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「看不到的建筑」室內(nèi)聲學設計

發(fā)布時間：2024-04-09 20:35:42 瀏覽量：186次

按照國家標準規(guī)定，住宅區(qū)邊界處的噪音，白天不能超過50分貝，夜間應低于45分貝，若超過這個標準，便會對人體產(chǎn)生危害。

國家《城市區(qū)域環(huán)境噪聲測量方法》中第5條4款規(guī)定，在室內(nèi)進行噪聲測量時，室內(nèi)噪聲限值低于所在區(qū)域標準值10dB。

室內(nèi)設計師給我們帶來了審美在線的居家品味，建筑師給我們帶來了造型絕倫的前沿設計，但是僅僅美觀、僅僅有設計感是遠遠達不到人們的要求的，因為還缺少了至關重要的一個環(huán)節(jié)：聲學設計。

聲學設計被稱為“看不到的建筑”，因為它能無形中使我們的空間更加舒適、靜謐，能無形之中改善生活素質(zhì)、健康水平以及工作效率。

通常建筑師和設計師更注重的是視覺效果的設計，會比較單純地從視覺的角度來審視設計方案而沒有進一步考慮聽覺效果，以提升視覺感官作為設計目標。

因此我們經(jīng)常會遇到一些外觀裝飾得很高大上的空間，內(nèi)部的聲環(huán)境卻讓人很不舒服，這樣的設置會將人置于一個很不利于身心健康的環(huán)境之中。

噪音污染早已成為城市環(huán)境的一大公害。

國外早就有“噪音病”一詞。

根據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，城市噪音正在影響著很大部分人的睡眠質(zhì)量。

科學研究表明，噪音會損害健康，人長時間在噪聲大的環(huán)境中工作、生活，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的刺激大，嚴重者會導致中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂。

