为声学人正名:建筑声学不是玄学!人家只是物理学啦

   2020-08-16 聪慧网sxxjymy40
核心提示:发表于: 2020年08月16日 22时23分55秒

  随着声学逐渐为人所熟知,越来越多终端用户在装修房子的时候都有考虑到声学处理。于是五年前甚嚣尘上的说法又重出江湖:声学不是玄学吗?

  仅以此文结合几个常见的声学误解,帮助大家更清楚了解全国声学人在接触的到底是什么样的学科。

  

  建筑声学Q&A

  Q1:声学不是玄学么?

  事情发生在昨晚的一场培训的Q&A环节上,有位学员问得很直白:声学不是玄学么?

  提问者的反问的语气,说明这个想法已经是他接受认可了的。想来,有同样想法的朋友不在少数。

  我猜,有这想法的朋友,可能是因为看到了这图吧?

  

  这是什么抽象派神仙曲线~~~?

  还是这个?

  

  这可是传说中的龟派冲击波??

  的确,如果没有详细说明,相信就连声学技术人员都不清楚这图具体是什么意思。

  为是说明建筑声学,我们来好好对这两张图进行拆解分析

  按图索骥,我们先找出以上这两图的源头。

  图一:是以下空间的声能量反射走向及谐波示意图。

  

  

  以上曲线只帮助我们更具象地理解声能量的走向和类型。

  图二,其实是MLS三维扩散体的声能量走向图。

  

  举个例子,在影音间内,当音响播放的声音遇到声学扩散体,会发生什么效应?

  图二蓝绿色细小波线就是答案。不同频率的声音通过MLS扩散体设计过的凹凸引导声能量不定向散射而去。

  最直观的效果是,声音可因此从各个方向向观众奔涌而来,形成的就是我们常说的“立体感”和“环绕声”

  而这些类型声线追踪图均是由专业声学软件根据固定原理进行模拟得来。而不是声学工程师随意PS的结果。

  由此引来了第二个常见误解。

  Q2:为什么同样是方方正正的空间,为什么这位工程师跟那位工程师出的方案却大相径庭?

  我们拿一个所谓的“同样方方正正的空间”来作举例延伸。

  

  网络图片,侵删

  如果将同一个空间,设计为不同功能空间的声学处理会有什么不一样的呢?我们从简单的混响时间讲起

  会议厅;先笼统确定会议厅的混响时间标准,0.8-1秒。(具体需要看场地体积及要实现有等级高低而定)。

  

  那么声学设计(充分考虑语言清晰度,直达声和有益早期反射声后)以标准的混响时间为目标进行检测,计算,模拟等步骤来出具方案。

  然而,如果这场地需要设计成多功能礼堂呢?必要时还需要进行舞台表演呢?

  那么标准的混响时间就需要改变,在充分考虑混响时间的前提下,再考虑到观众视线,直达声等一系列影响现场声音的因素后,才能出具声学方案。

  如何作为教堂呢?主要功能是布道及唱诗班演唱呢?那么需要同时将语言清晰度及演唱的空间感考虑在内。

  就因简单地达到目标功能的标准混响时间,同样空间的声学设计就需要有以上的考虑。

  更不要说更细的,空间的形状,门窗位置,观众座位区域,音响摆放等等因素,每一个都能影响我们最终的声学效果。

  所以,同样空间出现不一样的声学方案,是有合理性的。

  Q3:声学跟物理有什么关系?

  

  建筑声学实质就是声音的物理。建筑声学的声音几乎与建筑空间内的一切物体相关。大到墙壁,天花,地面,小到空间的桌椅窗帘地毯,都有着千丝万缕的关系。

  

  (摘自郑建辉博士《建筑声学基础AA1》教义)

  一份正规的声学方案必定是严谨的,科学的。是建立在对场地有充分的了解前提下,通过合理的检测,模拟,计算之后才出具的解决方案。而对场地的充分了解,首先要做的就是对场地物体相关的声学性能了解透。

  例如对现场的声线模拟分析时,仅就声线的追踪都有对应的物理原理。

  声线与波长的关系

  1.当声线投射到比自身声波长得多的表面时,声线的反射属性近似于光线。

  2.当声线投射到比自身波长小得多的表面时,形成的就如同水波在游泳者周围波动一样的波纹。

  3.当声音投射到与波长具有相似尺寸的建筑物表面时,声音会出现反射和散射

  而波长也需要通过对应的物理公式计算而来:

  λ(波长)=c(声速)/f(频率)

  (摘自郑建辉博士《建筑声学基础AA1》教义)

  再例如,就一简单的混响时间初步估算,常见知名的塞宾公式在使用时也有讲究:

  该公式假设应用空间是一个扩散声场:即空间内存在相同的声能。在几何形状复杂的空间,满座的音乐厅,或四周具有高度反射性表面的空间上,与公式假设的前提不符,公式不成立。

  (摘自郑建辉博士《建筑声学基础AA1》教义)

  

  建筑声学实际上是理论水平成熟,技术应用在高速发展的学科。以上提到的仅为沧海一粟,冰山一角。

  只是我们所知的通常是从前辈口语相传中来,或网上的碎片化信息而来,才容易对声学产生误解。

  只要我们碰得上知识渊博的工程师,疑问总会迎刃而解。

  如果您是声学销售工程师,声学技术工程师,需要快速学习到更全面系统的声学知识。

  可关注郑建辉博士的《建筑声学基础AA1》课程

 
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