1.表面的聲吸收 當(dāng)聲音投射到一個(gè)固體障礙物上時(shí),大部分聲能將被障礙物表面反射;一小部分被障礙物吸收并最終轉(zhuǎn)化為熱能;另一小部分將穿透這個(gè)障礙物。這三部分的相對(duì)份額要視障礙物表面光滑程度、障礙物材料的比重和障礙物的形狀及厚度等因素而定。光滑堅(jiān)硬表面的聲能反射系數(shù)比較大,一般在90%以上,而減少聲波反射的最常用辦法是增加聲能的吸收和透射。這里存在兩種物理機(jī)制:共振吸聲和多孔吸聲,一些柔軟多孔的表面,吸收性能較好。這是由于,在柔軟多孔介質(zhì)中,聲波的空氣振動(dòng)比較容易轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的振動(dòng)并通過(guò)摩擦轉(zhuǎn)達(dá)化為熱能耗散掉。
在表中列舉了一些常用建筑材料的吸收系數(shù)。一些常用建筑材料的吸收系數(shù)材料 a吸收系數(shù)(對(duì)500赫茲頻率純音)聲學(xué)磚 0.50 未上釉磚 0.03 水泥面上的厚地毯 0.11 天鵝絨(0.034千克/米2) 0.49 水泥地面上的拼花木地板 0.07 普通的窗玻璃 0.18 石灰,水泥 0.05 三合板(6毫米) 0.17
2、直接聲與反射聲 由舞臺(tái)上傳出的樂(lè)聲,通過(guò)五種途徑到達(dá)聽(tīng)眾的耳中,
第一,直接聲D,由樂(lè)聲聲源按近似球面波的形式,直接傳達(dá)聽(tīng)眾耳中。這時(shí)聲能密度,也即聲強(qiáng),大致與距離平方成反比,由于聽(tīng)眾的眼睛基本上處在舞臺(tái)聲源到他耳朵的聯(lián)線上,因此可以說(shuō),凡是看得見(jiàn)舞臺(tái)聲源的聽(tīng)眾也能聽(tīng)到發(fā)自該聲源的直接聲;反之也是。有的音樂(lè)廳樓廳的某些座位,聽(tīng)眾靠在座位上就看不見(jiàn)舞臺(tái)的聲源,這樣就不能聽(tīng)到直接聲,越靠近舞臺(tái),直接聲越大,越遠(yuǎn)離舞臺(tái),直接聲越小。
第二,大廳兩側(cè)墻壁的反射聲R1,R2,R1,R2到達(dá)聽(tīng)眾耳中的時(shí)間延遲和響度(相對(duì)于直接聲而言)均和大廳跨度、側(cè)墻敷面材料及表面形狀有關(guān)。就正廳中心軸線的座位而言。由于對(duì)稱,R1和R2同時(shí)到達(dá)并且響度也相等。
第三,天花板反射聲R3。舞臺(tái)上的聲音傳向天花板,再反射,到達(dá)聽(tīng)眾耳中便是R3。R3的時(shí)間延遲、響度及頻譜和大廳高度,附加天花板(有時(shí)稱為”浮云“)的傾斜角度及其具體構(gòu)造有關(guān)。
第四,舞臺(tái)罩反射聲R4。舞臺(tái)上的聲音傳向舞臺(tái)罩,再經(jīng)舞臺(tái)罩反射后轉(zhuǎn)傳向聽(tīng)眾的反射聲。R4和舞臺(tái)罩的形狀和材料有關(guān)。
第五,多次反射聲,從舞臺(tái)上發(fā)出的聲音經(jīng)大廳的側(cè)墻、地面、舞臺(tái)罩、天花板等處多次反射后傳出聽(tīng)眾耳中的聲音。由于經(jīng)歷一次反射,聲音便被吸收一些(其頻譜也多少會(huì)有變化),所以經(jīng)歷的反射次數(shù)越多,響度也越弱,方向也更雜亂而趨于各向同性。與此同時(shí),由于多次反射聲的傳播路徑較長(zhǎng),到達(dá)聽(tīng)眾耳中的時(shí)間也更加延遲。如此多次反射,聲音逐漸溶入混響之中并逐漸消失。
3.初始時(shí)間延遲間隙及混響 當(dāng)測(cè)聽(tīng)者座位不在正廳中軸線時(shí),R1,R2并不等時(shí),直接聲和R1之間的時(shí)間間隙被稱為初始時(shí)間延遲間隙(通常以毫秒度量)。它是音樂(lè)廳音質(zhì)的四個(gè)客觀標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè),并且直接關(guān)系到主觀優(yōu)選評(píng)價(jià)中的一個(gè)重要項(xiàng)目——親切感。如果這個(gè)間隙小于20毫秒,聽(tīng)起來(lái)R1和直接聲將共同形成一個(gè)響度較大、音質(zhì)較好的聲音;如果廳的尺寸很大,使這個(gè)間隙大于70毫秒,聽(tīng)起來(lái)R1便是回聲。在R4之后已屬于多次反射聲,經(jīng)們?cè)絹?lái)越多,越重疊,越弱。逐漸溶成室內(nèi)音特有的混響,混響聲的強(qiáng)度大體呈指數(shù)下降。
混響聲的定義是:在直接聲消失后,室內(nèi)持續(xù)的聲音。為度量混響的時(shí)間,通常定義混響時(shí)間T為:混響聲和聲壓級(jí)下降60分貝所需的時(shí)間(以秒度量)。由于聲吸收通常和頻率有關(guān)。因此混響時(shí)間一般與頻率有關(guān)。所以通常區(qū)分為低頻混響(取頻率67,125,250赫茲)、中頻混響(取頻率500赫茲或500-1000赫茲)、高頻混響(頻率≧2000赫茲以上),混響時(shí)間是音樂(lè)廳音質(zhì)的四個(gè)客觀標(biāo)準(zhǔn)中的另一個(gè)。
對(duì)于語(yǔ)言廳,由于要求語(yǔ)言清晰,混響時(shí)間效短,通常T500-(0.5-1.2秒);但對(duì)交響樂(lè)音樂(lè)廳,由于要求聲音有很好的豐滿性(參見(jiàn)下節(jié)敘述),混響時(shí)間要求較長(zhǎng):T500-(0.5-2.2秒)。
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