[科普中国]-吸声量

简介

吸声量亦称等效吸声面积。吸声量规定为吸声系数与吸声面积的乘积，即

式中，A为吸声量，m2；a为某频率声波的吸声系数；S为吸声面积，m2。

按上式，若50m2的某种材料。在某频率下的吸声系数为0.2，则该频率下的吸声量应为10m2。或者说，它的吸声本领与吸声系数为1而面积为10m2的吸声材料相同，此10m2即为等效吸声面积。

如果组成厂房各壁面的材料不同，则壁面在某频率下的总吸声量A为

式中，Ai为第i种材料组成的壁面的吸声量，m2；Si为第i种材料组成的壁面的面积，m2；ai为第i种材料组成的某频率下的吸声系数。1

与混响时间关系

声源发出声波后，在室内将产生混响，混响时间为

A是衡量室内壁面吸声能力的量，吸声量。

测量实例混响室法观众厅座椅吸声量的测量

从远古时代古罗马斗兽场的石头台阶，到近代木板凳，再到现代各种款式的软式座椅，厅堂中的座椅不仅满足了观众看演出的视觉要求，而且对厅堂音质的影响也越来越突出。通过座椅安装前后厅堂混响时间对比的研究表明：通常情况下，座椅吸声量占厅堂总吸声量的30% ~ 50%。特别是近年来剧场建设中采用的软座更是决定厅堂音质指标混响时间的重要因素。

1983年，由广播电视部会同中国科学院声学研究所、中国建筑科学研究院、清华大学、南京大学和同济大学等单位共同编制了GBJ47-83《混响室法吸声系数测量规范》，并于当年6月1日起试行。参照此规范，利用北京工业大学混响室，对剧场等演出场所常用观众厅座椅，在空场满场（无人有人）、测试样椅多少、测试样椅摆放方式等条件下的每把座椅的吸声量进行了测量，比较得出结论。

测量

混响室体积为193 m³，形状为正方形，每两个对称面都不平行。室内最大线度主对角线长Lmax = 8m，小于1.9 V1/3。混响室内声场未悬挂任何扩散体。测量使用丹麦B&K 2270手持式频谱分析仪与B&K4169无指向传声器，以及B&K 2716功率放大器和B&K 429212面体扬声器连接成的一套混响时间测量装置。采用声源截断法测量混响室内有、无座椅情况下，不同频率的混响时间，计算得出每把座椅吸声量。

计算

在混响室中测量有、无测试样椅的混响时间，比较两次混响时间的变化，即可计算出平均每座吸声量，计算公式如下式所示

式中：Ai为平均每把座椅吸声量（m/席）——测量结果，T1为椅子放入之后的混响时间（s）——测量数值；T2为椅子放入之前的混响时间（s）——测量数值；V为混响室容积（m³）——测量混响室193m³；N为座椅的数量（座）——测量座椅16把；c为空气中的声速（m/s），c = 331.5+0.61t，t为空气温度。

T1和T2的测量间隔中，混响室内无明显的温度、湿度变化。混响时间的测量采用1/3倍频程带宽的接收滤波器，只对1/1倍频程序列进行了测量。同样条件下，每次连续测量3次以上，B&K 2270 自动数据处理，直接出结果。

结论

将16把座椅排列在混响室的中心位置，前后对齐。分别测量空场、满场（坐人）的混响时间，计算平均每把座椅吸声量。从空场、满场的测量结果可以得出，满场吸声量比空场时增大，主要是增加了人的吸收作用。本次测试在初春季节，室温16℃左右，人和服装对高频的吸收作用明显高于对低频的吸收，因此，满场座椅的吸声特性体现出一定的“季节”性。由于冬季和夏季的服装效果与测试室温不吻合，所以，没有再作测试。但是，温度和湿度对座椅吸声特性的影响有待深入研究。

改变测量座椅的数量，混响室的混响时间随着座椅的增加而减小，总吸声量明显增加。但是，通过计算得到的每把座椅吸声量没有明显的变化，频率特性也基本保持不变。但实际剧场的座椅数远远大于测试样椅数，在使用一把座椅吸声量乘以座位数计算厅堂混响时间时，会产生怎样的偏差有待深入研究。

改变座椅的摆放位置与每把座椅吸声量并无直接的关系，频率特性也几乎一致，完全符合混响理论。但是，实际剧场座椅排布方式和面积与样椅测试状况相差很大，在使用一把座椅吸声量乘以座位数计算厅堂混响时间时，又会产生怎样的偏差有待深入研究。

本次测试用混响室中频的总吸声量显然大于GBJ47-83的要求。本次实验也未按其要求将被测椅子的周边进行封闭遮档。这可能会对测量精度产生影响，如何预估实验精度对计算混响时间的影响还有待深入研究。3