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最“安靜”的地方

“聲音(yin)無處不(bu)在，這是(shi)我們(men)的(de)(de)常識”，《為(wei)什么你(ni)聽(ting)到(dao)你(ni)所聽(ting)到(dao)的(de)(de)》一(yi)書的(de)(de)作者Eric Heller說：“即便是(shi)一(yi)個安靜(jing)的(de)(de)房間，也存在一(yi)定大小(xiao)分貝的(de)(de)聲音(yin)”。0dB常被人們(men)認為(wei)是(shi)人耳(er)能聽(ting)到(dao)的(de)(de)最小(xiao)聲音(yin)分貝值，竊竊私語聲大小(xiao)約(yue)為(wei)30dB，繁忙高(gao)速公(gong)路上的(de)(de)車流聲大小(xiao)為(wei)80dB。

而位于雷德(de)(de)蒙德(de)(de)園(yuan)區的87號樓微軟實驗室的消聲室，聲音大(da)小為-20dB，這里(li)是吉尼斯官方認證的世上(shang)最(zui)安(an)靜之地。與我們所居住的自然世界相比，這個被3D人(ren)造消音棉全方位密封起來的場所在聲音上(shang)有著(zhu)巨大(da)差(cha)異。

建造這個房間到底有(you)什么用？主要(yao)是用于測試音(yin)響設備(bei)及飛(fei)機(ji)機(ji)身(shen)。憑借架構設計及特殊材料(liao)的(de)(de)(de)共同作(zuo)用，它(ta)能夠消除(chu)混響并隔絕外界的(de)(de)(de)聲音(yin)。它(ta)的(de)(de)(de)每(mei)個內面都填(tian)滿了緊密(mi)排(pai)列的(de)(de)(de)楔形吸音(yin)玻璃纖維，以此消除(chu)聲音(yin)的(de)(de)(de)反射。

而這一切都跟(gen)自由聲(sheng)場(chang)有關，什么(me)是自由聲(sheng)場(chang)？

自由聲場

自(zi)由(you)聲場是指無邊界的空間(jian)中，聲源的輻射可(ke)自(zi)由(you)地向(xiang)各(ge)個(ge)方向(xiang)傳播，無約束的聲場。

用專業術語說就是(shi)聲(sheng)(sheng)(sheng)源(yuan)發(fa)出(chu)聲(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)時，聲(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)會向(xiang)四(si)周進行(xing)擴散，每一道聲(sheng)(sheng)(sheng)波會沿(yan)一個方(fang)向(xiang)傳播，為(wei)(wei)什(shen)么呢？因為(wei)(wei)沒(mei)有反射，你(ni)可以想象一個無限大的空間，沒(mei)有任何障礙物(wu)阻擋聲(sheng)(sheng)(sheng)波傳播，這就是(shi)自(zi)由(you)聲(sheng)(sheng)(sheng)場，代表房(fang)間為(wei)(wei)消聲(sheng)(sheng)(sheng)室。

三大聲場示意圖

那么消(xiao)聲(sheng)室(shi)中自(zi)由聲(sheng)場是如何形成的，這個我們需(xu)要了解一下(xia)消(xiao)聲(sheng)室(shi)的構造、聲(sheng)音在其中傳(chuan)播的現象及作用。

聲(sheng)(sheng)(sheng)學專(zhuan)家為了(le)(le)能(neng)(neng)更好(hao)(hao)地測試出最(zui)好(hao)(hao)的(de)音響設備效果及飛機隔音的(de)最(zui)佳(jia)數據，將其使用(yong)到人類(lei)生活(huo)當(dang)中(zhong)。在房(fang)間內的(de)每個內面都填滿了(le)(le)具(ju)有強吸(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)力(li)的(de)吸(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)尖劈或平板式薄板共(gong)振吸(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)結(jie)構(gou)。

當聲(sheng)源(yuan)發出聲(sheng)音(yin)時(shi)，聲(sheng)音(yin)傳播至墻面時(shi)，聲(sheng)波將會被吸(xi)收，形成無反射聲(sheng)現象(xiang)，以(yi)此來達到(dao)測試音(yin)響效果、飛機性(xing)能的(de)環(huan)境，如圖(tu)所示。

