建筑電子工程建筑聲頻技術之一——廳堂擴聲根底授課內容廳堂擴聲廳堂擴聲根底擴聲工程設計公共廣播系統會議系統聲頻技術的開展聲頻趣談“聲音〞在人們的日常生活中占有重要位置悲痛時——“聲淚俱下〞感情充沛動人——“聲情并茂〞交朋友不看金錢、不看外表——“聲應氣求〞〔見<周易乾>“同聲相應，同氣相求〞〕假設干了壞事，那么會遭到人們“聲色俱厲〞的批判假設某人過著“聲色犬馬〞的生活就會導致“聲名狼藉〞假設事情做得好，那么“聲譽鵲起〞、“聲威日隆〞、“聲名遠揚〞廳堂擴聲廳堂擴聲根底聲學常識室內聲學〔roomacoustics〕廳堂擴聲工程設計廳堂擴聲系統的設計步驟擴聲工程需求分析建筑聲學處置擴聲工程計算廳堂擴聲根底聲學根底知識聲波〔soundwave〕聲壓(soundpressure)、有效聲壓〔effectivesoundpressure〕聲壓級(soundpressurelevel)〔SPL〕聲功率(soundpower)聲功率級〔soundpowerlevel〕聲強〔soundintensity，soundenergyfluxdensity〕聲強級〔soundintensitylevel〕廳堂擴聲根底——聲學根底知識聲波〔soundwave〕定義：物體的機械振動在媒質中的傳播。振動三要素：振幅＋頻率＋相位動搖四要素：頻率，振幅，相位，波長(wavelength)與波速〔wavevelocity〕聲波的波速是多少？聲波波速公式是什么？波速公式如何得到？廳堂擴聲根底——聲學根底知識聲波〔soundwave〕聲波是縱波〔longitudinalwave〕(Vs.transversewave)聲波總是縱波嗎？聲壓(soundpressure)概念：聲波傳播時，空氣壓強變化。

變化量＝聲壓表示式：p：聲壓〔Pa，即N/m2〕P0：測試點靜止時的壓強P：測試點有聲音時壓強廳堂擴聲根底——聲學根底知識廳堂擴聲根底——聲學根底知識有效聲壓〔effectivesoundpressure〕T：取平均的時間間隔，在周期聲壓時，T取一個或幾個〔正整數〕周期；對非周期性聲壓，T應取足夠長，使間隔長度的微小變化不影響丈量結果。普通丈量儀器表示的聲壓為有效聲壓。廳堂擴聲根底——聲學根底知識聲壓級(soundpressurelevel)基準聲壓：Pr＝2×10－5Pa〔0dB〕廳堂擴聲根底——聲學根底知識表1：常見聲源的聲壓級典型聲源人耳感受聲壓（Pa）聲壓級（dB）汽錘，機場跑道不能忍受200140春雷，動力工具震耳欲聾20120重型車輛，機床很響2100車間、樂隊響2×10-180大聲喊叫一般2×10-260低聲談話輕2×10-340呼吸聲微弱2×10-420

