吸聲量

吸聲量又稱等效吸聲面積。即與某表面或物體的聲吸收能力相同而吸聲係數為1的面積。一個表面的等效吸聲面積等於它的吸聲係數乘以其實際面積。物體在室內某處的吸聲量等於該物體放入室內後,室內總的等效吸聲面積的增加量。單位為平方米。

基本介紹

  • 中文名:吸聲量
  • 外文名:Absorption
  • 別名:等效吸聲面積
  • 單位:平方米
  • 計算公式:A=aS
  • 套用:聲學裝修設計等
簡介,測量實例,

簡介

吸聲量亦稱等效吸聲面積。吸聲量規定為吸聲係數與吸聲面積的乘積,即
式中,A為吸聲量,m2;a為某頻率聲波的吸聲係數;S為吸聲面積,m2
按上式,若50m2的某種材料。在某頻率下的吸聲係數為0.2,則該頻率下的吸聲量應為10m2。或者說,它的吸聲本領與吸聲係數為1而面積為10m2的吸聲材料相同,此10m2即為等效吸聲面積。
如果組成廠房各壁面的材料不同,則壁面在某頻率下的總吸聲量A為
式中,Ai為第i種材料組成的壁面的吸聲量,m2;Si為第i種材料組成的壁面的面積,m2;ai為第i種材料組成的某頻率下的吸聲係數。
與混響時間關係
聲源發出聲波後,在室內將產生混響,混響時間
A是衡量室內壁面吸聲能力的量,吸聲量。

測量實例

混響室法觀眾廳座椅吸聲量的測量
從遠古時代古羅馬鬥獸場的石頭台階,到近代木板凳,再到現代各種款式的軟式座椅,廳堂中的座椅不僅滿足了觀眾看演出的視覺要求,而且對廳堂音質的影響也越來越突出。通過座椅安裝前後廳堂混響時間對比的研究表明:通常情況下,座椅吸聲量占廳堂總吸聲量的30% ~ 50%。特別是近年來劇場建設中採用的軟座更是決定廳堂音質指標混響時間的重要因素。
1983年,由廣播電視部會同中國科學院聲學研究所、中國建築科學研究院、清華大學、南京大學和同濟大學等單位共同編制了GBJ47-83《混響室法吸聲係數測量規範》,並於當年6月1日起試行。參照此規範,利用北京工業大學混響室,對劇場等演出場所常用觀眾廳座椅,在空場滿場(無人有人)、測試樣椅多少、測試樣椅擺放方式等條件下的每把座椅的吸聲量進行了測量,比較得出結論。
測量
混響室體積為193 m3,形狀為正方形,每兩個對稱面都不平行。室內最大線度主對角線長Lmax = 8m,小於1.9 V1/3。混響室內聲場未懸掛任何擴散體。測量使用丹麥B&K 2270手持式頻譜分析儀與B&K4169無指向傳聲器,以及B&K 2716功率放大器和B&K 429212面體揚聲器連線成的一套混響時間測量裝置。採用聲源截斷法測量混響室內有、無座椅情況下,不同頻率的混響時間,計算得出每把座椅吸聲量。
計算
在混響室中測量有、無測試樣椅的混響時間,比較兩次混響時間的變化,即可計算出平均每座吸聲量,計算公式如下式所示
式中:Ai為平均每把座椅吸聲量(m/席)——測量結果,T1為椅子放入之後的混響時間(s)——測量數值;T2為椅子放入之前的混響時間(s)——測量數值;V為混響室容積(m3)——測量混響室193m3;N為座椅的數量(座)——測量座椅16把;c為空氣中的聲速(m/s),c = 331.5+0.61t,t為空氣溫度。
T1和T2的測量間隔中,混響室內無明顯的溫度、濕度變化。混響時間的測量採用1/3倍頻程頻寬的接收濾波器,只對1/1倍頻程式列進行了測量。同樣條件下,每次連續測量3次以上,B&K 2270 自動數據處理,直接出結果。
結論
將16把座椅排列在混響室的中心位置,前後對齊。分別測量空場、滿場(坐人)的混響時間,計算平均每把座椅吸聲量。從空場、滿場的測量結果可以得出,滿場吸聲量比空場時增大,主要是增加了人的吸收作用。本次測試在初春季節,室溫16℃左右,人和服裝對高頻的吸收作用明顯高於對低頻的吸收,因此,滿場座椅的吸聲特性體現出一定的“季節”性。由於冬季和夏季的服裝效果與測試室溫不吻合,所以,沒有再作測試。但是,溫度和濕度對座椅吸聲特性的影響有待深入研究。
改變測量座椅的數量,混響室的混響時間隨著座椅的增加而減小,總吸聲量明顯增加。但是,通過計算得到的每把座椅吸聲量沒有明顯的變化,頻率特性也基本保持不變。但實際劇場的座椅數遠遠大於測試樣椅數,在使用一把座椅吸聲量乘以座位數計算廳堂混響時間時,會產生怎樣的偏差有待深入研究。
改變座椅的擺放位置與每把座椅吸聲量並無直接的關係,頻率特性也幾乎一致,完全符合混響理論。但是,實際劇場座椅排布方式和面積與樣椅測試狀況相差很大,在使用一把座椅吸聲量乘以座位數計算廳堂混響時間時,又會產生怎樣的偏差有待深入研究。
本次測試用混響室中頻的總吸聲量顯然大於GBJ47-83的要求。本次實驗也未按其要求將被測椅子的周邊進行封閉遮檔。這可能會對測量精度產生影響,如何預估實驗精度對計算混響時間的影響還有待深入研究。

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