建筑聲學(xué)中那些晦澀難懂的聲學(xué)術(shù)語(yǔ)

分貝是指一貝爾的十分之一,通常被用于表達(dá)音量。分貝并不能表達(dá)所有的事情,它只是兩個(gè)能量水平的比率。由于我們靠耳朵感知音量,這些遵循對(duì)數(shù)曲線的比值按分貝來(lái)表達(dá)使許多事情變得簡(jiǎn)單多了。

聲的源頭是振動(dòng),振動(dòng)就有頻率(符號(hào)f)即每秒種振動(dòng)的次數(shù),單位是赫茲(Hz)。人耳不是所有的頻率的聲音都能聽的到,只有振動(dòng)頻率為20Hz(一說16Hz)~20000Hz的聲音,人耳才能有聲覺。

在聲學(xué)方面,吸音指聲音沒有反射,聲波在遇到軟材料時(shí)被吸收了。各種材料的吸收能力根據(jù)吸收系數(shù)進(jìn)行分級(jí),這是根據(jù)聲音撞擊到表面時(shí)被材料吸收的相對(duì)聲能量來(lái)確定。

吸音系數(shù)測(cè)量的是,當(dāng)聲音撞擊到物體表面時(shí)被材料吸收的相對(duì)聲能量,它通常是一個(gè)從0到1的值,它乘以物體表面積所得的數(shù),就是被物體表面吸收的聲音的百分比。這個(gè)百分比的單位就是Sabins,起源于哈佛教授、聲學(xué)家Wallace Sabine的名字。

從字面上講,消聲就是沒有回聲,沒有音頻反射。本質(zhì)上講最接近這種情況的就是空曠的戶外了,但即使在戶外,仍還有來(lái)自地面和其他各種物體反射回來(lái)的聲音。創(chuàng)造一個(gè)絕對(duì)沒有回聲的環(huán)境是不可能的事情,因?yàn)闆]有什么材料能夠?qū)⒙曇敉耆铡?/span>

在物理學(xué)上,這是指一個(gè)電子波或一個(gè)機(jī)械波振幅的減少。在室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)當(dāng)中,可特指感應(yīng)振動(dòng)或者一些聲學(xué)反映。例如,在一面墻或者一個(gè)揚(yáng)聲器的內(nèi)部,安裝一些聲學(xué)吸音材料就可以有效地隔音或減少反射。

每一個(gè)封閉的空間,隨其尺寸大小的不同會(huì)有不同共鳴頻率,所以尺寸大小直接影響著該空間各個(gè)不同的角落特定頻率的產(chǎn)生或消失。低頻吸音板,是一個(gè)用于減少室內(nèi)滯留聲波影響的低頻聲音吸收設(shè)備,一般沿著墻安裝或裝在墻角。

亥姆霍茲共鳴器是指包括一定量的空氣和一個(gè)通往外部的開口設(shè)備,音箱的內(nèi)部音量和它的端口就是一個(gè)共鳴器的例子。瓶子是另外一個(gè)例子,我們?cè)陂_口處吹一下會(huì)產(chǎn)生一個(gè)音調(diào),就是產(chǎn)生的空氣的共鳴,而音調(diào)的高低是與音量的共鳴頻率有關(guān)的。在一個(gè)開口的揚(yáng)聲器箱體中,來(lái)自驅(qū)動(dòng)器的空氣回波往往是被用于加強(qiáng)共鳴頻率的前波的。

在音頻方面,衰減是一種聲音終止的方法。任何聲學(xué)信號(hào)或者一個(gè)電子樂器的波形包絡(luò)都可以說是由許多要素組成的,比如內(nèi)部動(dòng)態(tài)、延音、釋放和衰減,這些都可以定義一個(gè)信號(hào)或波形包絡(luò)的特征。所有信號(hào)或波形包絡(luò)衰減的本質(zhì),都可以根據(jù)諸如時(shí)間和衰減幅度這些因素的變化而變化。

