中、小型廳堂聲場(chǎng)均勻度研究

黃志軒，彭小云，熊華希

(華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，江西 南昌 330013)

0 引 言

音質(zhì)客觀評(píng)價(jià)參量是聲學(xué)設(shè)計(jì)的依據(jù)，其中聲場(chǎng)不均勻度反映聲場(chǎng)中聲壓級(jí)的分布情況，聲擴(kuò)散度反映聲場(chǎng)的聲強(qiáng)分布，而其他客觀參量?jī)H反映其位置的音質(zhì)情況。由于廳堂體型、聲源情況、材料的布置與形狀等因素的影響，上述的其他客觀參量在不同位置會(huì)有差別，當(dāng)差別顯著時(shí)，會(huì)影響到觀眾的聽(tīng)音感受。為了評(píng)價(jià)聲場(chǎng)中聲學(xué)參量分布情況，本文將聲場(chǎng)均勻度定義為廳堂中音質(zhì)客觀評(píng)價(jià)參量最大值、最小值的差值。例如，進(jìn)行室內(nèi)聲學(xué)參量測(cè)量時(shí)，可通過(guò)區(qū)域的聲場(chǎng)均勻度判斷混響時(shí)間是否存在顯著差異[1]。因此在進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要有合適的聲學(xué)參量范圍，還要有較好的聲場(chǎng)均勻度。本文以一個(gè)中型會(huì)議室為例，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和Odeon軟件模擬，對(duì)中、小型廳堂聲場(chǎng)均勻度進(jìn)行研究。

1 聲場(chǎng)均勻度的影響因素

聲場(chǎng)均勻度受房間體型、聲源、材料的布置與形狀等因素的影響。

1.1 房間體型

房間體型影響聲場(chǎng)的能量分布，不合適的體型容易導(dǎo)致回聲、聲聚焦、聲染色現(xiàn)象等聲缺陷，造成聲場(chǎng)分布不均勻。通過(guò)體型設(shè)計(jì)，可以充分利用有效聲能，使反射聲在時(shí)間和空間上分布合理，防止出現(xiàn)聲缺陷，提高聲場(chǎng)的擴(kuò)散度，改善聲場(chǎng)均勻度。

1.2 聲 源

聲源的位置與指向性不同，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)聲場(chǎng)能量分布發(fā)生變化，影響到聲場(chǎng)均勻度。彭健新[2]采用Odeon探討了5種不同聲源對(duì)教室內(nèi)語(yǔ)言清晰度參量的影響，指出采用不同聲源得到的明晰度(Clarity)C50結(jié)果差異較大。饒丹等[3]以兩個(gè)廳堂為對(duì)象，通過(guò)測(cè)量指向性和無(wú)指向性聲源的雙耳房間脈沖響應(yīng)來(lái)研究聲源指向性對(duì)可聽(tīng)化質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)不同指向性聲源得到的可聽(tīng)化質(zhì)量在主觀距離感、明晰度、語(yǔ)言清晰度等多方面有明顯差異。Wang等[4]用不同指向性聲源對(duì)一小型廳堂進(jìn)行模擬，并對(duì)聲壓級(jí)(Sound Pressure Level, SPL)、混響時(shí)間T30、C80三種音質(zhì)參量進(jìn)行分析，結(jié)果顯示大多數(shù)情況下SPL的模擬誤差可忽略，聲源指向性不同時(shí)T30和C80有所不同。

1.3 擴(kuò)散體、吸聲材料的布置與形狀

擴(kuò)散體、吸聲材料的布置與形狀可以提高房間的擴(kuò)散度，改善聲場(chǎng)均勻度。提高擴(kuò)散度的方法主要有三種：(1) 不規(guī)則的體型；(2) 界面起伏或布置擴(kuò)散體；(3) 不同吸聲材料與擴(kuò)散體間隔布置。吸聲材料間隔布置的方式通常如圖1所示，其中類型a、b、d又分高頻或低頻材料沿兩墻交界處布置的兩種情況。已有研究證明圓柱形擴(kuò)散體效果略優(yōu)于三角形擴(kuò)散體，單個(gè)擴(kuò)散體的效果不如連續(xù)的[5]。為了研究擴(kuò)散體布置的影響，按照擴(kuò)散體連續(xù)個(gè)數(shù)、形狀、間距將擴(kuò)散體分為如圖2～4所示的類型。

圖1 吸聲材料布置類型Fig.1 Layout types of sound-absorbing material

圖2 擴(kuò)散體布置類型(單位：mm)Fig.2 Types of diffuser arrangement (unit: mm)

研究表明容積小于300 m3封閉的空間為中、小型廳堂，其平面大多為矩形，而且體型在建筑設(shè)階段已確定，所以調(diào)整代價(jià)較高[1]。因此本文將以某矩形多功能會(huì)議室為例，研究聲源、擴(kuò)散體、吸聲材料的布置與形狀對(duì)聲場(chǎng)均勻度的影響。

