空间声学设计(6篇)
空间声学设计篇1
（一）休闲项目的存在意义
娱乐是与工作相对的概念，娱乐空间就是人们工作之余去的场所，是人们聚会、用餐、欣赏表演、松弛身心和情感交流的场所。娱乐空间设计作为建筑设计的不可或缺的部分，也为设计师提供了更多展示自己作品的舞台。休闲娱乐空间的拥有水平是一个地方在社会经济、资源、技术等的综合体现。
（二）娱乐空间的设计思考
娱乐空间设计讲求的是美观性与科学性的结合，由于一些设计师、投资者不懂或不重视规划与设计，给以后的经营带来很大的问题，所以在设计中。应对这些问题有一个清醒的认识。
一是单纯追求美观性，忽视其内部功能性。导致许多娱乐休闲场所在营运后需要进行二次改造。娱乐空间设计针对的是广大消费者而不是单一的业主，不仅要符合客户的要求，更需要适应客源、适应市场。
二是作品不断复制拼凑，缺少创新性。
三是顾客期望值高，与实际差距较大。管理水准偏低，服务质量存在不少问题。职业化人才缺乏。管理人才素质偏低，人才结构不合理、管理人才专业结构单一。
四是声学效果差，存在声学缺陷。有些地方串音现象严重。有些严重的KTV场所成为声音的污染地，噪声的发源地。
（三）娱乐空间的构建原则
一个成功的设计是从内到外由表及里的具体的内在品质的综合表现，是集音响效果、声学、装饰装修为一体的多学科知识。
在构建过程中要做到以下几点：
一是空间设计与装饰：这是硬件部分，要结合建筑本身，通过对基础的墙、天棚、门窗、地面等基础构成要素的设计，运用空间结合、空间序列达到功能布局合理、流线清晰简明的效果。装饰材料的选择上既满足功能要求，又要把装修与科技结合起来，使空间设计别具一格。
二是灯光与色彩：这是设计的重要部分。艺术照明要做到具有空间感、色彩丰富，各种灯光遥相呼应，主体照明与辅助照明要相辅相成。利用强烈的灯光明暗对比给空间增添迷幻、神秘色彩。色彩搭配应该落落大方、绚丽、亮眼，形成靓丽的灯光对比效果，营造具有层次感、立体感的空间。成功的照明设计能在复杂的空间处理时起到微妙的划分空间的作用。利用光源组合和多回路控制来最大限度的取悦顾客。
三是音乐、视听效果。音乐要契合空间整体氛围，富有自己的个性与特色。而具有良好的视听条件是听众、观众对娱乐空间的最基本要求。在设计中必须根据室内声学特点和人的视觉规律，使其具有高度的科学性。
四是独立性与封闭性。空间要有良好的隔音设施，避免来自内外部的干扰。使人们在娱乐休闲时不仅得到生理上的满足，更重要的精神层面的享受。
三休闲项目的现实意义
（一）设计意图
娱乐休闲项目日益增多，人们生活质量和消费水平的提高不仅满足于对物质上的生活，对精神上、娱乐上的需求迅速提升的现象和状态，在尊重客户需求的前提下，结合行业性质特点让自己的设计成为一种亮点，在激烈的竞争中出奇制胜。同时把握住流行的趋势，进行时尚化的设计，吸引消费者的眼球，赢得商机。
（二）设计手法及材料运用
随着科技进步新材料、新技术、新工艺的层出不穷，为追求全新的时代气息提供了取之不尽的色彩；金属和玻璃等富有时代特点的新材料，给人们带来全新的时代情绪，木材石材等天然材料继续运用反映着人类追寻渊源，亲近自然的情怀，特别是近年来玻璃在空间装饰中的运用，从加工工艺到装备技术带来视觉和心理的强烈冲击。
在材料的运用上，装修材料直接关系到声场参数。从环境保护的观点在装修设计时应采用环保型材料，有些场所外观很豪华，人在空间就会流眼泪，这种房间是只能看不能使用的材料。要采用适合声学的装修材料，如吸音棉、隔音板等。空间地板铺贴使用与整个空间色调相统一的理石铺设，起到扩大视觉空间的作用，让较窄的空间显得更为宽敞。吸音隔音方面更是讲究，如墙壁采用欧式皮革软包、UV淋漆板、环保吸音棉等使吸音效果更理想。而且这些材料具有难燃防火、无粉尘污染、装饰性强、施工简单等特点。粘合剂也选用无毒无害的有机胶体。门的设计大胆地引入由框架组成的形体，成为建筑的核心。
空间声学设计篇2
李志强
THX/ISF/CEDIA认证工程师、高级音响师、全国信息化工程师。毕业于电子线路与电力拖动专业，从事电声扩声系统设计安装调试工作18年，积累了极其丰富的各类系统设计经验，并与顶级设计师保持长期联系，包括美国著名视听系统设计师、PMI总裁AnthonyGrimani；KEF总设计师Dr.AndrewWatson；美国CEDIA亚洲区总裁StephenMiller等。就在2010年10月，天海北方担任了胡总书记、副主席与全军主要领导与会的大型会议扩声系统设计、安装、调试和现场保障工作。
受《数码家居》邀约，写一些关于室内建筑声学的文章。我很乐意与大家分享我的经验与看法，不过这个题目太大，太笼统，若详细说来怕是要写几本有分量的书。所以我打算以家用视听系统及相关环境的设计、建造、安装、调试为主，从粗到细，由浅入深，来聊聊一些基本的理论和常识，以便消费者掌握一定的技术常识和技巧，在今后的消费行为中为自己把好第一关。
