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「看不到的建筑」室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間：2024-04-09 20:35:42 瀏覽量：185次

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，住宅區(qū)邊界處的噪音，白天不能超過(guò)50分貝，夜間應(yīng)低于45分貝，若超過(guò)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，便會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害。

國(guó)家《城市區(qū)域環(huán)境噪聲測(cè)量方法》中第5條4款規(guī)定，在室內(nèi)進(jìn)行噪聲測(cè)量時(shí)，室內(nèi)噪聲限值低于所在區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)值10dB。

室內(nèi)設(shè)計(jì)師給我們帶來(lái)了審美在線的居家品味，建筑師給我們帶來(lái)了造型絕倫的前沿設(shè)計(jì)，但是僅僅美觀、僅僅有設(shè)計(jì)感是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人們的要求的，因?yàn)檫€缺少了至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)：聲學(xué)設(shè)計(jì)。

聲學(xué)設(shè)計(jì)被稱為“看不到的建筑”，因?yàn)樗軣o(wú)形中使我們的空間更加舒適、靜謐，能無(wú)形之中改善生活素質(zhì)、健康水平以及工作效率。

通常建筑師和設(shè)計(jì)師更注重的是視覺(jué)效果的設(shè)計(jì)，會(huì)比較單純地從視覺(jué)的角度來(lái)審視設(shè)計(jì)方案而沒(méi)有進(jìn)一步考慮聽(tīng)覺(jué)效果，以提升視覺(jué)感官作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。

因此我們經(jīng)常會(huì)遇到一些外觀裝飾得很高大上的空間，內(nèi)部的聲環(huán)境卻讓人很不舒服，這樣的設(shè)置會(huì)將人置于一個(gè)很不利于身心健康的環(huán)境之中。

噪音污染早已成為城市環(huán)境的一大公害。

國(guó)外早就有“噪音病”一詞。

根據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，城市噪音正在影響著很大部分人的睡眠質(zhì)量。

科學(xué)研究表明，噪音會(huì)損害健康，人長(zhǎng)時(shí)間在噪聲大的環(huán)境中工作、生活，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的刺激大，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂。

噪聲對(duì)聽(tīng)覺(jué)器官的影響是一個(gè)從生理移行至病理的過(guò)程，達(dá)到一定的強(qiáng)度和接觸時(shí)間時(shí)就會(huì)造成生理性聽(tīng)力損傷。

長(zhǎng)期接觸較強(qiáng)烈的噪聲引起聽(tīng)覺(jué)器官損傷的變化一般是從暫時(shí)性聽(tīng)閾位移逐漸發(fā)展為永久性聽(tīng)閾位移。

醫(yī)院

走進(jìn)醫(yī)院，你會(huì)發(fā)現(xiàn)醫(yī)院正在變得越來(lái)越嘈雜，噪音水平在以倍數(shù)在提高。

這不僅影響了病人，也影響了在醫(yī)院工作的人。病人在康復(fù)的過(guò)程中，需要在一個(gè)安靜舒適的環(huán)境休養(yǎng)，特別是在睡眠的時(shí)候。

高質(zhì)量的睡眠利于病人的身體快速重建，加速康復(fù)。然而，在噪音的威脅下，睡眠質(zhì)量和康復(fù)速度都會(huì)因此下降。

教室

一項(xiàng)研究表明，教室的平均噪音水平是65分貝，坐在教室的第四排，語(yǔ)音清晰度只有50%，學(xué)生每?jī)蓚€(gè)字就會(huì)漏聽(tīng)一個(gè)。

這種現(xiàn)象主要是受混響時(shí)間的影響。

假如在一間混響時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1.2s的教室里授課，老師的上課聲音已經(jīng)是很模糊的。

有時(shí)老師為了讓學(xué)生聽(tīng)得清楚些，把說(shuō)話的音量提高，然而老師們提高音量的同時(shí)，噪音也隨著升高，心率水平也會(huì)隨之上升，這對(duì)身體的影響是不利的。

正因?yàn)樵肼晢?wèn)題引起越來(lái)越多的人的重視，所以聲學(xué)設(shè)計(jì)也開(kāi)始逐步走進(jìn)大眾的視野。

越來(lái)越多的建筑商也會(huì)在施工的過(guò)程中引入大量聲學(xué)材料或是找專業(yè)的聲學(xué)設(shè)計(jì)人員、聲學(xué)顧問(wèn)來(lái)對(duì)建筑物進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計(jì)。

