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“混響室”的那些認(rèn)知誤區(qū),自古至今還真不少,!

2018-12-5 09:35| 發(fā)布者: camix| 查看: 1745| 評論: 0|來自: 艾維音響網(wǎng)

摘要: 混響室,顧名思議,,好像就是要混響時間越長越好,。這個認(rèn)識是一個重要的誤會,以為空室(無試件)的吸聲量越小,,聲場就越擴(kuò)散均勻,。曾經(jīng)是這樣想的。但在測量的實(shí)踐中,,發(fā)現(xiàn)對于不同頻段,,為達(dá)到減少均勻聲場,減小測 ...

混響室,,顧名思議,,好像就是要混響時間越長越好。這個認(rèn)識是一個重要的誤會,,以為空室(無試件)的吸聲量越小,,聲場就越擴(kuò)散均勻。

曾經(jīng)是這樣想的,。但在測量的實(shí)踐中,,發(fā)現(xiàn)對于不同頻段,為達(dá)到減少均勻聲場,,減小測量誤差,,要用不同的吸收處理,。

上世紀(jì)三,、四十年代開始,建設(shè)混響室用作聲學(xué)測量,,通過賽賓公式求得吸聲材料的吸聲系數(shù),。因此都只想到,需要長混響時間,,減小測量誤差,。聲學(xué)家們選用盡可能“硬”,盡可能“光滑”的材料建造房間的內(nèi)表面,;混凝土墻面上貼“金屬薄板”,,貼“玻璃板”,貼“瓷磚”等等,。

圖1 哥根廷大學(xué)混響室

圖1是1956年建成的哥根大學(xué)的混響室,,墻面貼的是銅膜。上世紀(jì)60年代初,,歐洲的發(fā)達(dá)國家組織了吸聲系數(shù)的“巡回測量”—用同一種材料,,同樣的測量方法,同樣的測試設(shè)備,,對各個國家的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測量,,比較發(fā)現(xiàn)結(jié)果差異很大,。國內(nèi)也組織了對北京的中科院聲學(xué)所、清華大學(xué),、建工部建筑科學(xué)研究院,、廣播電影電視部設(shè)計(jì)院、南京大學(xué),,以及同濟(jì)大學(xué)六個單位的混響室做巡回測量,,第一個巡回的結(jié)果與歐洲的同行類似,幾乎沒法相互比較,。

經(jīng)過數(shù)年的實(shí)驗(yàn)研究,,得出:混響室內(nèi)必須外加擴(kuò)散措施,以達(dá)到充分?jǐn)U散的聲場條件,,才能測得“飽和”不變的吸聲系數(shù)的結(jié)論,,見圖2。

圖2 隨著擴(kuò)散面積逐漸遞增,,玻璃棉的吸聲吸聲逐漸穩(wěn)定達(dá)到“飽和”

這個以“犧牲”(實(shí)際是增加吸聲量)一些空室的混響時間(減?。榇鷥r的措施,解決了增加中高頻(大約在300赫以上)的空間聲擴(kuò)散的問題,。這個認(rèn)識,,在上世紀(jì)70年代已得到國際上的共識,并逐漸在規(guī)范中正式成文,。

但是,,低頻段,即使是200m3左右的,、建筑尺寸精心計(jì)算的混響室中,,不僅不同房間,即使同一室內(nèi)各測試點(diǎn)之間(空間離散性),,甚至同一測點(diǎn)各次測量(時間離散性)的誤差很大,,這卻是常事。

如果測量125Hz以上的吸聲材料,,正如現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的,,對于200Hz以下的測量結(jié)果該如何評價,測量和設(shè)計(jì)人員都心中有數(shù),。但是用于測量隔聲構(gòu)件,,歐洲諸國巡回測量后給出低頻誤差竟達(dá)8-9dB以上!而要求更為嚴(yán)格,,涉及到工業(yè)產(chǎn)品用測量噪聲輻射功率譜的以改進(jìn)產(chǎn)品特性或產(chǎn)品質(zhì)量等級及性能可比性,,解決嚴(yán)重的低頻測量誤差的問題就不能回避了。

一間200m3左右的,、建筑尺寸精心計(jì)算的混響室,,堅(jiān)硬的界面,,在油漆、磨光,、打蠟后,,低頻混響時間在20s,甚至30s左右,,都不是十分困難的,。但是,它的測量結(jié)果,,無論是空間的或時間的不規(guī)則性,,都沒有因混響時間這么長(吸聲量小)而減小,。

圖3 隨著吸聲面積逐漸遞增,,房間的傳輸響應(yīng)越趨平滑。右軸上顯示的是吸聲構(gòu)件面積占地面積的百分比

從圖3看出,,室內(nèi)的吸聲量越大,,房間的傳輸響應(yīng)越平滑,也就是聲場越均勻,。這就是與“混響室”從概念上似乎對立的想法:要在混響室加低頻吸聲,,聲場才可能改善均勻性;而要實(shí)現(xiàn)混響室內(nèi)的低頻段的“擴(kuò)散”,,至少眼下,,還沒有更好的辦法。

因?yàn)?,低頻聲場不均勻,,而測量誤差大的原因是室內(nèi)不可避免的簡正振動(一般稱為“共振”)造成的模式聲場,。要抑制模式聲場,,除了簡正振動頻率應(yīng)盡可能均勻分布(足夠大的體積和合適的房間幾何尺寸)之外,就是要加大簡正振動(共振)的阻尼(見圖3),,也就是要增加吸聲,。ISO 3741 除了對混響室的體積和尺寸提出具體要求外,對它的吸聲特性給出絕妙的說明:

混響室內(nèi)表面的吸聲系數(shù)應(yīng)盡可能小,,以確保達(dá)到合適的混響聲場,;

混響室內(nèi)表面的吸聲系數(shù)應(yīng)盡可能大,以有效地抑制模式聲場,。

而所謂的“小”(不大于0.06)和“大”(不大于0.16),,這相差2.5倍的吸收的交叉頻率,在大約300Hz,;在此頻率以上,,吸聲要盡量小,,而低于該頻率的則要大(相應(yīng)于混響時間約2s)。

基于這些對房間的嚴(yán)格要求,,給出了相應(yīng)的重復(fù)性合重現(xiàn)性指標(biāo),。為適應(yīng)新的隔聲測量的國際規(guī)范ISO 140 的要求,有些建筑物理研究機(jī)構(gòu),,常常是在原有的測試混響室內(nèi)安放低頻吸聲構(gòu)件,,如圖4。

圖4 隔聲構(gòu)件測試室

(文章來源:聲振之家)

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