[科普中国]-建筑声学测量

建筑声学测量是使用仪器对建筑环境中声源及其声场特性、材料、构件与建筑空间的声学性能进行测量与分析。建筑声学测量是检验厅堂音质设计好坏的重要手段，也是建筑声学领域的一个重要研究方向。

简介建筑声学测量是使用仪器对建筑环境中声源及其声场特性、材料、构件与建筑空间的声学性能进行测量与分析。

声源及声场特性的测量包括强度特性，频率特性、时间特性及空间特性。

材料、构件与建筑空间声学性能的测量主要包括材料和构件的吸声性能、隔声性能、反射方向和扩散性能，建筑空间的混响时间、衰减过程、反射声的空间时间分布、稳态声压级分布等的测量。

建筑声学测量除了在建筑环境中进行现场测量外，对于声源特性、材料和构件声学性能的测量需要在标准的声学实验室如消声室、半消声室、混响室、隔声室中进行。1

测量设备常用的基本仪器设备可分为下列几类：

①声源和振动源测量设备。包括振荡器、噪声发生器、滤波器、功率放大器、扬声器、火花发生器和撞击器等。

②接收设备。包括传声器、声透镜、声抛物镜和拾振器等。

③记录和分析设备。包括测量放大器、滤波器、声级计、声谱仪、频率分析仪、记录仪、录音机、示波器、声功率计算器、数字频率分析仪、声强分析系统、台式计算器和电子计算机等。
测量时，可以根据测试的要求，将上述这些仪器设备作各种组合。一般测量取 125～4000 赫倍频程或 1/3 倍频程带，特殊情况可扩展到 63～8000 赫。

测量方法按所测参数不同，有下述几类方法。

音质测量方法测量厅堂基本音质参数的方法。

①混响时间。用一声源作发声系统，当声音在厅堂内达到稳态后切断声源，声音的衰减信号经测点的传声器拾取，通过接收系统把衰减曲线记录下来，根据衰减曲线的斜率和记录纸的纸速便可量度出混响时间。此外，还可用数字频率分析仪和台式计算器作自动测量。
②声场不均匀度。声源发出稳态声信号，通过接收系统测量各测点的声压级，可得出声场的不均匀度。
③方向性扩散。用声源发出稳态的声信号，以声透镜作接收器，沿水平方向 360° 旋转，通过接收系统描绘出对应水平各个方向的声音强度的分布图形，根据图形可计算出水平方向性扩散值。
④反射声分布。用另一声源的火花放电发出脉冲声，通过接收系统，利用示波器可观察到直达声和按时间排列的反射声分布图形。也可以用时间延迟频谱(TDS)装置测量反射声的能量分布。
⑤清晰度。它是一项主观测听指标。由发音人按规定时间间隔发出若干单音节，经过听者收听并记录（或在印好的字表上听音划字），然后统计听者正确听到的音节数占所发音节数的百分比，此值即为音节清晰度。

隔声测量方法测量建筑物墙板、门、窗和楼板隔声量的方法，可在实验室或现场进行。

①墙板、门和窗隔声测量。在实验室测量时用稳态声源作发声系统，分别在声源室和相邻的接收室测出平均声压级，并按公式计算出墙板的隔声量 R 。
②楼板隔声测量。国际上采用标准撞击声级作为楼板隔声的评价指标。测量时用合乎国际标准的撞击器在被测的楼板上撞击，同时在接收室测出平均声压级，然后按公式计算。
现场测量方法与实验室相似，只是测量结果包括了侧向传声的因素。

吸声测量方法测量吸声材料和结构吸声系数的方法，有驻波管法和混响室法。

①驻波管法。用来测量声波垂直入射时试件的吸声系数。测量的步骤是把试件放在驻波管的一端，在管子另一端用振荡器和扬声器发出某一频率的声信号以平面波的形式传播，管内的入射和反射声波叠加形成驻波，通过一探管传声器测量它的极大值和极小值，在频率分析仪上便可量度出材料的吸声系数。驻波管法应用简便，容易比较各种材料的吸声性能。
②混响室法。用来测量声波无规则入射时试件的吸声系数。把试件(面积约为10～12m2)装置在符合国际标准规定的混响室，分别测量空室和装入试件后室内的混响时间，按公式算出试件的吸声系数。

噪声测量方法测量建筑设备噪声的方法，可分为测量噪声声压级和声功率级两种。

①声压级测量。最简便的测量方法是采用声级计直接测量，或再接一台记录仪把噪声信号记录下来。也可以用数字频率分析仪进行测量，便于对噪声信号作快速分析和数据处理。
②声功率测量。采用声功率计算器可直接测量出噪声源的声功率。若用声强分析系统测量则更为方便，它可以在多个噪声源的情况下，鉴别被测的噪声源及判定其方位和声功率。

消声测量方法测量通风系统中消声器的透射损失或插入损失的方法。
①透射损失测量。用测量声功率的设备，在管道中测量入射于消声器的声功率 W1 和由消声器透射的声功率 W2 ，按公式式便可计算出消声器的透射损失。这种测试适合在实验室进行，用来检查消声器的性能。
②插入损失测量。消声器插入管道前后，在消声器出口管段同一测点测得声压级差。这种测试宜用来检验装设消声器后的综合效果。

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学