声学与建筑

在我们的日常生活环境中，在房子、教室、礼堂、剧院和其他地方有许多声学问题。正确处理这些建筑中的声学问题可以改善人们的生活、工作和学习环境，提高工作和学习的效率，还可以为人们提供舒适的休息和娱乐场所。可以看出声学研究与建筑设计的关系非常密切。这个领域的专门声场被称为建筑声学。评估建筑物声学特性有许多标准，其中之一是混响时间。混响是在一个建筑中重复反射的声音的总数。人类听觉的一个特征是，只有两种时间间隔大于1/10秒的声音可以区分。当原始声音和传播到人耳的反射声音之间的间隔小于1/10秒时，人耳不能区分它们，也就是说，人耳不能听到回声，而只能听到原始声音的回声。当声波被反复反射时，它的能量会不断损失，所以残余的声音只能存在一段时间。这一存在时期被称为混响时间。事实上，所有残留的声音都需要很长时间才能消失，但当噪音降低到一定程度后，对人类的听觉就不再有意义了。因此，规定当声源停止产生声音时，声音强度(由声音本身的能量测量的声音强度)降低到原始声音强度的百万分之一所需的时间称为混响时间。混响可以提高原声的音量和音乐的感染力。混响时间的长短对建筑物的音效有很大的影响。过多的混响时间，由于来回反射声波的叠加，会使人觉得声音“浑浊”，音乐声音的节奏不清。如果混响时间太短，由于缺少反射声，听起来就好像响度不够，让人觉得“无声”。不同的建筑对混响时间有不同的要求。对于教室和特别报告厅，混响时间通常要求更短更好，通常在0.2到0.6秒之间，这将使语言听起来更清晰。音乐厅等音乐场所的混响时间通常约为1.5秒，这将使声音产生混响，剩余的声音卷曲起来。大多数普通的剧院和礼堂都有多种用途，所以应该注意两者。北京的人民大会堂、首都剧场和科学馆的报告厅的声学结构相对较好。它们的混响时间分别为1.8 ~ 2秒、1.36秒和1.2秒。混响时间的长短受到许多因素的影响。其中，建筑体积越大，混响时间越长；反射表面的面积越大，声能损失越大，混响时间越短。房子里的家具和人也是声音的反射体。这些反射器的存在大大增加了反射表面，从而缩短了混响时间。此外，由于不同建筑材料对声音的反射和吸收不同，所用建筑材料的类型也会影响混响时间。大理石、混凝土、瓷砖、玻璃等材料对声音有很强的反射能力，但吸收能力差。由这些材料制成的反射表面将大大增加混响时间。柔软的材料，如天鹅绒、地毯、毛毡等。，对声音，尤其是高频声音具有弱反射能力和强吸收能力。由这些材料制成的反射表面将缩短混响时间。选择合适的反射面材料是调整混响时间的重要手段之一。