几种视听系统要分清
在谈建筑声学之前，我们得分清楚四种基本的视听系统，好确定适合自己空间的是什么系统。家用空间依据房型可分为公寓、loft、联排别墅、独栋别墅。其空间的多样性也随之递增，功能最多的是独栋别墅，我们就以它来进行说明。
首先是多空间音乐系统，它包括室内音乐系统和室外音乐系统，多空间音乐系统不同于传统上的扩声系统，它可以让业主在各个房间以及室外感受到相互独立的音乐及图像的再现，并可通过墙面板或中控系统进行选曲，选频道，控制音量，开关等各类操作，让业主可随时随地的看到和听到想要的音视频资讯，这种系统对建筑声学环境要求很低。
第二，立体音乐系统，可布置在大厅、书房或专用HiFi室，此类系统，如果业主对音质有很高的要求，最好选择一个独立房间来做，对这个房间的空间比例，内部结构设计有极高的要求，在今后的文章中我会专门阐述如何打造Hi-Fi室。
第三，多声道再现系统，又可再分为在客厅、书房、卧室、泳池等的特殊环境内的应用和在专用房间内的应用。
第四，演艺系统或叫卡拉OK系统，可分为共用空间的应用，如在Hi-Fi室或影院室或大厅等空间和专用空间中的应用。
以上四种音视听系统，基本上概括了我们在家庭环境中所有的音视听系统的应用方式，每一种应用方式都有其应用特性，不同构造的优缺点、前期设计注意事项、产品的选择都有讲究。总体上说对于Hi-Fi系统（即高保真音乐再现系统）、影院系统和卡拉OK系统，如果条件允许的话最好有各自独立的空间。从专业建声的角度考虑，这三种系统所需建声环境存在要求上的矛盾，满足一类系统的同时，就会损及另一种系统的要求，所以实际设计中，3种系统处同于一空间内而做到完美，我个人认为是不可能的，至于其中2种应用在同一空间中，就需要建声设计师有极丰富的实践经验及深厚的理论基础了。在以后的文章中只能和大家谈一些注意事项了。
家庭影院
本期我们主要来说说目前应用较广的家庭影院系统，即多声道再现系统。
电子扩声设备的诞生到今天已有一百多年了，一直沿用至今的是基于两耳理论的立体声，也就是2声道扩声系统。所谓两耳理论，指的是人耳分布在头部两侧，由于声源发出的声波到达双耳有一定的时间差，强度差和相位差，人脑据此即可计算出声源的方向和远近，进行声像的定位。这种由双耳听闻而获得的声像定位能力，在频率高于1400Hz时，主要取决于双耳声音的强度差，低于1400Hz时，则主要取决于声音到达的时间差，通常人耳分辨水平方向声源位置的能力为1°～3°的方位变化。基于此理论而发展来的立体录音法和立体声播放设备，就是我们通常用到的Hi-Fi音响系统，现在的保真音响系统大多仍沿用此类系统。另一种即多声道扩声系统，最早的多声道系统1950年出现在美国的商用影院，为4声道系统。4.1声道商用影院系统在1975年由Dolby公司首先发明，1995年5.1多声道系统才和DVD一起进入家庭，所以今天的家庭影院系统是在这15年间发展而来的。
要建立一个家庭私人影院，两方面的技术必须具备——视频投影技术的发展和音频多声道技术的发展。今天我们来说说音频方面。要做好家庭影院的音频，又必须从两方面着手：一是电子音响设备，包括：功放、解码器、音频处理器、信号源、音箱等。二是室内建筑声学环境的打造。
电子音响设备要选好
播放设备
十多年来，家庭影院发展非常迅猛，影片载体由DVD到BD，由5.1到6.1再到7.1声道。由MPEG1到MPEG2编码，数据流量由DolbyDigtal的640kbps，DTS的1.5mbps左右到目前BD所采用LPCM6mbps，DTS-HDmaster3mbps，DolbytrueHD3mbps左右，光是音频的数据流量就增大近十倍。一部影片的总数据量由4-6G到BD的50G，原始讯号源的飞速发展为家庭影院提供了非常高素质的节目源。
如此优秀的讯号来源为我们构建一个完美的家庭视听系统提供了基本的基础。这些软件的播放我们通常用BD光盘播放机、高清硬盘播放器和PS3游戏机来实现。其中蓝光机有分区，全世界分为A/B/C三个区，中国是C区，由A区向下兼容，大家在选购时要特别注意。而高清节目硬盘播放器存在版权问题，各品牌产品良莠不齐，部分产品的稳定性很差，从节目源上来说也存在很多达不到高清清晰度的片源。PS3游戏机读盘速度快，可调区，音视频效果较为理想，在整体系统造价30万以内影院系统的可视为最佳选择。
解码器及功放