2 會(huì)議室概況與音質(zhì)實(shí)測(cè)

本文研究的會(huì)議室(見(jiàn)圖5、圖6)位于某辦公樓地下，以會(huì)議為主，兼顧 KTV的功能。會(huì)議室平面為矩形，長(zhǎng)寬高為10.2 m×7.2 m×3 m，容積約為220.3 m3。該房間墻面采用聚酯纖維板與木質(zhì)板，地面實(shí)鋪木地板，頂棚為紙面石膏板。墻上有1扇木門，室內(nèi)放置了10張干軟靠背椅，1張木制辦公桌。

圖3 擴(kuò)散體形狀Fig.3 Diffuser shapes

圖4 頂棚擴(kuò)散體布置類型(單位：mm)Fig.4 Layout types of ceiling diffuser (unit: mm)

圖5 會(huì)議室聲源及測(cè)點(diǎn)位置圖(單位：mm)Fig.5 Location map of sound sources and measuring points in meeting room (unit: mm)

圖6 會(huì)議室照片F(xiàn)ig.6 Meeting room photo

依據(jù)ISO 3382-2的測(cè)試方法選取了2個(gè)聲源位置和 6個(gè)測(cè)點(diǎn)(如圖 5)，對(duì)會(huì)議室的音質(zhì)進(jìn)行了測(cè)量。測(cè)量在房間空?qǐng)鰻顩r下進(jìn)行，房間內(nèi)有少量設(shè)備和測(cè)量人員，測(cè)量時(shí)門窗密閉，空調(diào)設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)。測(cè)量?jī)x器為法國(guó)01dB公司生產(chǎn)的Solo，測(cè)量方法為脈沖響應(yīng)積分法，測(cè)量聲源為發(fā)令槍。主要測(cè)量?jī)?nèi)容為：混響時(shí)間T30、早期衰減時(shí)間EDT、清晰度D50、明晰度C80、聲壓級(jí)SPL、語(yǔ)言可懂度STI和背景噪聲級(jí)(Background Noise Level, BNL)。測(cè)量結(jié)果如表1、2所示。

表1 會(huì)議室不同頻率聲學(xué)參量測(cè)量的平均結(jié)果Table 1 Measurement data of acoustic parameters in the meeting room at different frequencies

表2 會(huì)議室STI測(cè)量結(jié)果Table 2 STI measurement data in the meeting room

3 會(huì)議室音質(zhì)的模擬與結(jié)果分析

3.1 模擬的條件

采用Odeon軟件對(duì)該會(huì)議室的音質(zhì)進(jìn)行模擬，模型按照會(huì)議室實(shí)際尺寸建立。研究表明：用Odeon模擬中、小型空間時(shí)，需忽略微小尺寸的凹槽和凸起，并對(duì)天花和墻面擴(kuò)散體進(jìn)行簡(jiǎn)化[6]。因此本模型中僅將圓弧擴(kuò)散體簡(jiǎn)化為多段折線擴(kuò)散體。

選擇Odeon中無(wú)指向性聲源(Omni)，普通男聲聲源(Tlknorm)和Danley Sound提供的Labs-SH-95揚(yáng)聲器聲源作為模擬聲源。Omni無(wú)指向性聲源不含頻譜均衡，其125 Hz～4 kHz各倍頻帶聲壓級(jí)均為0 dB，總聲壓級(jí)為9 dB。Tlknorm聲源是模擬成年男性正常講話時(shí)的發(fā)聲情況，125 Hz～4 kHz的6個(gè)倍頻帶的聲壓級(jí)依次為：61. 9、64.1、67.8、62.0、54.6和49.9 dB，其位置設(shè)置在前墻中部前1 m、高1.5 m處，聲源朝向正前方。Labs-SH-95聲源是模擬揚(yáng)聲器聲源，250 Hz～4 kHz的5個(gè)倍頻帶的聲壓級(jí)依次為：102.1、100.6、96.7、97.0和97.7 dB，其位置設(shè)置在前墻兩端頂部，聲源方向與后墻夾角呈 45°，即指向房間中部。兩個(gè)聲源的1 kHz指向性如圖7所示。

圖7 兩種聲源在1 kHz的指向性圖Fig.7 Directivity patterns of two sound sources at 1 kHz

為了研究界面吸聲材料的最佳布置方式，不改變所選吸聲材料的賦值(其他家具等固有吸聲條件不變)，僅改變材料的布置方式。進(jìn)行擴(kuò)散體選用及布置研究時(shí)，擴(kuò)散體的數(shù)量及投影面積保持不變。由于普通男聲與揚(yáng)聲器聲源在低頻指向性弱，綜合考慮聲源指向性的影響與常用模數(shù)，將擴(kuò)散體設(shè)計(jì)為寬度900 mm、凸出高度150 mm、有效擴(kuò)散的最低頻率定為250 Hz。因此本文不對(duì)250 Hz以下低頻模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

