声学材料—扩散体

2020-11-30

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声学材料—扩散体


声学材料—扩散体



扩散体是为改进声场扩散性能所采用的布置。设计混响式的主要目的是要得到扩散声场,但即使按要求设计,在某些情况下还是明显地达不到预期的扩散。例如,当测量吸收系数较高的建筑材料时,如在一个地面上约10平方左右的吸收特别强,就会使室内声场的扩散变差。又如在纯音或窄带噪声功率的测试,在低频段因被激发起的简正振动模式太少而达不到扩散。这是就要考虑在室内另加扩散体。通常,是在房间的墙面或天花板上砌出凸半圆柱、半球体或其它形状的扩散体(不一定所有壁面都砌,两对面可只砌一面),当声波波长与扩散体尺寸相近或比它小时,扩散体就能起扩散作用。同时,还可避免颤动回声等现象,这种扩散体的主要作用只是改变了简正振动模式的空间图形。要注意防止扩散体本身的共振而产生有害的附加吸收。


适当的添加吸音材料,所产生的时间离散并不会像扩散体产生那么大,但同样起到很好的扩散作用。并且吸音材料还能使增加整个空间的吸声系数,使空间声场更好。值得注意的是,为了获得高频率扩散反射,吸音材料的尺寸要把控好,分布也十分重要。

因此,声学设计非常重要。扩散体(QRD)是按照二次余数序列值,根据声波的频率设置不同沟槽深度和宽度的凹凸表面。因为沟槽的深度不一样,本来同一时间到达的频率分成了无数个小的反射波,形成波阵面,造成了时间离散。离散的好处在于既改变了声波相遇时的相位,又能使声音更均匀分布空间。扩散体能使任何一个入射角的声波扩散,同时实现空间离散与时间离散。

形成扩散的另一种方法就是把声音的反射与吸声相结合。既在墙面上布置吸声材料,这样就能让部分的反射缺失,产生离散。


同时在设计,布置声扩散体时,应注意以下问题:

(1)扩散体不是吸声体,概念不能混淆

(2)扩散体应尽量采用比重大而具有一定刚度的材料

(3)如用木材则宜采用实心硬木,如柚木、橡木、花梨木或硬木。切忌用三合板、五合板等薄板制成空心体。

(4)尽可能避免用石膏浇铸扩散体,虽然制作成本很低,但它会产生金属声染色,对音色不利。

(5)扩散体各个扩散面的几何尺寸必须足以与声波波长相比,才有良好的扩散效果。根据反射原理,一旦扩散体尺寸一定,室内声波的扩散程度随频率上升而递增。因此,在进行声扩散设计时,应注意采用大尺寸的扩散体,以增加对低音的扩散能力。




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