了解完讯号源，咱们来谈一下解码器、音频处理器、功放器。在四十万以下的系统中，这些设备可能整合在一或两台设备内，比如功放机本身整合了解码器和音频处理器。低音功放需要有分频点调整、Q值调整、相位调整、延时调整等功能。好的低音，都是独立的功放，并且在功放上有非常精细的各类参数调整，以适应多只低音在不同位置的排列组合要求。多功能集为一体的主功放，应尽量具备以下条件：多于2组的HDMI输入，全面支持1080P16:9D视频及全面支持LPCMDTS-HDDolbytrueHD编码。后级功放不少于7通道，功放自身具有音箱阻抗距离，分频的调整功能，并具有7通道的独立的简单均衡器，以便于对音箱进行初步的调整。
音箱
下面谈一下在家庭影院中应用的音箱，从类型上看分为4大类：传统音箱（inroom）、入墙式音箱（inwall）、挂墙式音箱（onwall）、入天花式音箱（incelling）。
4种音箱根据不同的应用方法和应用环境不同而对其音频特性参数有不同的设定，所以在使用中必须尊重其原产品设计意图，绝不能乱用。我们尤其要注意传统式音箱，因为其可在房间内自由移动，常常被错误的放到墙角里，或靠墙摆放，这是万万不可的，当此类音箱靠近边角时，其频谱响应曲线将发生极大的变化，会严重偏离原设计曲线，使我们听到严重失真的声音。
室内建筑声学环境打造很重要
摆位
首先我们介绍一下用传统音箱来搭建多声道应遵守的注意事项。传统音箱在原始设计上是以立体声扩声为主要用途设计的，其基本构造也可大至分为以下几类：以箱体结构分，可分为密闭式、前导相式、后导相式、下导相式、半迷宫式、迷宫式；以高音扬声器来分又可分为静电式、绢膜式、铝膜式、号角式、稀有材料镀膜式、同轴式等。每款音箱因其箱体结构以及扬声器单元的搭配与组合方式不同，会造成使用中必须用不同的用法，我们在后续的文章中再逐一详述。
现在假设我们拥有一间有较理想比例的房间，高：宽：长为1：1.45：2.1；1：1.28：1.54；1:1.25:1.6；这些比例是我们根据波尔特、白瑞奈克、纽曼的研究结果认为可推荐的空间比例，在全部采用了落地式传统音箱来搭建一个家庭影院时，基本上趋于理想的摆位方式如右图。这样一个7.4声道的系统，在声学效果上应该是近于完美的兼容了音乐欣赏与电影，音乐会等用途的要求了，但是它也存在几个特点：1）7只音箱应该是同质，同型的，没有哪一个声道是主声道的概念；2）最佳听音区很小，在图中只能容纳1人；3）屏幕不可能很大，因为前面的音箱占据了太多空间。但如果有读者房间够大，够高，资金充裕的话，这不失为一个完美的选择。（在这里的摆位需要根据实际产品再行定位，此图只供参考，建议系统总造价在100万以上的推荐。）
声学要求
做好基础的摆位方式，就该考虑此类系统的建筑声学要求了。一般我们在室内建筑声特性中一个非常重要和常常被提起的房间参量，即这个房间的混响时间是多少，严格讲即RT60的系数是多少。
在上世纪八十年论界对单边长度小于15m的小型房间研究取得了长足的进步，明确了一个误区，也就是RT60指数对于小型房间是无法测量的，即无存在的，能准确描述小型房间的房间参量，应为初始延时间隔（ISD），定义为首先到达的直达声与第一次明显的反射声之间的时间间隔。这里所谓“明显的”是指声级接近指数数增长和衰减的混响声场峰值的初次反射声，过多的阐述及定义及测量手段等我这里就不讲了，只希望大家明确一个重要的概念，而不会被网络上社会上满天飞的假内行假专家忽悠了。
在上文我们给出了理想的空间比例，在这一空间中，我们有了正确的音箱摆位，那么在建声上又要做什么工作呢？最基础的四步是：1、吸收声音；2、隔离声音；3、扩散声音；4、反射声音。如下图所示。
在不断实际应用中，人们已经有了上百种声学材料结构的应用吸音板、棉，扩撒体等每种材料都有其特有的声学参数（见附表），此表只是四种规格材料的声学参数，仅供说明，其它参数过于庞杂，如读者需要，我可以再行寄送。
空间声学设计篇3
上期讲了私家影院的设计要点，今天开始讲讲厅堂。很多人会奇怪？厅堂是什么？客厅？大堂？事实上，声学专业上，会议室、歌剧厅、音乐厅、电影院的声学都归属于厅堂声学。魔力空间科技根据自己的多年经历为大家逐步分享这部分的声学设计，因为版面有限，本期先着力基础知识以及提炼出一些设计要点。
室内声场结构
直达声：指从声源发出的声音直接传播到听音点的声音。主要传达信息，保证听众区有足够的声压级，提高声音清晰度。
近次反射声：指相对直达声晚到50ms以内到达的反射声。近次反射声到达较早，经过反射次数较少，可以提高声压级，有助于加强直达声，增加声音的空间感。
混响声：比直达声晚到50ms以后的经过多次反射的声音。可以使声场均匀，使音质丰满，但是会降低声音的清晰度。
声源指向性因数：
整个自由空间（音源位于房间中间）,q=1;
半自由空间（位于一面墙上或地面上或天花上），q=2;
