1、 本文以建筑声学理论的创立与发展过程为例，回顾了从建筑声学的提出到理论的逐渐发展并形成一门完整科学体系的历史进程，总结了所使用的分析方法和研究工具的进展。说明了科学理论的发展是经验的累积的观点，科学知识体系是以观察所提供的可靠的经验事实材料的增加，并且由于观察和实验技巧的改进而对事实的了解更加精确和具体。验证了科学理论的累积式发展。 科学理论是不断发展的，恩格斯指出1：一切科学理论都只是近似的正确，它们不是永恒地绝对真理。建筑声学的发展也正好验证了这个道理。建筑声学为声学的一分支。声学一词源自希腊文akoustikos，意指“有关听觉的”其它分支包括音乐声响学、工程声响学、超声波声响学、环境声2、响学2。其历史根源可追溯至古希腊等文化，希腊人及罗马人所设计的露天圆形剧场，即是古代建造者及科学家具有声学素养的明证。建筑声学是研究建筑中声学环境问题的科学。它的基本任务是研究室内声波传输的物理条件和声学处理方法，以保证室内具有良好听闻条件以及研究在何种因素下，可产生最理想的音响状态。建筑声学最熟知的应用为音乐听及大会堂的设计和建筑。并且涵盖多种特殊技术与设备，例如利用音响强化设备作适当的配置。除此之外，建筑声学的研究范围还涵盖研究控制建筑物内部和外部一定空间内的噪声干扰和危害。 建筑声学的进展与人类社会的需求有着密切的关系。音乐厅及演讲厅为求最佳音响效果的设计，以及办公室与公寓建筑最理想的隔3、音效果规划，都是声学研究提供最佳居住环境的例证。2、科学问题的提出人们所处的各种空间环境，总是伴随着一定的声环境。在各种空间环境里，人们对需要听的声音，要求听得清楚、听得好；对不需要听的声音，则希望尽可能地降低，以减少其干扰：因此，适宜的声环境是人们对空间环境功能要求的组成部分。建筑声学是研究控制、处理室内外声环境的门重要学科。目的在于使建筑师懂得人们对声环境的要求，控制声环境，并能有效地综合到城市规划和建筑设计中去。建筑声学是研究建筑中声学环境问题的科学。它主要研究室内音质和建筑环境的噪声控制。建筑声学的基本任务是研究室内声波传输的物理条件和声学处理方法，以保证室内具有良好听闻条件；研究控制4、建筑物内部和外部一定空间内的噪声干扰和危害。 厅堂是供人们聆听语言或音乐的场所，是从古典露天剧场发展过来的。从希腊和罗马选择天然场地所建设的露天剧场中有迹象表明当时他们对声学原理特别重视。如希腊露天剧场的设计把舞台放置于观众席位的前沿可能是利用舞台后面和剧场中部地面的声音反射作用，这些地方常常是使用对声音反射特别好的大理石来铺设。但是根据许多已发表论述古代露天剧场声学问题的文献来看，希腊和罗马露天剧场的声学设计当初可能只是想解决视的问题，而这样的处理使听觉问题也得到合理的解决。他们尽量把观众的座位建成紧靠舞台的半圆形台阶式的座位，这就很自然获得合适的良好听觉效果。此外，演员们配带大面具，一方面5、用作显示他们的面部表情，另一方面用作加强他们的发音能力。其后，罗马人把圆形乐队席改为半圆形乐队席，使听众更加接近声源，同时在舞台上方修建大型的斜屋顶，在两侧修建侧墙。这些设施成为有效的声音反射体，使离舞台较远的观众对剧情的理解也感到满意。 、建筑声学的发展简史35而历史记载第一次提到建筑声学是在公元前一世纪的罗马建筑师维特鲁威(vitruvius)。在他的著作建筑十书(de architectura libri decem)一书中，记述了古希腊露天剧场中的音响调节方法，如利用共鸣缸和反射面以增加演出的音量等。但是自从罗马帝国被推翻后，中世纪建造的唯一厅堂型式就是教堂，中世纪承继了封闭空间声学的6、知识，采用大的内部空间和吸声系数低的墙面，以产生长混响声，但因混响时间过长，可辨度较差，反而造成神秘的宗教气氛。中世纪后期的另一种厅堂建筑为会议室。