消聲室內聲音

這種專(zhuan)業(ye)級實驗室空(kong)間，并不太適用(yong)于大眾(zhong)化生(sheng)活建(jian)筑當(dang)中。

消聲室

生活所(suo)常(chang)見的建筑空間對(dui)聲學(隔音(yin)/吸音(yin))的需求應(ying)用主要在以下幾(ji)點：

1.民用建筑類：主要包括居民住(zhu)宅區(qu)，影(ying)劇院、體育(yu)場館等文(wen)體空(kong)間，企業會議空(kong)間，商用錄音(yin)棚(peng)等區(qu)域。

2.娛樂(le)場所類：酒吧餐吧、KTV等。

3.醫(yi)用療養(yang)類(lei)：病房(fang)、候診室(shi)(shi)、問(wen)診室(shi)(shi)、急診室(shi)(shi)等。

4.工業(ye)降噪類：廠區生產車(che)間(jian)(jian)、車(che)間(jian)(jian)辦公(gong)室(shi)、工業(ye)管道等

四大區域聲學隔音處理

除了自由聲(sheng)(sheng)場，還有一個與之(zhi)相對立的聲(sheng)(sheng)場，我(wo)們稱(cheng)之(zhi)為擴散聲(sheng)(sheng)場，擴散聲(sheng)(sheng)場在生活中有哪些應用？

擴散聲場

當封閉空(kong)間內被激發起足夠多的(de)簡正方(fang)(fang)式（相應(ying)的(de)駐波傳播方(fang)(fang)式）聲(sheng)波時，由于不(bu)同方(fang)(fang)式有各特(te)定的(de)傳播方(fang)(fang)向，因而使達到某點的(de)聲(sheng)波包括了各種可能(neng)的(de)入射方(fang)(fang)向。

在這種情況下，除了在擴(kuo)散場距離內(nei)的(de)自由聲(sheng)場區(qu)和離界(jie)面1/4波長范圍(wei)內(nei)的(de)固定干涉區(qu)以外，空間內(nei)各(ge)點(dian)的(de)聲(sheng)能(neng)密度相(xiang)等(deng)；從各(ge)個方向到達(da)某點(dian)的(de)聲(sheng)強(qiang)相(xiang)等(deng)；到達(da)某點(dian)的(de)各(ge)波束之間相(xiang)位是無(wu)規律(lv)的(de)。具備這樣特性的(de)聲(sheng)場稱(cheng)為(wei)(wei)擴(kuo)散聲(sheng)場。代表房間為(wei)(wei)聲(sheng)學(xue)混響室。

聲(sheng)學混響室是一(yi)個能(neng)(neng)在所有邊界上全部反(fan)射聲(sheng)能(neng)(neng)，并在其中充分(fen)擴散(san)，使形(xing)成各(ge)處能(neng)(neng)量(liang)密度均勻、在各(ge)傳播(bo)方向(xiang)作無規(gui)律分(fen)布的擴散(san)場(chang)的實驗室。

混響室內(nei)，基本都是弧形(xing)墻面或(huo)者(zhe)光滑墻面，當聲(sheng)音在室內(nei)傳播時(shi)，這些不規則(ze)墻面就會對(dui)聲(sheng)波進行反射，形(xing)成(cheng)混響效果。

混響(xiang)室的容積一般在(zai)100~500m3之間(jian)，對于混響(xiang)時間(jian)上限來說，高(gao)頻率(lv)決定于空氣(qi)中分子的吸收，低頻率(lv)取決于墻面上的黏滯性吸收。對于不(bu)同面積的混響(xiang)室，用途也有所不(bu)同。

它主要用(yong)于測定材料的吸(xi)聲(sheng)系(xi)數，空氣(qi)中的聲(sheng)吸(xi)收，聲(sheng)源和(he)機器(qi)、設(she)備等的聲(sheng)功率及頻譜(pu)，測量某些電聲(sheng)器(qi)件和(he)設(she)備的效(xiao)率等聲(sheng)學性能以(yi)及對靈(ling)敏機件作(zuo)噪聲(sheng)疲勞試(shi)驗等。