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吸声应用

/sound absorption application/
条目作者燕翔

燕翔

最后更新 2023-05-30
浏览 182
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吸声处理在音质控制、吸声降噪和降低大空间嘈杂声等方面的应用。

英文名称
sound absorption application
所属学科
人居环境科学-建筑学

在厅堂音质设计中,吸声材料的选择在满足建筑各项要求的条件下(防火、强度、美观等),必须要满足设计混响时间及其频率特性的要求,还要考虑装修的效果。吸声处理可用于消除音质缺陷,如回声和颤动回声。例如剧场观众厅后墙,以及眺台栏板,时常布置吸声材料,消除长延时的反射声,防止扩声系统声反馈产生的啸叫。在穹顶、圆或椭圆形平面等特殊厅堂形式中,可通过在弧形表面上布置吸声材料,消除声聚焦。剧场舞台中,为了防止舞台墙面、顶面的不良声反射,降低舞台耦合空间对观众厅混响的影响,墙面上和顶棚需要布置吸声材料。有些剧场采用座椅下送风的置换送风方式,座椅楼板下为一大静压箱,静压箱空间的侧壁和棚顶也常铺以吸声材料,形成消声静压箱,起到降低通风系统噪声的作用。

在音乐厅建筑中,需要较长的混响时间,观众及软座椅的吸声量可能已经足够,因此音乐厅中所采用的吸声材料比较少。为了使得反射声更加均匀、柔和,观众厅的墙面多采用声扩散体的形式。值得注意的是,音乐厅宜采用厚重的板材作为界面材料,或将薄板实贴在结构基层上,目的是防止过多的低频共振吸收。采用木板、金属板、石膏板等板材装修的音乐厅尤其需要重视低频混响问题。

歌剧院、多功能礼堂等出于控制混响时间、消除长延时反射声的目的,往往在侧墙的一部分及后墙安装吸声材料,具体安装面积及构造方式需要通过计算和设计来确定。

话剧院等自然声为主的厅堂,为了保证语言清晰度,混响时间不可过长,采用的吸声量更大。可采用在多孔性吸声材料后设空腔的构造,并适当配置低频吸声结构,如木装饰墙面,大面积石膏板顶棚等。由于短混响容易暴露回声、颤动回声等缺陷,后墙、平行侧墙、楼座正对舞台的栏板上有必要布置强吸声材料。

教室、讲堂、会议室等需要良好的语言清晰度,采用吸声处理可保证混响时间降低到合理的要求并保证尽可能平直的混响时间频率特性,往往将顶棚设计成吸声吊顶。

影院主要应保证电影音还原的真实感,同时还要保证多声道之间的分离度,形成立体声效果,因此应采用强吸声,即顶面、侧墙、座椅都是吸声的,并通过吸声材料的合理设计保证中高低频等频率上吸声的均衡性。

录音室、演播室、同期录音的摄影棚等,为了降低不良混响声对录音的影响,周墙和吊顶应做强吸声处理。

还有,排练厅、琴房、听音室、播音室等,为了保证室内音质效果,都需要使用吸声材料。

一般工厂车间或大型开敞式办公室的内表面,多为清水砖墙或抹灰地面以及水泥或水磨石地面等坚硬材料。在这样的房间里,人听到的不只是由声源发出的直达声,还会听到大量经各个界面多次反射形成的混响声。在直达声与混响声的共同作用下,室内噪声可能比没有界面反射的情况高出10~15分贝。

如在室内天花或墙面上布置吸声材料或吸声结构,可使混响声减弱,这时,人们主要听到的是直达声,那种被噪声“包围”的感觉将明显减弱。这种利用吸声原理降低噪声的方法称为“吸声降噪”。

需要强调的是吸声降噪只能降低混响声,而对直达声无效,不能把房间内的噪声“全吸掉”。此外,如果原来房间吸声很少,很小,如做“吸声降噪”处理,增加一定的吸声量,降噪效果明显,较大;如果原来房间已有一定的吸声,则增加同样的吸声量,得到的降噪量就较小。因此,试图只靠吸声降噪降低噪声级10分贝以上,通常是不可能的。

人群进入大空间时,如候车候机厅、博物馆、展览馆、开敞办公室、营业厅、餐厅、购物中心、酒店大堂等,走动及相互间的交流形成人为噪声。当人数较多时,嘈杂声会非常严重,甚至影响建筑空间的正常使用。

人听到的正常谈话声约70分贝(A),当噪声超过70分贝(A)时,人们为了互相听清,不得不提高音量或缩短谈话距离。噪声超过75分贝(A)以后,正常交谈受到干扰,1米以内的交谈必须提高音量,1米以上时需要喊叫。一般认为,50~60分贝(A)是购物中心、餐厅、展览馆、候车候机厅等建筑空间较理想的、有利于交流的噪声水平。

室内吸声可显著降低人群交流噪声。人群不断进入室内时嘈杂声的变化分为4个阶段:①安静阶段。开始时人流稀疏,环境尚安静,人群会有意识地小声说话避免被其他人听到,维护安静局面。安静阶段噪声一般在50分贝(A)以下。②舒适阶段。人群继续进入,嘈杂声增多,掩蔽了房间中远处的谈话,人们的交谈自然轻松了,环境也变得舒适,舒适阶段的噪声一般在50~60分贝(A)。③膨胀阶段。人数继续增多,当噪声升高到65分贝(A)时,由于远处传来嘈杂的内容混响声的干扰,所有人被迫提高嗓音,出现“鸡尾酒会”效应,室内迅速吵闹起来,环境变得喧闹而不舒服。这一阶段随人数增加的变化非常迅速,因此称为膨胀阶段。④持续阶段。嘈杂声不再随人数涌入而无限增加,而是持续在一个稳定水平。人们在高噪声条件下为了交谈,必须拉近互相的距离,或者放弃某些谈话,待到噪声降低时下意识地见缝插针地讲话。持续阶段一般会在75~80分贝(A),如果噪声再大,讲话者只能放弃正常的讲话,甚至因此提出抗议。

根据对一些会展中心、餐厅、商场的声环境实测和调查,人群噪声极限基本在80分贝(A)左右,这可能是正常交谈的噪声干扰心理承受平均上限。人们自行调节讲话音量、时机和距离,使群体声出现稳定值。在吵闹的环境中,人们依靠自发的调节和群体承受力控制着室内噪声的上限。最理想的吸声处理是使人为噪声控制在舒适阶段,并防止出现膨胀阶段。吸声可以减少室内声反射,降低混响时间,进而降低嘈杂的环境声。吸声必须达到够量,使人群噪声控制在50~60分贝(A)。室内空间中重要的吸声表面是顶棚,不但面积大,而且是声音长距离反射的必经之地。也可以在墙体等其他位置安装吸声材料,但与顶棚相比,吸声面积偏小,且可能受门窗等条件限制,吸声效果差一些。

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