声学材料
基本内容
建筑声学 环境科学不但要克服环境污染,还要进一步研究造成适于人们生活和活动的环境。使在厅堂中听到的讲话清晰、音乐优美是建筑声学的任务,厅堂音质的主要问题是室内的混响。赛宾在 20 世纪初由大量实验总结出来的混响理论标志现代声学的开始。混响必须合适(要求因使用目的而异),有时还需要混响可变。在厅堂音质的研究中混响虽是主要因素但不是唯一因素。第二个因素常称为扩散。实验证明,由声源到听者的直达声及其后 50或100ms内到达的反射声对音质都有重要影响,反射声的方向分布也是很重要的因素,两侧传来的反射声似乎很重要,全面研究各种因素才能获得良好的音质。
宿舍、公寓建筑的声学问题主要不是研究室内音质(因为房间都很小,混响时间不长),而常常是研究隔声,即要求尽量减小邻居之间的互相干扰:如楼上走路,楼下听得很清楚。隔声大小与墙壁或楼板的厚度(或单位面积的质量)直接有关,但建筑界的倾向是向轻结构发展,与隔声要求正相反,这就给声学家提出难题,劲度控制也许是解决这个矛盾的方法,但还需要做大量工作。城市噪声控制和音质涉及了多方面的问题,非常复杂,许多学科的专家都为此做出了重要贡献,但还有待更深入的进展。
声音的传播(transmission of sound)通常通过空气。一条弦、一个鼓面或声带等的振动使附近的空气粒子产生同样的振动,这些粒子把振动又传递到其他粒子,这样连续传递直到最初的能渐渐耗尽。压力向邻近空气传播的过程产生我们所说的声波(sound waves)。声波与水运动产生的水波不同,声波没有朝前的运动,只是空气粒子振动并产生松紧交替的压力,依次传递到人或动物的耳鼓产生相同的影响(也就是振动),引起我们主观的“声音”效果。
墙壁和顶棚的制造材料(建筑声学材料)应是既回响不过分又吸音不太强。声学工程师已经研究出建筑材料的吸音的综合效能系数,但是吸音能力难得在音高的整体幅面统一贯穿进行。只有木头或某些声学材料对整个频率范围有基本均等的吸音能力。放大器和扬声器可以用来(如今经常这样使用)克服建筑物原初设计不完善所带来的问题。