1/4自由空间（位于两墙面交线上，或者地面墙面交线或者天花与墙面交线），q=4
1/8自由空间（位于三面的交线处，墙角货天花角），q=8
房间的总声压级于接收点离声源距离的关系和自由空间不一样。靠近声源处，总声压级以直达声为主，混响声可以忽略。在远离声源处，总声压级已混响声为主，直达声可以忽略，总声压级于接收点的距离无关，，此时改变室内吸音量才会对声场特性有明显影响。
房间的吸音量与面积常数呈正相关。
混响时间（rt60）
一般采用赛宾公式和克纳森公式计算
房间共振：分为轴向共振，切向共振，斜向共振。
厅堂的声学设计要点
1.合适的响度
（1）音源的能量。
（2）观众厅的容积和扩散。
（3）房间的体型。
（4）厅堂自然混响时间。
（5）背景噪音。
2.声能的分布均匀
整个厅堂内各点声能分布均匀，及声场分布均匀，可保证各区域内听众听到的响度基本一致。声场均匀的厅堂中，最大声压级与最小声压级只差不超过6db，最小或最大声压级与平均声压级只差不超过3db。
（1）装置各种类型的扩散体。
（2）均匀的布置吸音材料。http://
3.混响时间的控制
不同类型的空间要求有不同的混响时间。下图以500hz为例列出不同类型厅堂的最佳混响时间：
4.充分利用近次反射声
近次反射声有助于加强直达声。特别是大厅内来自侧墙的反射声，对声音的空间感和声音洪亮感起重要作用。在大型厅堂中，可依靠近次反射声使声场均匀。
5.避免出现音质缺陷
空间声学设计篇4
【关键词】演播室;室内声学;装修设计
随着经济的发展与技术的进步，人们对所接受事物的各个方面质量要求越来越高，特别是现下发展比较迅速的广电媒体，不仅要求其带给人们真实的视觉冲击力，而且要求有比较标准的语言相匹配。这就要求各类演播室做好声学装修设计，以便保证良好的语言清晰度。
利用一些声学设计特点和先进的技术，使演播室室内的声学装修更加完美，保证演播功能的有效实施。
一、演播室室内声学装修设计的内容
近年来，随着数字技术的发展，广电媒体的制作系统开始趋向于小型化、集成化、多元化方向发展。这类演播室投资少、周期短、专业化程度高。深受广大媒体、教育机构以及商业演出等的欢迎。演播室在设计时最重要的注意因素就是声学设计，室内各种设计以及材料的使用都应该在声学设计的基础上进行装修，使演播室的功能与形式完美统一。找准演播室室内声学装修设计的主要内容，按照装修内容，分清主次，然后根据技术要点一一装修。它的装修内容主要包括：门、窗、墙面、顶棚、地面以及灯光、材料和其他的设施设备等。
二、演播室声学装修设计依据和标准
演播室对声学装修设计的要求比较高，演播室的工作人员直接操作设备，不可避免的会有一些噪音存在，再加上导控室的节目录制，可能会产生很多的混音，在设计时应该根据相关的标准，避免这些问题的出现。演播室声学装修设计可以依据以下几个方面作为参考，以便提升演播效果。
演播室的门窗标准：符合GYJ26―86隔声门窗的设计和技术要求;
混响时间标准：GYJ26―86有线广播录音播音室声学设计规范和技术用房相关要求;
控制标准：符合GYJ42―89广播电视中心技术用房噪声标准要求;
防火标准：符合GY5067―2003广播电视建筑设计防火规范;
建筑设计图、建筑材料要符合建设单位提供的技术与材料要求等。
三、演播室声学设计控制要点
（一）顶棚
顶棚的设计要注意吸声效果的实施，在装修时注意隔声、吸声材料的运用，另外还要注意室内灯光架、灯光固定件的防震处理。使演播室的顶棚技能和好的吸收室内的杂音，又能隔绝室外的杂音，保证演播质量。
（二）墙体墙面设计
演播室的墙体墙面设计是声学装修的一个重要组成部分，再设计装修时墙体要使用具有良好吸音作用的材料，比如加气混凝土或者在双墙中间填堵吸声棉，提高吸音效果;墙体的厚度与结构要根据具体的用房环境来决定;另外墙体的材料要选择使用清洁、卫生、环保、美观而且即防火又耐用的材料。
（三）门窗设计要点
演播室的门窗也应该具有一定的隔音作用，门的隔声量主要取决于它的质量、刚性以及气密性，所以门的材质一般选用质量较大的材料，因为质量大的材料隔音量也比较大。大师这种门比较笨重，现在播音室门的设计一般采用轻质材料制作，在三层13mm厚的木板中夹两层11mm厚的玻璃棉，两面再各加一层五合板和一层榉木饰面板，门框及门的边缘敷上毛毡对门缝进行密封，也能起到很好的隔音效果。播音室的窗可以设计也可以不设计，如果设计，主要考虑玻璃的材质，一般会选用较厚的玻璃，能提高隔音效果。
（四）地面的设计
播音室室内地面的设计除了要有一定的吸声作用外，还要考虑美观、清洁等方面的因素。一般采用干式浮筑地面、木地板或者铺吸声地毯等，有利于降低室内的频混响时间。
（五）其它设施设备设计