衰減的時(shí)間是指,回響的聲壓電平按60dB(百萬(wàn)分之一)的水平從原來(lái)的長(zhǎng)度下跌所花費(fèi)的時(shí)間,有時(shí)候這也叫做混響時(shí)間。如果您悉心設(shè)置了一下衰減時(shí)間,就可以按自己的想法將混音變濕,而且聲音還不會(huì)變得混濁或不清晰。

聲波在向前傳播時(shí)遇到一個(gè)障礙物或要穿過小孔時(shí)(聲波、電磁波或光波)發(fā)生改變的現(xiàn)象就叫做衍射。相對(duì)于障礙物來(lái)講,波長(zhǎng)越短越容易發(fā)生反射多而散到周圍的現(xiàn)象。聲波還能彎曲填滿一個(gè)物體后部的開闊空間(這在一定程度上還能解釋為什么在門開著的時(shí)候,您能夠聽見隔壁人說話卻看不見他)。

在聲學(xué)方面,擴(kuò)散是一個(gè)重點(diǎn)考慮的問題,因?yàn)樗赡軙?huì)因?yàn)槠茐牧诉B續(xù)性反射而導(dǎo)致嚴(yán)重的問題,另外他也會(huì)導(dǎo)致一個(gè)封閉的空間聽起來(lái)比實(shí)際的要大。事實(shí)上,在聲學(xué)處理方面,擴(kuò)散是對(duì)吸收的一個(gè)很好的替代或補(bǔ)充,因?yàn)樗粫?huì)減少聲能,也就是說他能夠在空間中或現(xiàn)場(chǎng)表演場(chǎng)地中,能夠有效的減少反射。

音源停止振動(dòng)后房間中的余音稱為混響,有時(shí)人們錯(cuò)誤的稱其為回聲。在較大的密閉空間中,如果拍手或打籃球就可以聽見混響。所有的房間都可以產(chǎn)生混響,只是有時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)不了罷了?；祉懯俏覀儗?duì)房間主觀評(píng)價(jià)的主要標(biāo)準(zhǔn)之一,我們的大腦會(huì)根據(jù)混響做出對(duì)周圍環(huán)境的判斷。

Reverb Time -60dB的縮寫,這種表達(dá)方式常常用于表示給定的混響時(shí)間。在較大的空間內(nèi),混響消散的時(shí)間往往可達(dá)到15-20秒。這意味著在實(shí)際操作中,混響需要經(jīng)過該長(zhǎng)度的時(shí)間才能消散至環(huán)境噪音中。

當(dāng)聲源的音量與從其他表面反射的音量相同時(shí),那個(gè)點(diǎn)就是臨界距離。這些反射音量和時(shí)間的控制,在創(chuàng)建一個(gè)精確的傾聽環(huán)境時(shí)是一個(gè)非常重要的因素。

是以分貝表示的在某一特定音階或1/3音階,某些材料或分隔材料可達(dá)到的隔音效果。例如1/2英寸隔音墻在125Hz時(shí)STL為15dB。不同的隔音材料進(jìn)行比較時(shí)必要的一個(gè)因素就是傳聲損失,事實(shí)上現(xiàn)實(shí)環(huán)境中測(cè)量的傳聲損失值與在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的肯定有所不同。但有一個(gè)道理確是肯定的,即使一堵混凝土墻相比實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果隔音效果會(huì)差一些,但一定遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于簡(jiǎn)單的單層隔音墻。

分貝是計(jì)量聲音強(qiáng)度相對(duì)大小的單位,物理學(xué)家引入了SPL聲壓級(jí)來(lái)描述聲音的大小:聲音通過空氣的振動(dòng)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做聲壓強(qiáng),簡(jiǎn)稱聲壓,把聲壓的有效值取對(duì)數(shù)來(lái)表示聲音的強(qiáng)弱,這種表示聲音強(qiáng)弱的數(shù)值就叫做聲壓級(jí),聲壓級(jí)以符號(hào)SPL表示,單位為分貝(dB)。

