲 場分布更加均勻。
聲場分析：
多功能會議室空間大，容積18500m3，每座容積達到15m3/人，混響時間長，容易形成回聲、多重回聲等聲學缺陷，聲學缺陷造成廳內聽音渾濁，從而影響語音清晰度；其三面設有進口，進口均設置聲閘，即外墻門口與大廳門口的通道上均安裝吸聲結構，消除口處噪聲對內部會議室的影響。
裝修方案：
天花：觀眾大廳天花最高點不能超過11.5m。根據多功能廳混響時間總體制原則，地面上安裝蒙布軟椅、走道鋪設纖化地毯，減少了地面的強反射聲能，因此，天花可不考慮吸聲處理。
舞臺口正面墻采用12厚阻燃夾板做造型，外貼3mm厚的飾面板，該結構可以有效反射部分聲能，使前排觀眾獲得更多的早期反射聲。
兩側墻面反射聲能吸聲過量導致整個場所聽音干澀，無層次感。因此該墻面必須考慮吸聲控制混響，還考慮擴散使整個聲場分布均勻。因此表面采用實木格柵做擴散體造型。
后墻和挑臺處墻面距離聲源較遠、中高頻聲能衰減較明顯，因此此處采用具有低頻吸聲較好的材料，木質穿孔吸聲結構：木質穿孔吸聲結構穿孔率為11%，內填50m48K離心玻璃棉后貼吸聲黑氈。
舞臺四周墻面均安裝木質穿孔吸聲結構：木質穿孔吸聲結構穿孔率為11%，內填50m48K離心玻璃棉后貼吸聲黑氈。
聲閘：為了減少外部噪聲對觀眾廳的影響，所有觀眾廳進口處均進行消聲處理。安裝材料為木質穿孔吸聲結構：木質穿孔吸聲結構穿孔率為11%，內填50m48K離心玻璃棉后貼吸聲黑氈。
裝修效果
現場的聲學效果測試，測試結果如下：多功能廳內的全頻混響時間500Hz平均值為1.35s，1000Hz時的平均混響時間為1.28s達到設計值要求，消除了回聲、多重回聲、顫動回聲等聲學缺陷，聽音清晰，滿足國家標準要求。
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