演播室重点设备是空调，因为如果空调排风扇的安装不当，演播室内其他所有的部分的隔声、吸声作用做的再好也是无济于事的。所以要注重演播室内空调的装修设计，一般选择中央空调时，需注意送风系统的设计，风口需要做消声处理，但是庞大的风管系统，会给温度调节和控制带来很大的困难，而且整个系统不停地运转，会造成很大的浪费，运行成本很高。为了减少这些问题，可以采用令热泵送风系统的中央空调，这种运行方式可以调节空调运行时间，使用比较灵活。如果要最大限度的减弱空调的噪音，就要选购质量比较好的低噪音空调，将空调的内机安装与室外，然后再用短风管接入室内，最后对进、回风口做消声处理。
四、其他设计技巧
（一）声场均匀度控制
从室内声学来看，如果反射声波扩散良好，为了取得良好的声场扩散，在设计室内吸声墙体时，需要把中高频的牺牲结构与中低频的牺牲结构区分交错布置，同时再设计一系列的形状不规则的铝制板扩散板，提高整个室内的声场均匀度。
（二）声学缺陷的预防
演播室房间的设计要注意避免“声染色”问题的出现，如果出现“声染色”现象，室内一些地方的的频率可能会加强会减弱，导致声音失真，这是声学设计的一大缺陷，必须采用一些措施避免这些缺陷。一种方式是可以再播音室的各个角落做45度的切角，切脚墙面墙面要经过强吸音处理，以便消除声染色现象;另一种方式是在原来播音室吸音墙的基础之上大部分强做成强吸声墙，特别是墙角与天花板的夹角处，可以采用多层强吸音材质，提高吸音效果。一般情况下，播音室会选择第二种方法消除声染色，因为第一种方式在室内做声学切角占用室内空间，会影响本来就不大的室内空间。而第二种方法不仅节省空间，而且不会使声音出现任何失音的情况。
（三）切断固体传声的措施
从物理学上来说，声音在股体内传播的衰减程度不强，而要想切断演播室墙体、门窗、空调等的固体传声，要在施工环节就加强控制，做好施工缝内落灰、落砖管理，积极改进各个节点的构造。如果施工缝间有杂物存在，容易形成刚性连接，减弱消音效果。施工过程中可以在非播音室的墙根处预留清扫口，这样可以做到一边施工一边清扫，施工完毕后再堵住清扫口，这样就避免了缝隙杂物。另外安装空调时需要挖掘管道，，这些管道穿进大小播音室时，需要做柔性连接，风管与墙体的连接处用沥青、干硬性砂浆塞实，以此来达到消音的效果。
（四）声学装修施工
现在的演播室墙体一般采用超细玻璃棉宽频牺牲构造，而顶棚一般采用腔内填棉的方式来控制混响时间，以免发生声学聚焦或者长延时反射声现象，破坏使内消音效果。所以在装修时对演播室的非声学墙体的普通见白作法用弹涂法来代替，这种方法能够很好的降低长延时反射声现象的出现。
五、结语
随着科学技术的发展，人们对观点媒体演播室的功能要求会越来越高，开始向多元化方向发展。比如有些节目不仅要求演播室能做文艺晚会，又要求演播室能录制节目，这些都给演播室的声学装修设计带来很多的困难。总之，功能不同对演播室的声学要求也不同，在声学设计中一定要考虑各个方面的问题，注意控制好演播室的吸音、消音效果，最大限度的降低噪音，满足演出需要，提高播音室的播音效果，同时也推动室内声学装修设计的发展。
参考文献
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空间声学设计篇5
关键词：暖通；空调系统；降噪；措施
Abstract:fornoisepeopledetest,wehaveaprofoundlesson.Becausethenoisequestion,someasktoreturnahouse,partyahastherequirementsmanagementetc,makethedesigninstituteispassive,shouldcausethedesignpersonnel'sattention.Mypointisfromthenoisesourcegrabbed,firstmustchooselownoiseequipment,equipmenttobeinstalledinthetelecomroomorroof,theengineroom(location)positiontostayawayfrompersonnelactivityarea,residentialundergroundroomwiththefirstlayertoeveryotherlayeratleastset,andsoon,thispaperintroducesthenoisereductionmeasuresofhvacsystems,thispaperdiscussesthehvacsystemproblemsandcountermeasures.