这种同时提供司法、立法、社会活动用的会议室，在十一世纪时主要在意大利、德国等地兴建。 到了十六世纪中叶，英国的跑江湖卖艺的艺人利用旅馆中圆形、方形或八边形的露天庭院作为演出的舞台。继希腊的露天剧场后，这种布置方式使观众和演员的距离缩减了不少，同时为当时建造的露天舞台(或伸展式舞台)提供了设计模式。之后十六、十七世纪，意大利建造了大型剧场，如奥林匹克剧院，可容纳3000个观众席，帕尔马市的法内斯剧院，可容纳观众2500人。这时期的剧院的设计，由于观众7、的吸音和戏院内华丽的表面装饰所起的作用，使剧院的混响时间控制较为是当，声能的分布也较均匀，所以观众听到的音质没有显著的缺陷。马蹄形歌剧院也于此时发展，较大的舞台和舞台建筑以及环形包厢、台阶式席位排列接近顶棚。这种歌剧院利用观众席面积大量吸收声音，使混响声音较短。 十七世纪阿科切尔(a. kircher)的著作声响(phonurgia)一书为最早介绍室内声学现象的科学著作。论及早期简单的声学实践，为建筑声学史发展上的一个重要贡献。 到了十九世纪初，德国人e.f.弗里德利克察拉迪(e.f. freidrich chlaudi)于他的著作声学中，致力于解释混响现象。 在十九世纪以前，关于在厅堂设计(8、当时主要指教堂、歌剧院和舞厅)中的声学问题，附属于其它问题来考虑，在一定程度上取决于公共或私人演奏空间的声学条件。如巴洛克音乐和古典音乐并不是为教堂演奏而写的，而通常在贵族的舞池内演奏。很多悦耳的音乐原来只为在小型房间内演奏而写的，称为室内乐。从十九世纪开始，在维也纳、莱比锡、巴塞尔等城市，都建造了一些供演出的音乐厅。在二十世纪科学研究取得巨大进展，明确解决一些当代室内声学问题之前，这些十九世纪建造的音乐厅足以反映出声学上的丰硕成果。 十九世纪50年代后，赫姆霍兹(helmholtz)、贝尔(weberbell)、韦伯(weber)和费克纳(fechner)等人对声学做出重大贡献。瑞利爵士(l9、ord rayleigh)发表了他的经典著作声的理论(the theory of sound)。二十世纪，美国哈佛大学w.c.赛宾(w.c. sabine)教授首先从事室内声学设计的研究工作，并提出声音吸收系数及方程式，于是厅堂声学从原来推测的领域中解放出来，成为工程科学中的一门系统分支学科。此后，建筑声学理论和实践的研究迅速发展，加上声学量测仪表的使用，建立了一些室内声学理论。 从二十年代开始，由于电子管的出现和放大器的应用，使非常微小的声学量的测量得以实现，这就为现代建筑声学的进一步发展开辟了道路。建筑声学的基本任务是研究室内声波传输的物理条件和声学处理方法，以保证室内具有良好听闻条件；研10、究控制建筑物内部和外部一定空间内的噪声干扰和危害。、建筑声学理论的创立各类厅堂的设计，包括剧场、演讲厅、音乐厅、歌剧院及电影院，已成为当前建筑实践中的一个复杂问题。厅堂除了有各种不同的功能、技术、艺术和经济要求外，但是主要的目的是要容纳一定数量的观众。现代化的标准常常要求一个厅堂能适用各种用途(多功能厅堂)，同时，它的内部空间则要求易于变化，以适应临时的需要(多形式厅堂)。任何厅堂的听觉条件在很大程度上受着建筑设计的影响，其中包括厅堂的形状、大小、体积、边界面布置、座位排列、观众容量、表面处理以及装修材料等。实际上，在厅堂的每一细部，或多或少对厅堂的声学特性都有一定的关系。一个具有良好听觉条件11、的厅堂应达到以下要求：1. 厅堂的各个部位，特别是较远的座位，应有足够的响度。2. 厅堂内的声能应均匀的分布(声扩散)。3. 厅堂内应具有最佳的混响技巧。4. 厅堂内各区域应排除或尽可能减少干扰听觉或演出的噪音和振动。 