二、用幾何聲學(xué)與統(tǒng)計(jì)聲學(xué)分析室內(nèi)聲學(xué)問題
幾何聲學(xué)的方法是忽略聲音的波動(dòng)性質(zhì)，不考慮干涉和衍射現(xiàn)象，把聲源向外輻射的聲能量以聲線代替。聲線表示聲音的傳播方向和路徑。聲線在遇到界面或障礙物時(shí)，部分能量被吸收，同時(shí)產(chǎn)生反射聲。
(一)擴(kuò)散聲場(chǎng)
滿足下述兩個(gè)條件的聲場(chǎng)稱為擴(kuò)散聲場(chǎng)：
(1)聲能密度在室內(nèi)均勻分布，即在室內(nèi)各點(diǎn)上，其聲能密度處處相等；
(2)在室內(nèi)任一點(diǎn)上，來自各個(gè)方向的聲強(qiáng)相同。
完全滿足上述條件的理想擴(kuò)散聲場(chǎng)是不存在的，在用統(tǒng)計(jì)理論分析室內(nèi)聲學(xué)問題時(shí)，常把室內(nèi)聲場(chǎng)近似作為擴(kuò)散聲場(chǎng)來考慮。
建筑聲學(xué)領(lǐng)域中，有一專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，稱為混響室，它是模擬擴(kuò)散聲場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)室。多用于材料或構(gòu)造吸聲系數(shù)的測(cè)定、產(chǎn)品及設(shè)備聲功率級(jí)的測(cè)定、聲源聲學(xué)特性的分析與測(cè)量等。
(二)混響與混響時(shí)間
混響是指聲源停止發(fā)聲后，在聲場(chǎng)中還存在著的來自各個(gè)界面的反射聲所形成的聲音“殘留”現(xiàn)象。該“殘留”的聲音衰變的快慢，用混響時(shí)間來量度。
室內(nèi)聲場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，聲源突然停止發(fā)聲，聲壓級(jí)衰變60dB(即聲能衰變到初始值的（10-6)所經(jīng)歷的時(shí)間，稱為混響時(shí)間，符號(hào)為RT，單位為秒(s)?；祉憰r(shí)間是評(píng)價(jià)室內(nèi)音質(zhì)的重要客觀聲學(xué)參量。
(三)賽賓混響時(shí)間計(jì)算公式
賽賓混響時(shí)間計(jì)算公式為：
(3-15)
式中 V——房間體積，m3；
A——室內(nèi)的總吸聲量，m2。
(3—16)
式中 S——室內(nèi)總表面積，m2；
——室內(nèi)平均吸聲系數(shù)。
（3—17）
式中 α1,α2,…αn——室內(nèi)不同材料的吸聲系數(shù)；
S1,S2,…Sn——室內(nèi)各種材料的表面積，m2。
(四)伊林混響時(shí)間計(jì)算公式
(3—18)
式中各符號(hào)的意義與賽賓混響時(shí)間公式相同。
賽賓公式和伊林公式都只考慮了室內(nèi)表面的吸聲作用。對(duì)于頻率較高的聲音(2000Hz以上)，室內(nèi)空間較大時(shí)，空氣也將有很大的吸聲作用?？紤]空氣的吸聲作用的伊林——努特生混響時(shí)間計(jì)算公式為：
(3—19)
式中 4m——空氣的吸聲系數(shù)，由濕度和溫度決定。
注意：在室內(nèi)表面平均吸聲系數(shù)較小( ≤0．2)時(shí)，用賽賓公式與用伊林公式可以得到相近的結(jié)果。在室內(nèi)表面平均吸聲系數(shù)較大( >0．2)時(shí)，伊林公式比賽賓公式計(jì)算混響時(shí)間更準(zhǔn)確。
(五)室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)
聲源在室內(nèi)發(fā)聲后，聲場(chǎng)中的能量逐漸增加，當(dāng)聲源向室內(nèi)輻射的能量與房間界面所吸收的能量相等時(shí)，室內(nèi)聲場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這一般需要1～2s的時(shí)間。室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)可由式(3-20)計(jì)算：
（3-20）
式中 Lw——聲源的聲功率級(jí)，dB；
Q——指向性因數(shù)，與聲源的位置有關(guān)，見表3-2；
r——聲源與受聲點(diǎn)間的距離，m；
R——房間常數(shù)，，m2，是表示房間吸聲強(qiáng)弱的物理量。
(六)混響半徑
直達(dá)聲能密度與混響聲能密度相等處距離聲源的距離稱為混響半徑，也稱臨界半徑。由，有：
(3-21)
式中 ro——混響半徑。
在混響半徑之內(nèi)，受聲點(diǎn)的聲能主要是直達(dá)聲的貢獻(xiàn)，直達(dá)聲的作用大于混響聲；在混響半徑之外，受聲點(diǎn)的聲能主要是混響聲的貢獻(xiàn)。
在室內(nèi)吸聲降噪時(shí)，僅當(dāng)受聲點(diǎn)在混響半徑之外，才會(huì)有明顯的降噪效果。