Keywords:hvac;Airconditioningsystem;Thenoisereduction;measures
中图分类号：U260.4+3文献标识码：A文章编号：
随着经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，人们对于居住环境的舒适性也有了更高的要求。同时消声减震也是空调设计的重点内容之一。是国家环保要求和整治内容之一。对于噪声人们深恶痛绝，我们有深刻的教训。由于噪声问题，业主要求退房，开发商推诿，物业拒绝接收等不安定现象屡屡发生。在治理过程中，由于难度较大，使设计院很被动，应引起广大设计人员的注意。暖通空调系统在建筑中起着改善生产生活环境,保护健康,提高工作效率的作用。建筑物中噪声产生的原因是多种多样的,暖通空调系统运行中所产生的噪声又在其中占有相当大的比重。如何降低暖通空调系统运行中产生的噪声,对改善建筑物中的声学环境而言尤为重要。
1暖通空调系统的降噪措施
1.1系统设计理念
随着暖通空调领域一些新技术、新工艺、新材料的不断涌现,使得我们可以通过多种方法达到系统运行中降噪的目的。目前常采用的噪声控制技术有消声、吸声、隔声、隔振阻尼等,主要是在噪声源、噪声传播途径及接受点上进行控制和处理。
暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统。系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。暖通空调设计应该结合建筑的实际情况和噪声控制要求进行,尽可能选取低噪声的方案,或者选取能方便噪声控制的方案。设计暖通空调系统的送、回风管路时,每个送回风系统的总风量和阻力不宜过大。要选用高效率低噪声的风机,使其工作点位于或接近于风机的效率点。当系统风量一定时,选用风机压头的安全系数不宜过大,必要时选用送风机和回风机共同负担系统的总阻力。尽可能地把大风量系统分成几个小系统,从而降低单台设备的声功率,达到降低总体噪声的目的。应尽量避免管道急剧转弯产生涡流引起的再生噪声。在条件许可的情况下,加大送风温差,以降低风机风量,从而降低风机叶轮外周的线速度,风机产生的噪声也就会随之降低。
1.2消声器的设计与选型
在进行降噪处理时,需要采用消声技术。设计安装消声器是控制气流噪声通过管道等介质障碍向外传播的重要措施。一个性能好的消声器,可使气流噪声降低20～40dB。根据噪声源所需要的消声量、空气动力性能、以及环境的不同,选择不同类型的消声器。根据噪声源空气动力性能的要求,考虑消声器的空气动力性能,把消声器的阻力损失控制在能使设备在正常工作的范围内。设计消声器时,应考虑消声器可能产生的气流再生噪声的影响,使消声器的气流再生噪声级低于该环境允许的噪声级。为了降低消声器的阻力损失和气流再生噪声,保证消声器的正常使用,必须降低消声器和管道中的气流速度。对于空调系统,主管道中和消声器内的流速应控制在10m/s以下。根据噪声源的频谱特性和消声器的消声特性,使两者相对应,噪声源的峰值频率应与消声器最理想、消声量最高的频段相对应,这样才能起到很好的消声效果。暖通空调系统运行中主要的噪声源是以中低频为主的风机,采用阻性或阻抗复合式消声器可以起到较好的消声效果。
1.3减振隔振措施
暖通空调系统中各种有运动部件的设备,如风机、水泵、制冷压缩机等都会产生振动,它直接传给基础和连接的管件,并以弹性波传到其他房间中去,又以噪声的形式出现。在设备和基础间配置弹性的材料或器件,可有效地控制震动,减少固体噪声的传递。在设备和管道间采用软连接实行隔振,以不使设备的振动传递给管路。水管、风管安装时,在管道支吊架、穿墙处也应作隔振处理。常见的隔振器主要有金属隔振器、橡胶隔振器、空气橡胶弹簧隔振器、各种隔振垫等。风机、冷水机组的隔振,通常选用金属弹簧隔振器。
1.4设备房的噪声控制
选择机房位置时应尽量不靠近空调房间,对机房本身应采取吸声和隔声处理,以降低机房内噪声和隔断向外传播的途径。墙、顶棚所用的吸声材料应根据噪声源的频谱来选择。风机房的噪声以低频为主,因此宜选用珍珠岩吸声板、石膏穿孔板、聚酯纤维吸声板等低频吸声性能强的吸声材料。制冷机房、水泵房等噪声频谱较宽,应选用超细玻璃棉毡、玻璃棉板、矿渣棉板、聚氨酯泡沫塑料等重、高频吸声性能好的材料。机房的墙体、楼板应具有隔声作用,机房门隔声效果与门的隔声能力和门缝的严密程度有关。通常采用内夹吸声材料(如矿棉毡、玻璃棉毡等)的复合门,门缝采用企口挤压式(在企口上加橡胶圈、条式充气带)的密封措施。最有效的隔声是采用双道门,并在门洞内贴吸声材料。