软质无机纤维经特殊的化学处理制成的一种全新高效吸声降噪、隔声喷覆式材料，是目前市场环保的软质无机纤维喷涂。 严格的品质，独特的配方，最新的化学处理确保本产品具有优异的防火、防虫、防霉性能。广泛应用于酒吧、KTV等娱乐会所等需要吸音降噪、隔声处理的场合本。 软质无机纤维喷涂材料又称软质吸音纤维喷涂，其中软质无机纤维喷涂厂家广州涤音公司的k-18系列 吸音喷涂效果较突出。软质无机纤12、维喷涂是阻燃吸音环保材料，是以天然纤维为原料，经过阻燃及防虫等化学处理而制成的一种符合环保要求的新型功能性吸声纤维材料完全采用机械化的喷涂式施工，施工时与专用粘合剂结合使用，适用于各种建筑形状，可直接喷涂于金属、木材、塑料、玻璃、石膏板等材料表面，其最后达到的表面效果及颜色均可根据建筑要求和客户选择来完成，还能给予那些不易翻新的表面以时尚、明快、全新的面貌，软质无机纤维喷涂 软质无机纤维喷涂的控制混响时间性能，所为混响时间就是声音在室内“产生传播反射停止”的时间长短量。混响时间控制不佳，就会使应该清脆、响亮的声音变成噪声、杂声，使人觉得厌烦，喷涂的吸音性能优越，而且500HZ以下的低频吸收效果13、尤佳。配合纤维结构的形状与特性，更好地发挥出它的性能，有效地缩短混响时间，提高吸音效率，达到最佳混响值。而且施工快捷方便，施工期短。而纤维素裸露使用也不发生化学反应。 足见软质无机纤维喷涂在防火、易用处一点不逊色。而且在吸引方面。由于是软质能很好的处理掉隙缝等隔音漏洞，所以隔音能力非常显著。你可以咨询广州涤音的软质无机纤维喷涂价格。厅堂内部不应出现回声、长延迟反射声、颤抖回声、声聚焦、声失真、声影和室内共振等缺陷。逐渐形成了建筑神学的一些基本理论。声反射(sound reflection)在混凝土、砖、石块、或玻璃等刚性平面上，几乎能把所有的入射声都反射出去。声线的入射与反射都在一个平面上，声14、波的入射角等于声波的反射角（反射定律），这种反射现象与熟知的光反射十分相似。在中型和大型的厅堂于适当位置上装设大型的声音反射板，可改善听觉条件。声吸收(sound absorption)当声波入射至柔性材料、纤维材料和人体时，大部分声波会被吸收，换言之，人体和这些材料是声的吸收体。声吸收是把声能转变为其它形式的能量，即声能通过某种材料或撞击一个表面，最后化为热能。声扩散(sound diffusion)假如厅堂各个部位的声压相同，而且室内声波是无规则地向各个方向传播，这种声场可以说是均匀的，换句话说，可称室内达到声扩散。适当的声扩散，可以促进声音均匀分布，加强音乐和语言本身的音色，以及避免不良15、的音质缺陷。声衍射衍射是一种声学现象。当声波遇到角落、柱子、墙壁和梁等障碍物时就会绕射或散射。而声衍射就是指声波在障碍物周围发生的绕射和散射。混响 (reverberation)房间中从声源发出的声波能量，在传播过程中由于不断被壁面吸收而逐渐衰减。声波在各方向来会反射，而又逐渐衰减的现象称为室内混响。一般在房间中存在两种声，自声源直接到达接受点的声音叫直达声 （ direct sound ） ；而经过壁面一次或者多次反射后到达接受点的声音，听起来好像是直达声的延续叫做混响声（reversable sound ）。室内存在混响这是有界空间的一个重要声学特性，在无界空间中是不存在这一现象的。在室内16、发出稳定的声音后，声压逐渐增长，在大多数房间内，经一秒钟后便达到稳态值。同样，当声源停止发声后，在声音衰减到听不到以前，要经历一段时间。声源停止发声后，声音在封闭空间反射延续的时间称为混响。在厅堂内，混响对听觉条件有明显的效果，因为它有助于人们聆听突然开始或停止的瞬态声音。在有混响控制的厅堂中，为了得到很高的语言可辨度和欣赏音质丰满的音乐，保持与加强语言和音乐瞬态音是很重要的。