NC曲線特指在諸如禮堂等空間中的靜止噪音以及環(huán)境噪音。曲線或輪廓線正是人耳感覺聲音的機(jī)理,簡(jiǎn)而言之人耳對(duì)不同頻率的聲音敏感程度不同。當(dāng)噪音音量發(fā)生變化時(shí),敏感度也會(huì)隨之發(fā)生變化。NC曲線正用于解釋該機(jī)制,可以客觀的表征環(huán)境噪音水平。

NRC是噪音縮減系數(shù)的簡(jiǎn)稱,通常作為具體參數(shù)表示噪音吸收材料的吸音效率。通常它表示某一種材料對(duì)于125Hz-4kHz頻段Sabine系數(shù)的均值。數(shù)值越高,吸音效果也越好。它是一種較籠統(tǒng)地標(biāo)準(zhǔn),相比其他噪音縮減系數(shù)它不能表示對(duì)某一特殊頻段的吸音效果。例如,家中的毯子對(duì)高頻段噪音吸音效果較好,低頻段則差強(qiáng)人意。

技術(shù)上來(lái)說這是由房間的模式,即房間中空氣的震動(dòng)模式所決定的。音波互相干擾,導(dǎo)致在某些區(qū)域SPL值較高,在另一些區(qū)域SPL值較低。上述區(qū)域分別成為頂點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)。駐波容易出現(xiàn)在兩個(gè)反射面距離為該頻率波長(zhǎng)一半的整數(shù)倍的空間內(nèi)。對(duì)于一個(gè)給定的距離,將會(huì)有很多的頻率可能產(chǎn)生駐波。駐波對(duì)房間的空間音效將產(chǎn)生不利的影響,但是這可以通過房屋的設(shè)計(jì)以及吸音板材的安裝予以避免。

當(dāng)駐波發(fā)生時(shí),房間中有一些特定的點(diǎn)成為節(jié)點(diǎn),由于聲音的波峰和波谷徹底的抵消,在該點(diǎn)不存在任何音波。節(jié)點(diǎn)大約以半波長(zhǎng)為間距分布,在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的兩側(cè)分別為振動(dòng)波腹。波腹交替的分布,所以聲波就類似于一條正弦波。同樣節(jié)點(diǎn)也可用于表示電纜的交點(diǎn),帶狀電纜往往在兩點(diǎn)和中間點(diǎn)分布有節(jié)點(diǎn)。

聲音在兩個(gè)平行的反射表面之間,多次反射造成的回聲效果,而且這兩個(gè)表面之間的距離大到收聽者能夠直接聽到回聲。這種聲音效果在許多情況下往往表現(xiàn)為一種飄動(dòng)的聲音,因?yàn)檫@些回聲彼此之間間隔的時(shí)間很短。在一個(gè)小房間里,由于這些回聲之間間隔如此緊湊,所以就體現(xiàn)為一種管狀回蕩的聲音。

現(xiàn)在主要指由Auralex公司生產(chǎn)的用于構(gòu)建錄音室的隔音材料。它們采用橡膠制成,呈U形管道狀,內(nèi)里填充泡沫。該材料一般用于混凝土板的表面,用于減少連接部位的低頻震動(dòng)。這樣可以大大隔絕聲音的傳播,按照上述方式建造的房間一般稱為“浮動(dòng)式”,即在房屋結(jié)構(gòu)連接處音效的傳播是斷開的。

一般而言,房間的模式是不規(guī)則的,它會(huì)導(dǎo)致聲波相互干擾,從而出現(xiàn)共鳴及抵消效果。傾斜房間模式,一般包括6個(gè)表面,四面墻以及屋頂和地板。它的音效約為軸線模式的1/4,切線模式的1/2。

揚(yáng)聲器放在一個(gè)理想的空間中,音波可以自由的向各個(gè)方向傳播。但如果將揚(yáng)聲器背對(duì)墻壁放置,其音波只能朝180度的范圍傳播,如果將揚(yáng)聲器放在屋角,其音波只能朝90度的范圍傳播。但是在上述三種情況下,音量是不同的:90范圍時(shí)音量比180度高3dB,比自由傳播情況下高6dB。