幾何聲學(xué)的方法是忽略聲音的波動(dòng)性質(zhì)，不考慮干涉和衍射現(xiàn)象，把聲源向外輻射的聲能量以聲線代替。聲線表示聲音的傳播方向和路徑。聲線在遇到界面或障礙物時(shí)，部分能量被吸收，同時(shí)產(chǎn)生反射聲。
(一)擴(kuò)散聲場(chǎng)
滿足下述兩個(gè)條件的聲場(chǎng)稱為擴(kuò)散聲場(chǎng)：
(1)聲能密度在室內(nèi)均勻分布，即在室內(nèi)各點(diǎn)上，其聲能密度處處相等；
(2)在室內(nèi)任一點(diǎn)上，來自各個(gè)方向的聲強(qiáng)相同。
完全滿足上述條件的理想擴(kuò)散聲場(chǎng)是不存在的，在用統(tǒng)計(jì)理論分析室內(nèi)聲學(xué)問題時(shí)，常把室內(nèi)聲場(chǎng)近似作為擴(kuò)散聲場(chǎng)來考慮。
建筑聲學(xué)領(lǐng)域中，有一專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，稱為混響室，它是模擬擴(kuò)散聲場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)室。多用于材料或構(gòu)造吸聲系數(shù)的測(cè)定、產(chǎn)品及設(shè)備聲功率級(jí)的測(cè)定、聲源聲學(xué)特性的分析與測(cè)量等。
(二)混響與混響時(shí)間
混響是指聲源停止發(fā)聲后，在聲場(chǎng)中還存在著的來自各個(gè)界面的反射聲所形成的聲音“殘留”現(xiàn)象。該“殘留”的聲音衰變的快慢，用混響時(shí)間來量度。
室內(nèi)聲場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，聲源突然停止發(fā)聲，聲壓級(jí)衰變60dB(即聲能衰變到初始值的（10-6)所經(jīng)歷的時(shí)間，稱為混響時(shí)間，符號(hào)為RT，單位為秒(s)?；祉憰r(shí)間是評(píng)價(jià)室內(nèi)音質(zhì)的重要客觀聲學(xué)參量。
(三)賽賓混響時(shí)間計(jì)算公式
賽賓混響時(shí)間計(jì)算公式為：
(3-15)
式中 V——房間體積，m3；
A——室內(nèi)的總吸聲量，m2。
(3—16)
式中 S——室內(nèi)總表面積，m2；
——室內(nèi)平均吸聲系數(shù)。
（3—17）
式中 α1,α2,…αn——室內(nèi)不同材料的吸聲系數(shù)；
S1,S2,…Sn——室內(nèi)各種材料的表面積，m2。
(四)伊林混響時(shí)間計(jì)算公式
(3—18)
式中各符號(hào)的意義與賽賓混響時(shí)間公式相同。
賽賓公式和伊林公式都只考慮了室內(nèi)表面的吸聲作用。對(duì)于頻率較高的聲音(2000Hz以上)，室內(nèi)空間較大時(shí)，空氣也將有很大的吸聲作用?？紤]空氣的吸聲作用的伊林——努特生混響時(shí)間計(jì)算公式為：
(3—19)
式中 4m——空氣的吸聲系數(shù)，由濕度和溫度決定。
注意：在室內(nèi)表面平均吸聲系數(shù)較小( ≤0．2)時(shí)，用賽賓公式與用伊林公式可以得到相近的結(jié)果。在室內(nèi)表面平均吸聲系數(shù)較大( >0．2)時(shí)，伊林公式比賽賓公式計(jì)算混響時(shí)間更準(zhǔn)確。
(五)室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)
聲源在室內(nèi)發(fā)聲后，聲場(chǎng)中的能量逐漸增加，當(dāng)聲源向室內(nèi)輻射的能量與房間界面所吸收的能量相等時(shí)，室內(nèi)聲場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這一般需要1～2s的時(shí)間。室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)可由式(3-20)計(jì)算：
（3-20）
式中 Lw——聲源的聲功率級(jí)，dB；
Q——指向性因數(shù)，與聲源的位置有關(guān)，見表3-2；
r——聲源與受聲點(diǎn)間的距離，m；
R——房間常數(shù)，，m2，是表示房間吸聲強(qiáng)弱的物理量。
(六)混響半徑
直達(dá)聲能密度與混響聲能密度相等處距離聲源的距離稱為混響半徑，也稱臨界半徑。由，有：
(3-21)
式中 ro——混響半徑。
在混響半徑之內(nèi)，受聲點(diǎn)的聲能主要是直達(dá)聲的貢獻(xiàn)，直達(dá)聲的作用大于混響聲；在混響半徑之外，受聲點(diǎn)的聲能主要是混響聲的貢獻(xiàn)。
在室內(nèi)吸聲降噪時(shí)，僅當(dāng)受聲點(diǎn)在混響半徑之外，才會(huì)有明顯的降噪效果。