混响时间(reverberation time)由于在音质设计中，控制混响是一个很重要的因素，因而需要制订相应的测量标准，此即为混响时间(rt)。混响时间为室内声音停止后，声压级降低60分贝所需的时间。 当声源停止工作后17、室内混响中的规律是我们研究室内声学的一个重点。我们用一个称为混响时间的量来描述室内声音衰减快慢的程度。它的定义为：在扩散声场中，当声源停止后从初始的声压级降低 60db所需的时间。 混响时间对人的听音效果有重要影响，它仍然是迄今为止描述室内音质的一个最为重要的参量，大量经验表明，过长的混响时间会使人感到声音“混浊”不清，使语言听音清晰度降低，甚至更本听不清；混响时间太短就有“沉寂”的感觉，声音听起来很不自然。人们对于语言和音乐，对混响时间的要求是不一样的。一般来说，音乐对混响时间的要求则长一些，使人听起来有丰满的感觉；而语言则要求短一些，有足够的清晰度。对于不同类型的声音，还可以获得一个听音效18、果最为满意的所谓最佳混响时间，而这种混响时间还同房间的大小有一定关系。混响过长对语言可辨度的影响在一个混响时间很长的房间里，当我们发出university的第一个音节u之后，此音节慢慢衰减，当人们听到第二个音节ni时，第一个音节u仍保留着原来声压级的90，因而对第二音节起着掩蔽作用。当发出第三个音节ver时，第一音节仍保持原来声压级的80，第二音节ni为原来声压级的90，以此类推。因此，混响时间过长使得前一音节混淆下一音节，降低了语言的可辨度。回音(echo)在厅堂的各种音质缺陷中，最严重的要算是回音了。回音是表示明显地、重复听到原来的声音。当听众能把从任何表面已足够强度和延迟时间反射来的声音19、，与从声源来的直达声辨别开来时，便会产生回音。颤动回音颤动回音包括一连串的快速、连续、可察觉的回音。厅堂内相对的反射面不要平行，是避免严重颤动回音的一种方法。长延迟反射声长延迟反射声是与回声相类似的一种音质上的缺陷，只是直达声和反射声之间的延迟时间比回音稍短一些。声聚焦声聚焦是声波从凹面反射产生的聚焦现象。在焦点的声强很高，而其它区域就相应低的多因为声能主要集中在焦点，其它地方的听觉条件便较差，由于这种缘故，使得厅堂内声能分布不平均。因此，建筑物内应避免采用大型、连续的凹状表面，如果要采用，则应装置吸收很大的吸音材料。 声失真声失真指厅堂内由于边界表面在不同频率情况下，产生不均匀或过多的吸收，20、因而改变了音质。如果厅堂内装设的吸声构造，在音频范围内有均衡吸音特性，则可避免声失真。足够的响度厅堂的各个部位应有足够的响度。在中型或大型的厅堂中，由于声波传递引起声能的损失，听众、软座椅、地毯等的吸音较大，因而影响厅堂的响度。减少声能损失和提供足够的响度的方式，如从厅堂的体型设计着手，使听众尽可能靠近声源，以减少传播距离；使声源位置较高，让观众都能听到直达声（即声波不经过反射直接传到听众）；或使观众厅的地面有适当的坡度，因为声波以掠入射方式掠过听众时很容易被吸收。除此之外还可设置声反射板。正确地设声反射板，除了能增强声能外，而且还能创造空间效果的环境气氛。在小型和中型的厅堂中，适当的改善厅堂21、设计能适当的提高声响度，但倘若要充分利用自然声能的措施，而不用语言的扩音系统似乎是不可能的。要想达到适当的响度，首先必须从演员本身着手；演员必须说话声音响亮，把每一个字的音发清楚。在厅堂内，声源本身发声的响度仍居相当关键的地位。、研究方法和工具的进展5.1 室内声学的研究方法室内声学的研究方法有几何声学方法、统计声学方法和波动声学方法。