噪聲對聽覺器官的影響是一個從生理移行至病理的過程，達到一定的強度和接觸時間時就會造成生理性聽力損傷。

長期接觸較強烈的噪聲引起聽覺器官損傷的變化一般是從暫時性聽閾位移逐漸發(fā)展為永久性聽閾位移。

醫(yī)院

走進醫(yī)院，你會發(fā)現(xiàn)醫(yī)院正在變得越來越嘈雜，噪音水平在以倍數(shù)在提高。

這不僅影響了病人，也影響了在醫(yī)院工作的人。病人在康復的過程中，需要在一個安靜舒適的環(huán)境休養(yǎng)，特別是在睡眠的時候。

高質(zhì)量的睡眠利于病人的身體快速重建，加速康復。然而，在噪音的威脅下，睡眠質(zhì)量和康復速度都會因此下降。

教室

一項研究表明，教室的平均噪音水平是65分貝，坐在教室的第四排，語音清晰度只有50%，學生每兩個字就會漏聽一個。

這種現(xiàn)象主要是受混響時間的影響。

假如在一間混響時間長達1.2s的教室里授課，老師的上課聲音已經(jīng)是很模糊的。

有時老師為了讓學生聽得清楚些，把說話的音量提高，然而老師們提高音量的同時，噪音也隨著升高，心率水平也會隨之上升，這對身體的影響是不利的。

正因為噪聲問題引起越來越多的人的重視，所以聲學設計也開始逐步走進大眾的視野。

越來越多的建筑商也會在施工的過程中引入大量聲學材料或是找專業(yè)的聲學設計人員、聲學顧問來對建筑物進行聲學設計。

聲學設計的4個目的

1、防止駐波與聲波干涉，保證頻響的平直。

2、減少空間的低頻諧振，使聲場分布均勻。

3、減少大房間的低頻混響時間，獲得較好的混響時間頻率特性。

4、利用吸收或擴散，防止回聲，改善立體聲定位能力。

如何達到這4個目的？

01 / 處理空氣載噪聲

聲波最基本的傳播方式便是空氣傳播，而空氣載噪聲便是外界噪聲通過空氣傳播進室內(nèi)的噪聲。

一個布有小孔厚重金屬板，小孔面積約占金屬板的13%，當有聲音撞擊其表面時，會有將近97%的聲音穿過。

聲音透過孔隙的傳播能力是相當驚人的，一個細微的裂縫就可以破壞一個完整的密封聲學系統(tǒng)。

所以說，房間嚴格的密封對隔絕空氣噪聲非常有必要。

做法：

使用隔聲膠，均勻涂抹在玻璃、鋼材、混凝土、塑料、等材料縫隙處進行處理，從而起到隔音、減振、降噪的效果。

02 / 解決固體載噪聲

聲音可以通過固體的機械振動傳播，例如木頭、金屬、混凝土等。

由于空氣傳聲效率很低難以帶動固體振動，所以固體載噪聲產(chǎn)生的主要來源是由于振動源接觸固體介質(zhì)表面，例如地下發(fā)電機或是一些家電產(chǎn)品。

固體傳聲的損失比空氣傳聲小，可以傳播非常遠的距離而能量沒有大的損耗。

木頭、混凝土等縱向振動大約304.8米損失約2dB。

如果傳輸介質(zhì)為鋼鐵材料，那損耗將減小20倍，產(chǎn)生的噪聲也可想而知。

做法：

使用浮筑地面保溫隔聲減振墊，可有效解決樓上的腳步聲和非設備產(chǎn)生的振動及噪聲，并能解決樓板保溫。

03 / 隔聲處理

隔聲處理有很多方法，錄音棚由于其對本底噪音的嚴格要求，所以多采用懸浮結構。

懸浮結構可以大大提高聲音的隔絕度，特別適用于城市中的錄音棚。

懸浮結構可以將房間與其他建筑結構分離，這樣可以在懸浮墻體與原墻間形成一個空腔，在空腔內(nèi)填充軟性吸聲材料，利用空腔吸收聲波，從而使空氣、固體噪聲減少到最低限度。

但是懸浮結構要符合建筑物的承重要求。

做法：

使用ATI噴覆棉，其多孔、疏松、透氣、可塑性強的特性是極佳的填充軟性吸聲材料。

04 / 關于擴散與吸聲

很多人把吸聲材料貼滿墻面，以為這樣就足以消除反射聲，因為他們覺得當他們拍手時，這樣并沒有任何回聲，但是這樣做對控制低頻的反射沒有任何意義。

而磚結構與混凝土結構的墻，低頻問題尤其嚴重。越是剛性墻體，反射能力越強。

面對這種情況，我們可以選擇聲學擴散體來為室內(nèi)聲學設計做橋梁。

聲學擴散體和它的作用

聲學擴散體采用二次余數(shù)理論，基于二次余數(shù)計算踏板的不同深度而構成擴散體。

聲能進入不同深度的踏步，然后在不同的時間被逐漸地釋放。

高峰和低谷的更加平滑，因此構成了一個更加平衡中立的聽音環(huán)境。

擴散體對改善聲場以及聽感有著重要作用，再加上它良好的擴散能力以及方便安裝的特性，如今被廣泛應用。

實木擴散體可以將入射聲能分散開從而避免回聲和產(chǎn)生駐波，使聲場更加均勻，改善聲環(huán)境，提高聲音的明亮度。

與光滑反射面相比，可以有效避免聲聚焦。

當聲波經(jīng)過光滑墻面反射后，所有的聲能都將沿同一方向反射，其反射方向固定，取決于聲源的位置。

而當聲波經(jīng)過擴散體表面反射后，聲能將被分散反射向不同的方向，且具有不同的相位差。

這些形成的均勻能量的不規(guī)則的反射聲會使人耳主觀產(chǎn)生一種空間感，同時運用在中高頻擴散時會提高聲音的“明亮”度。

擴散體還有另一個作用，當聲源發(fā)聲，聲波經(jīng)過后墻反射，若反射面為光滑墻面，則某一頻段只有固定的反射路徑指向錄音師的位置。

而當反射面為擴散體時，由于聲波以半圓方向擴散，則有無數(shù)條不同頻段的反射路徑匯聚在錄音師的位置。

以此類推，有無數(shù)相同性質(zhì)的匯聚點，這樣便無形中擴大了最佳聽音區(qū)。

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