隱約2×10-50廳堂擴聲根底——聲學根底知識聲功率(soundpower)概念：單位時間內向外輻射的聲能。衡量聲源的發聲才干聲功率級〔soundpowerlevel〕基準聲功率：W0＝10-12W廳堂擴聲根底——聲學根底知識表2常見聲源的平均發聲功率聲源耳語交談小提琴輕聲唱大提琴女高音鋼琴管風琴小鼓大鼓75人交響樂隊聲功率W0.01μ10~30μ0.3~17.7μ33μ0.16m1m0.413132570廳堂擴聲根底——聲學根底知識聲強〔soundintensity，soundenergyfluxdensity〕概念：某一點的聲強為單位時間內經過該點且與聲波傳播方向垂直的單位面積內的聲能I聲強級〔soundintensitylevel〕聲強的上下限相差一萬億倍，度量聲音的強弱不方便，同時，人耳對聲音強弱的分辨才干不與聲強成正比，而是近似地與聲強的對數值成正比。廳堂擴聲根底——聲學根底知識表達式以dB為單位。基準聲強：I0＝10-12W/m2〔0dB〕廳堂擴聲根底——室內聲學室內聲學〔roomacoustics〕建筑聲學〔architecturalacoustics〕室內聲場的建立描畫室內聲場的物理量影響室內聲場的要素研討室內聲場的方法生理聲學與心思聲學電聲學廳堂擴聲根底——室內聲學建筑聲學〔architecturalacoustics〕室內聲的組成廳堂擴聲根底——室內聲學建筑聲學〔architecturalacoustics〕室內聲場(soundfield)的建立廳堂擴聲根底——室內聲學建筑聲學〔architecturalacoustics〕室內聲場(soundfield)的建立，室內聲的組成廳堂擴聲根底——室內聲學直達聲〔directsound〕：聽音處最初到達的聲波〔在自在場〔freefield〕中，假設不思索反射聲，聲強按照與間隔的平方成反比的規律衰減。〕反射聲〔reflectsound〕：近次反射聲〔早期反射聲〕：經過幾次反射到達的聲音，反映空間中聲源、耳朵及墻壁之間的間隔關系多次反射聲〔混響聲〔reverberationsound〕：直達聲后50ms以外的多次反射聲〕廳堂擴聲根底——室內聲學聲音的干涉與衍射衍射景象：聞其聲不見其人衍射產生條件：物體尺寸與聲波波長的關系。反響聲〔feedbacksound〕：經過反射后重新到達聲源處的聲音。聲吸收〔soundabsorption〕：當聲波經過一種介質時，聲能被轉換為其他能量的一種景象。反響聲起什么作用？廳堂擴聲根底——室內聲學吸聲資料〔soundabsorptionmaterial〕多孔吸聲資料〔porousabsorbingmaterial〕玻璃棉、礦渣棉、木絲板等，對高頻段的吸收更有效。共振吸聲資料〔resonanceabsorbingmaterial〕薄板，對低頻段更為有效微穿孔板〔空腔吸聲〕〔microperforateabsorber〕：Helmholtz共振腔，窄帶吸收。廳堂擴聲根底——室內聲學室內聲學〔roomacoustics〕建筑聲學〔architecturalacoustics〕室內聲場的建立描畫室內聲場的物理量影響室內聲場的要素研討室內聲場的方法生理聲學與心思聲學電聲學廳堂擴聲根底——室內聲學描畫室內聲場的物理量〔直達〕聲能密度〔soundenergydensity〕在某點，一尺度甚小于波長而甚大于分子尺度的小體積中的聲能用這個體積來除所得的商W：聲源功率。r：聽音點與聲源的間隔。V：聲速。廳堂擴聲根底——室內聲學混響聲能密度s：房間總外表積。α：吸聲系數〔soundabsorptioncoefficient〕：入射聲能被資料外表或媒質吸收的百分數。W：聲源功率。v：聲速。廳堂擴聲根底——室內聲學聲能比〔acousticratio〕廳堂擴聲根底——室內聲學房間常數R〔roomconstant〕：表征一個房間的活潑〔live〕程度或沉寂〔dead〕程度，房間常數越大，房間越沉寂。S：房間外表積：房間平均吸聲系數廳堂擴聲根底——室內聲學混響半徑ReverberationRadius〔極限間隔〕:反射聲與直達聲聲能相等的地方與聲源的間隔。聲能比Ks＝1廳堂擴聲根底——室內聲學混響時間〔ReverberationTime〕定義：當室內聲場到達穩態，聲源停頓發聲后，聲壓級降低60dB所經過的時間稱為混響時間，記作T60或RT，單位是秒〔s〕。廳堂擴聲根底——室內聲學計算混響時間賽賓〔Sabine〕/伊林〔Eyring〕/克納森〔Knudsen〕公式V：房間容積，m：空氣吸收系數利用聲能密度、平均自在程、定義，可以推導賽賓公式廳堂擴聲根底——室內聲學闡明推導公式的條件：首先，室內的聲音是充分分散的，即室內任一點的聲音強度一樣，而且在任何方向上的強度也一樣；其次，室內聲音按同樣的比例被室內各外表吸收，即吸收均勻當1時，T600，符合實踐情況當<<1時，-ln(1-)，修正公式與賽賓公式一致廳堂擴聲根底——室內聲學公式適用條件在室內總吸聲量較小、混響時間較長的情況下，根據賽賓公式算出的數值與實測值相當一致。在室內總吸聲量較大、混響時間較短的情況下，計算值比實測值要長。在?→1，即聲能幾乎被全部聽收的情況下，混響時間該當趨近于0，而根據賽賓公式，此時T60并不趨近于0，與實踐不符。在室內外表平均吸聲系數較小(?<

