针对不同具体情况的三种室内声学研究方法

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　　建筑声学是研究与建筑有关的声学环境问题的科学。它的基本任务是研究声波在室内传播的物理条件和各种声学问题的处理方法，从而保证室内具有良好听闻条件;此外还研究控制建筑物内、外一定空间内的噪声干扰和危害。


　　而室内声学(Room Acoustics)是研究室内声音的传播和听闻效果的学科，是建筑声学的重要组成部分。其目的是为室内声音品质设计提供理论依据和方法。声音在室内的传播与房间的形状、尺寸、构造和吸声材料布置有关;听闻效果则反映人们的主观感受，对不同用途的房间有不同的评价标准。


　　室内声学可针对不同具体情况采用下面3种研究方法：


　　1. 几何声学法

　　当房间几何尺寸比声波波长大得多时，即声波工作频率较高时，可以利用几何光学中光线的概念把声波的传播看做是沿声线方向传播的声能，从而忽略声音的波动性质。采用几何学的方法分析声音能量的传播、反射、扩散称为几何声学方法。


　　该方法是采用与声波的波阵面相垂直的方向作为声波传播的方向，称为声线(或声粒子)用来描述声音传播途径，研究早期反射声分布以加强直达声，提高声场的均匀性，避免声音品质缺陷。几何声学方法是在房间反射面尺寸远大于声波波长时才可以使用。


　　这种采用声线(或声粒子)概念研究声传播途径是根据反射定律声线的反射角等于入射角，且反射声线和入射声线与法线在同一平面上。声线(或声粒子)的能量当遇到反射面时(假定反射而的吸声系数为a时)，每次遇到反射面，它的能量就减少为原有能量的(1-a)倍。采用几何声学法可以简单和形象地分析出许多室内声学现象，例如直达声和反射声的传播路径、反射声的时延及声波的聚焦、发散等。大房间声场模拟软件大多采用声线跟踪算法进行声场模拟。


　　2. 统计声学法

　　统计声学方法是指从能量的观点出发，忽略声的波动特性，用统计数学手段来描述声场平均状态的方法。这种用能量概念研究声场状态是根据反平方规律对一个波阵面为球形的点声源来说，声场强度与离声源中心距离的平方成反比。


　　一个连续发声的声源在室内开始发声时，稳定声场并不立刻建立，是随时间逐步增长而达到稳定状态。声源停止发声后，声场也不会立刻消失，而有一随时间逐渐衰减的过程。 因而，统计声学方法就是从能量的角度研究在连续声源激发下声能密度的增长、稳定和衰减过程，并给混响时间以确切定义，使主观评价标准和声学客观参量结合起来，为室内声学设计提供科学依据。


　　3. 波动声学法

　　当室内几何尺寸与声波波长可比时，声的波动特性就不能忽略，根据波动声学原理，当一对平行墙两间的距离L等于声波半波长A/2的整数倍n时在该方向上会产生驻波，即室内空气振动出现谐振。这些能产生驻波的频率称为简正振动频率或称简正频率。其结果使声场分布极不均匀，且会使声源中符合上述情况的若干频率成分得到过分增强，因此就会造成声音严重失真。可用波动声学方法研究室内声的简正振动方式和产生条件，以改善小房间内声场的均匀性和频谱特性。波动声学法也称为物理声学法。


　　以上所述都是针对特定功能厅堂建筑声学环境声学特性所进行的研究。


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