聲學(xué)設(shè)計(jì)的4個(gè)目的

1、防止駐波與聲波干涉，保證頻響的平直。

2、減少空間的低頻諧振，使聲場(chǎng)分布均勻。

3、減少大房間的低頻混響時(shí)間，獲得較好的混響時(shí)間頻率特性。

4、利用吸收或擴(kuò)散，防止回聲，改善立體聲定位能力。

如何達(dá)到這4個(gè)目的？

01 / 處理空氣載噪聲

聲波最基本的傳播方式便是空氣傳播，而空氣載噪聲便是外界噪聲通過(guò)空氣傳播進(jìn)室內(nèi)的噪聲。

一個(gè)布有小孔厚重金屬板，小孔面積約占金屬板的13%，當(dāng)有聲音撞擊其表面時(shí)，會(huì)有將近97%的聲音穿過(guò)。

聲音透過(guò)孔隙的傳播能力是相當(dāng)驚人的，一個(gè)細(xì)微的裂縫就可以破壞一個(gè)完整的密封聲學(xué)系統(tǒng)。

所以說(shuō)，房間嚴(yán)格的密封對(duì)隔絕空氣噪聲非常有必要。

做法：

使用隔聲膠，均勻涂抹在玻璃、鋼材、混凝土、塑料、等材料縫隙處進(jìn)行處理，從而起到隔音、減振、降噪的效果。

02 / 解決固體載噪聲

聲音可以通過(guò)固體的機(jī)械振動(dòng)傳播，例如木頭、金屬、混凝土等。

由于空氣傳聲效率很低難以帶動(dòng)固體振動(dòng)，所以固體載噪聲產(chǎn)生的主要來(lái)源是由于振動(dòng)源接觸固體介質(zhì)表面，例如地下發(fā)電機(jī)或是一些家電產(chǎn)品。

固體傳聲的損失比空氣傳聲小，可以傳播非常遠(yuǎn)的距離而能量沒(méi)有大的損耗。

木頭、混凝土等縱向振動(dòng)大約304.8米損失約2dB。

如果傳輸介質(zhì)為鋼鐵材料，那損耗將減小20倍，產(chǎn)生的噪聲也可想而知。

做法：

使用浮筑地面保溫隔聲減振墊，可有效解決樓上的腳步聲和非設(shè)備產(chǎn)生的振動(dòng)及噪聲，并能解決樓板保溫。

03 / 隔聲處理

隔聲處理有很多方法，錄音棚由于其對(duì)本底噪音的嚴(yán)格要求，所以多采用懸浮結(jié)構(gòu)。

懸浮結(jié)構(gòu)可以大大提高聲音的隔絕度，特別適用于城市中的錄音棚。

懸浮結(jié)構(gòu)可以將房間與其他建筑結(jié)構(gòu)分離，這樣可以在懸浮墻體與原墻間形成一個(gè)空腔，在空腔內(nèi)填充軟性吸聲材料，利用空腔吸收聲波，從而使空氣、固體噪聲減少到最低限度。

但是懸浮結(jié)構(gòu)要符合建筑物的承重要求。

做法：

使用ATI噴覆棉，其多孔、疏松、透氣、可塑性強(qiáng)的特性是極佳的填充軟性吸聲材料。

04 / 關(guān)于擴(kuò)散與吸聲

很多人把吸聲材料貼滿墻面，以為這樣就足以消除反射聲，因?yàn)樗麄冇X(jué)得當(dāng)他們拍手時(shí)，這樣并沒(méi)有任何回聲，但是這樣做對(duì)控制低頻的反射沒(méi)有任何意義。

而磚結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)的墻，低頻問(wèn)題尤其嚴(yán)重。越是剛性墻體，反射能力越強(qiáng)。

面對(duì)這種情況，我們可以選擇聲學(xué)擴(kuò)散體來(lái)為室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)做橋梁。

聲學(xué)擴(kuò)散體和它的作用

聲學(xué)擴(kuò)散體采用二次余數(shù)理論，基于二次余數(shù)計(jì)算踏板的不同深度而構(gòu)成擴(kuò)散體。

聲能進(jìn)入不同深度的踏步，然后在不同的時(shí)間被逐漸地釋放。

高峰和低谷的更加平滑，因此構(gòu)成了一個(gè)更加平衡中立的聽(tīng)音環(huán)境。

擴(kuò)散體對(duì)改善聲場(chǎng)以及聽(tīng)感有著重要作用，再加上它良好的擴(kuò)散能力以及方便安裝的特性，如今被廣泛應(yīng)用。

實(shí)木擴(kuò)散體可以將入射聲能分散開(kāi)從而避免回聲和產(chǎn)生駐波，使聲場(chǎng)更加均勻，改善聲環(huán)境，提高聲音的明亮度。

與光滑反射面相比，可以有效避免聲聚焦。

當(dāng)聲波經(jīng)過(guò)光滑墻面反射后，所有的聲能都將沿同一方向反射，其反射方向固定，取決于聲源的位置。

而當(dāng)聲波經(jīng)過(guò)擴(kuò)散體表面反射后，聲能將被分散反射向不同的方向，且具有不同的相位差。

這些形成的均勻能量的不規(guī)則的反射聲會(huì)使人耳主觀產(chǎn)生一種空間感，同時(shí)運(yùn)用在中高頻擴(kuò)散時(shí)會(huì)提高聲音的“明亮”度。

擴(kuò)散體還有另一個(gè)作用，當(dāng)聲源發(fā)聲，聲波經(jīng)過(guò)后墻反射，若反射面為光滑墻面，則某一頻段只有固定的反射路徑指向錄音師的位置。

而當(dāng)反射面為擴(kuò)散體時(shí)，由于聲波以半圓方向擴(kuò)散，則有無(wú)數(shù)條不同頻段的反射路徑匯聚在錄音師的位置。

以此類推，有無(wú)數(shù)相同性質(zhì)的匯聚點(diǎn)，這樣便無(wú)形中擴(kuò)大了最佳聽(tīng)音區(qū)。

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