0.2)時,用賽賓公式與用修正公式可以得到相近的結果,在室內外表的平均吸聲系數較大(?>0.2)時,只能用修正后的公式計算室內的混響時間。廳堂擴聲根底——室內聲學混響時間是目前建筑聲學設計中能定量估算的重要評價目的，直接影響廳堂音質的效果。在計算混響時間時，通常要計算125、250、500、1000、2000和4000Hz六個頻率的值。對于錄音室和播音室有時還應追加63Hz和8000Hz的混響時間。廳堂擴聲根底——室內聲學聲源指向性因數特定方向的平方聲壓一切方向平均的平方聲壓Q＝1，2，4，8廳堂擴聲根底——室內聲學室內穩態聲壓級Lp ——室內某點距聲源為r的聲壓級〔dB〕Lw ——聲源功率級(dB),W0＝？Q ——聲源指向性因數r ——座位與聲源的間隔——直達聲——反射聲廳堂擴聲根底——室內聲學其他描畫室內聲場的參量早期衰減時間〔EarlyDelayTime〕或早期混響時間〔EarlyReverbTime〕重心時間(PointofGravityTime)明晰度(Clarity)房間呼應〔RoomResponse〕側向效率〔LateralEfficiency〕側向能量因子〔LateralEnergyFactor〕雙耳聽覺相互關〔IntramuralCross－correlation〕廳堂擴聲根底——室內聲學室內聲學〔roomacoustics〕建筑聲學〔architecturalacoustics〕室內聲場的建立描畫室內聲場的物理量影響室內聲場的要素研討室內聲場的方法生理聲學與心思聲學電聲學廳堂擴聲根底——室內聲學影響室內聲場的要素：房間外形——長方體狀房間尺度——黃金分割比或無理數比混響時間——房間資料與布置廳堂擴聲根底——室內聲學房間外形：聲聚焦聲波被大凹面鏡反射后會聚于一點，這種景象叫做聲聚焦景象:天壇回音壁杰尼西亞的耳朵聲聚焦對擴聲有什么影響？廳堂擴聲根底——室內聲學房間尺度室內簡正頻率好像任何一個振動系一致樣，一個房間有其固有頻率，這一系列固定頻率的振動特別容易被激發。所以，當將一個頻率分布均勻的聲源放入房間時，在離聲源一樣間隔處各頻率的聲壓不會是一樣的——對應于該房間共振頻率的聲壓將會高得多。如何繪制房間共振頻譜圖？廳堂擴聲根底——室內聲學v：聲速，

L，B，H是閉室的長、寬、高，

m，n，r＝0、1、2……〔m、n、r不同時為零〕簡正頻率的分布是影響房間音質的重要要素合理確定L：B：H的值。對于體積小而聲學特性至關重要的房間〔播音室、錄音室等〕特別有意義。(1.618：1：0.618)廳堂擴聲根底——室內聲學混響時間最正確混響：〔對于500Hz以上的高頻亦適用，對于500Hz以下的低頻聲，應乘以1～1.5的系數。〕部分世界著名音樂廳的不同頻率下的混響時間廳堂擴聲根底——室內聲學廳堂擴聲根底——室內聲學室內聲學〔roomacoustics〕建筑聲學〔arch