1.5施工不当产生噪声的避免
在安装施工前,应科学地进行管道综合排布,合理地安排施工工序,避免因各专业由于安装空间有限而产生的管道与管道及管道与支吊架紧靠而发生碰撞的现象。金属风管制作安装时不应出现条缝型漏风口,以避免产生风哨现象。各种管道、电线桥架穿过机房墙体或楼板处必须做好有效的封堵处理,以防止机房内的噪声向外扩散。另外应认真做好系统调试工作,做好管网的风量平衡,避免因风量不平衡而引起的部分分支管路因风量过大而产生噪声的现象。
2暖通空调系统存在的问题和对策
2.1暖通空调系统的管理问题
暖通空调系统噪声控制涉及暖通空调、建筑、结构、声学等专业,需要融合各个专业的知识进行综合考虑和设计,各专业密切配合才能进行有效合理的控制。目前一般暖通空调设计人员不熟悉声学专业,难于做好系统噪声控制设计,而建筑学与声学的专业人员往往对暖通空调专业也不太了解,也难于独立做好空调噪声控制设计。因此,要做好中央空调噪声控制,需要建筑师和暖通空调工程师对噪声控制给以足够的重视,从建筑设计的开始阶段就要考虑如何进行噪声控制,综合考虑声环境与室内微气候环境、室内空气品质等因素进行整体设计。如果在建筑设计阶段就把空调设计与噪声控制考虑到位,往往能取得很好的效果,反之,如果在建筑设计的时候考虑欠缺而使得空调系统难以设计和布置,造成不利于噪声控制的局面,再进行弥补性的降噪,往往困难重重。
因此,建筑设计、暖通空调系统设计与噪声控制如何互相配合,相互协作,是一个很值得我们大家和有关部门研究和注意的问题。
2.2新技术、新工艺、新材料的开发推广应用问题
鼓励发展研发新技术、新工艺、新材料,并积极运用到实际工程中。如在条件许可的情况下大力发展低温送风技术、推广复合材料通风管道、新型吸声隔声材料(如植物纤维素等)在工程中的运用。
暖通空调系统在工业及民用建筑中起着改善生产、生活环境,保护健康,提高工作效率的作用。令人厌烦的噪声或不符合声学要求的声音会影响暖通空调系统的使用效果,甚至导致部分或全部系统不能正常运行。如何控制好暖通空调系统的噪声,在系统的噪声源和振动源上进行降噪处理,是最积极主动有效合理的措施,也是暖通空调系统噪声控制的努力方向之一。
参考文献：
[1]秦宇宽.浅谈暖通空调系统的节能方法[J].黑龙江科技信息,2011,(20).
[2]杨洪博.对暖通空调方案设计的几点思考[J].中国科技财富,2011,(03).
[3]韩伟军.浅谈暖通空调系统的降噪措施[J].中国房地产业,2011,(03).
空间声学设计篇6
摘要:
针对舱室空间中背景噪声和混响对传统声源定位算法的影响较大，以及所需阵列和算法复杂等问题，给出了一种基于双通道空间脉冲响应匹配的声源定位方法。利用该方法在实际房间中进行了声源定位实验，考察了不同尺寸发声装置、不同信噪比、不同混响条件下的定位性能。结果表明，在满足辐射声能要求的情况下，几种发声装置都具有很高的定位准确性，但尺寸越小，对应的误差范围也越小，即空间分辨率越高;在信噪比大于2dB时，普通房间中的空间分辨率可达最小15cm;该方法的定位精度受空间内部混响程度的影响较小;当声源缓慢移动时，该方法也具有良好的定位效果。
关键词:
声学;算法;波束形成;舱室;实验设计;误差;流程图;傅里叶变换;网格生成;混响;原理图;传声器阵列;信噪比;发声装置;舱室空间;脉冲响应;匹配;声源定位
舱室空间内部声源定位是声学定位研究中的一项难题，同时也是一项应用需求广泛的技术，如飞机舱室噪声源定位，会议室智能话筒传音控制系统，车载电话系统，以及各种室内声学跟踪或监控系统。封闭空间的主要特点是结构复杂、混响程度较高，小尺度空间常常还有声波干涉、衍射效应，这对声源定位技术的精度和稳定性都提出了更高的要求。目前，常用的封闭空间声源定位方法有基于麦克风阵列的方法和基于双耳听觉机理的双传声器方法。前者主要包括可控波束形成，高分辨率谱估计以及到达时间差。这些方法及其不断更新的算法与特定的传声器阵列结合，可获得良好的定位精度［1－3］，因而已在大区域开放式环境中得到了广泛的应用。但是这些方法存在算法复杂、阵型需专门设计、经济成本较高以及在封闭空间中容易受到噪声和混响的影响等问题［4－8］，因此往往难以直接应用于中小尺度的舱室空间。针对上述问题，本文提出了一种新的封闭空间声源定位方法，即基于双通道空间脉冲响应匹配的声源定位方法，并通过实际房间中的定位实验，对其可行性及主要影响因素进行分析和研究。