当室内几何尺寸比声波波长大得多时，可用几何声学方法研究早期反射声分布以加强直达声，提高声场的均匀性，避免音质缺陷；统计声学方法是从能量的角度，研究在连续声源激发下声能密度的增长、稳定和衰减过程 (即混响过程)，并给混响时间以确切的定义，使主观评价标准和声学客观量22、结合起来，为室内声学设计提供科学依据；当室内几何尺寸与声波波长可比时，易出现共振现象，可用波动声学方法研究室内声的简正振动方式和产生条件，以提高小空间内声场的均匀性和频谱特性。 计算机声学工具能助我们一臂之力，动态且易于掌控，这些工具能与设计的前进步伐保持一致，并帮助我们最终把内部设计的方案定下来。建筑声学中matlab的应用也得到实现。隔音声学计算机模型紧跟着计算机科学杰出的发展。我们发展了有限元法计算法则，而有限元法能带来厅堂在空间和时间上非常详细的声学性能信息。有限元法根据计算机模型使得在其他事情中建模和显示接收方向性成为可能。这些法则模型化了表面的声音反射，部分漫反射/部分镜面反射。523、.2 缩尺模型技术缩尺模型技术发展至今已有68年的历史 ,该技术广泛地应用于厅堂音质设计和预测方面 ,具有不可替代的作用6-7。5.3 raynoise软件 吸音随着计算机的发展，声学仿真软件得到应用raynoise软件是国际上在声学振动软件开发比较著名的比利时lmsA级防火无机纤维喷涂是天然再循环纤维经过特殊的化学处理而成，不含石棉、玻璃纤维和其它人造矿物纤维。经过特殊的化学处理后，具有防火、防霉及防虫的特性。是真正的绿色环保型产品。A级防火吸音纤维喷涂是由专业的施工人员采用专用喷涂设备进行施工，既可以与专用黏结剂结合起来，喷覆到任何建筑物的基层上，起到绝热吸音的功效，又可以单独灌注到墙体空24、腔里，形成严密的隔热隔音系统。防火隔音纤维喷涂特别适用于电视及音乐演播室、影剧院、体育馆、会议中心、购物中心、室内游泳馆、多功能厅、机械车间、地铁及其它各种公众集会场合，起到降低噪音，改善环境，增进环境音质的作用。A级防火无机纤维喷涂材料具有六大突出的性能：一、A级防火无机纤维喷涂耐火阻燃：K-18经过了特殊的化学处理，具有很高的阻燃效果，有效的密封料，并且防火性能不随年岁而衰减，寿命持久，最长可达300年。 二、A级防火无机纤维喷涂K-18是一种非常优良的吸声材料，经国家权威机构检测，降噪系数（NRC）高达0.85，远远高出其它类型的声学材料。 三、A级防火无机纤维喷涂保温隔热：K-18本身25、材质的热阻值高，达3.7R/in.，导热系数0.039w/m.k，同时因为是采用喷涂施工，施工后形成致密结构，有效地阻止了空气对流，从这两方面因素，起到了优良的绝热性能，达到建筑节能的目的。有资料显示，K-18 与一般保温材料（玻璃棉、矿棉、聚苯板等）相比，要更节能40%左右。 四、A级防火无机纤维喷涂防虫防菌：K-18经过了特殊的化学处理，含有EPA杀虫菌配方，可以有效地防止老鼠、蟑螂、蚂蚁等多种虫害的侵袭、繁殖，K-18本身防潮，不提供湿环境，这抑制了霉菌的生成，而霉菌往往是多种疾病的根源。同时，K-18的防虫性能持久，昆虫无法产生免疫力，对人及宠物安全无毒副作用，从而不仅保护了墙体和室内26、环境不被破坏，而且提供了居住者一个健康的生活环境。有十分理想控制虫害的效果。 五、A级防火无机纤维喷涂健康安全：K-18是纯天然木质纤维，不含矿棉和玻璃纤维，不含有毒物质和刺激性气体，不刺激皮肤和呼吸道。安全性指标高，LD50值（致死剂量）满足美国严格的检验标准。既保证了居住者的健康，也保证了施工人员的健康。 六、A级防火无机纤维喷涂施工方便：K-18是由专门的机器设备进行喷涂施工，因此具有一整套的标准化操作规范和程序，操作技术简单，只需对工人略加培训即可。通过在国内市场的成熟经验，通常一台设备只需23名工人，视现场施工条件，平均一天可完成300500平方米的喷涂作业。综合来讲，K-18比其它同类材料耗费更少的工时，间接地节省了您的费用。