1基于空间脉冲响应匹配的声源定位方法
1．1基本原理声场空间脉冲响应(SIR)是指声场中接收位置收到的由脉冲声源辐射的信号序列。同一房间内，当声源与接收点的位置固定时，可以认为二者之间的传播通道是唯一的，即脉冲响应是唯一的确定函数，它包含了封闭声场的所有声学特性，可以准确地反映声学环境(方向、距离、空间感等)［9］。SIR由直达声、前次反射声和混响声组成［10］，其形成过程和结果分别如图1和图2所示。目前对空间脉冲响应的研究主要在脉冲响应的测量方法，室内和双耳脉冲响应的模拟，脉冲响应各阶段的分析，音乐厅等的音质评估和设计等方面。如果事先能够通过计算或测量获得该声场中任意声源位置到接收点的SIR，则可通过双传声器接收的信号计算得到声源至2个传声器通道响应之间的相互关系，再与数据库里的各个采样声源对应的参数进行比对，即可确定真实声源的位置。
1．2算法设计基于上述原理，具体算法设计如下:设未知声源S发射的信号s(t)为单频信号，hα、hβ分别为未知声源S到双传声器的空间脉冲响应，忽略本底噪声的影响。
2实验方案设计
选取一个普通房间(如图3所示)。建立数据库时声源分布网格如图4所示，所有网格处于相同的高度。脉冲响应采样装置和声源定位测试装置连接图如图5所示。在房间内均匀划分m×m=n个网格，网格间距为d。房间大小为8．3m×5．5m×3．8m。信噪比大约为5dB。两传声器分别位于Rα(4．2，4，3．6)，Rβ(5．3，2．8，3．6)处。采样时用图5里的采样装置，声源高度固定，利用DIRAC测量系统得到声源到双传声器的脉冲响应并存入数据库。定位时用图5里的实测装置，测试声源采用时长约2s的信号，在每个网格中心进行5次重复定位，结果出现最多的位置即认为是未知声源的位置，定位流程如图6所示。
3实验结果及分析
3．1不同尺寸发声装置的定位误差研究在图3所示的房间中按图6中的实验步骤进行实验验证。n取100，分别采用直径为50cm的球形声源，直径为14cm的扬声器和直径为7cm的扬声器作为发声装置，受到声源尺寸的限制，网格划分间隔(对应于空间分辨率)也有所不同，统计所得的100个网格的定位实验结果见表1。由表1可以看出，发声装置的尺寸越小，空间分辨率越高，因为发声装置本身占据一定的空间，当其尺寸足够小，可认为是点声源时，空间分辨率可达到最高。不过，几种情况下的定位准确率都维持在很高的水平。
3．2混响环境下的定位性能研究为了进一步探讨不同混响程度下的定位准确率，分别在混响时间T60=0．438s、1．769s、4．373s的消声室、1号普通房间以及2号普通房间中进行定位实验，所有房间划分网格数n均取25，网格间距d均取20cm，发声装置采用直径14cm的扬声器，对25个位置重复定位125次，统计得到的定位准确率均为100%。这表明，在不同的混响环境中，该方法均具有较高的定位准确率，即受混响影响小。
3．3不同信噪比条件下的定位性能研究网格数n均取25，网格间距d均取20cm，发声装置采用直径14cm的扬声器，实验房间如图6所示。通过在传声器附近播放白噪声和改变测试声源的音量来获得不同的信噪比SNR，分别选取SNR约为0dB、1dB、2dB、3dB、4dB、5dB、6dB时按图6所示的实验步骤进行实验，得到不同信噪比下25个网格的定位准确率如图7所示。从图7可以看出，背景噪声对该方法影响显著，当信噪比低于2dB时，因不满足辐射声能的要求，定位准确率不到10%，信噪比高于2dB后，定位准确率均超过90%。这表明，该方法在信噪比满足一定的数值时可以维持很高的定位精度。
3．4缓慢移动声源的定位研究室内环境中的声源一般移动缓慢，可以忽略多普勒效应。仍然在图3所示的房间内进行实验，声源以50cm/s的速度按不同路线移动，其中1条移动轨迹如图8所示。表2给出了按2种不同路线移动时统计的定位结果。结合图8和表2结果可以看出，当声源缓慢移动时，跟踪定位结果准确率为100%，说明该方法在声源缓慢移动的情况下也可以获得很高的定位准确率。
4结论