由于會(huì)議室現(xiàn)有布置的材料吸聲系數(shù)難以獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，為便于研究材料的布置與形狀對(duì)聲場(chǎng)均勻度的影響，基于會(huì)議室現(xiàn)有聲學(xué)布置情況，重新選擇吸聲材料作為模擬數(shù)據(jù)。重新選擇的吸聲材料應(yīng)使廳堂參數(shù)模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的差值小于1JND(Just Noticeable Difference)，且不出現(xiàn)聲缺陷。

模擬時(shí)各表面的材料吸聲系數(shù)按照表3進(jìn)行，將頂棚與擴(kuò)散體表面設(shè)為反射面，其中材料的散射系數(shù)按照Odeon推薦值進(jìn)行設(shè)置。采用工程計(jì)算模式，聲線數(shù)目按照默認(rèn)狀態(tài)設(shè)置，TO(Transition Order)值設(shè)為 2，IRL(Impulse Response Length)設(shè)置為600 ms，背景噪聲與測(cè)量值一致。

表3 會(huì)議室各表面吸聲系數(shù)Table 3 Sound absorption coefficient of each surface in the meeting room

為驗(yàn)證吸聲材料的選擇是否合理，選擇無(wú)指向性聲源對(duì)房間模型進(jìn)行多點(diǎn)響應(yīng)計(jì)算模擬，計(jì)算EDT、T30、C80、D50、STI結(jié)果。模擬聲源與接收點(diǎn)位置與實(shí)測(cè)相同，聲源與接收點(diǎn)位置見(jiàn)表4。

表4 聲源與接收點(diǎn)位置坐標(biāo)Table 4 Position coordinates of sound sources and receiving points

圖 8為接收點(diǎn) 2處的雙耳脈沖響應(yīng)(Binaural Room Impulse Response, BRIE)分析圖，在直達(dá)聲后0.05 s沒(méi)有明顯脈沖聲出現(xiàn)。圖9為ODEON軟件計(jì)算的接收點(diǎn)2處的反射聲序列圖，圖中顯示直達(dá)聲后一定時(shí)間出現(xiàn)一系列連續(xù)反射聲，但均在0.05 s內(nèi)。

圖8 接收點(diǎn)2處雙耳脈沖響應(yīng)曲線Fig.8 Binaural impulse response curves at the receiving point 2

圖9 接收點(diǎn)2處反射聲序列Fig.9 The reflected sound sequence at the receiving point 2

無(wú)指向性聲源情況下側(cè)墻吸聲材料布置模擬多點(diǎn)響應(yīng)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 5、6所示。模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果相差小于1JND，材料選擇合理。

表5 會(huì)議室側(cè)墻吸聲材料布置模擬的聲學(xué)參量各頻率平均值Table 5 The average value of acoustic parameters in the meeting room with sidewall diffuser arrangement at different frequencies

表6 該會(huì)議室不同測(cè)點(diǎn)的STI模擬結(jié)果Table 6 STI simulation results at different measuring points in the above meeting room

分別選擇普通男聲聲源與揚(yáng)聲器聲源按照模擬步驟進(jìn)行網(wǎng)格響應(yīng)計(jì)算模擬，網(wǎng)格距離地面1.2 m，尺寸為 0.6 m×0.6 m，計(jì)算參數(shù)設(shè)置同上，計(jì)算 EDT、T30、SPL、C80、D50、STI結(jié)果。

3.2 模擬的步驟

在中、小型房間的聲學(xué)設(shè)計(jì)中，吸聲材料的布置對(duì)每個(gè)界面的影響不同。側(cè)墻上吸聲材料的布置情況對(duì)早期側(cè)向反射聲的影響較大，吸聲量太大或擴(kuò)散度不足，會(huì)導(dǎo)致某些位置沒(méi)有良好的早期側(cè)向反射聲，缺少空間感；后墻布置強(qiáng)吸聲材料，其主要作用是避免出現(xiàn)回聲、聲聚焦等聲缺陷，對(duì)提高房間聲場(chǎng)均勻度作用較小。因此本文在進(jìn)行吸聲材料布置研究時(shí)，優(yōu)先進(jìn)行側(cè)墻的吸聲材料布置模擬，在其基礎(chǔ)上再進(jìn)行后墻的吸聲材料布置模擬。由于頂棚上材料的布置一般較為單一，不進(jìn)行頂棚吸聲材料的布置模擬。

在側(cè)墻與頂棚上布置擴(kuò)散體能使房間中部獲得豐富的早期反射聲，對(duì)增加聲音強(qiáng)度與提高清晰度有益。早期側(cè)向反射聲能起到加強(qiáng)空間感的作用，來(lái)自頂部的早期反射聲對(duì)空間感作用較小，而來(lái)自后方的反射聲則會(huì)影響清晰度與空間感。因此本文在進(jìn)行擴(kuò)散體的布置與形狀研究時(shí)，先進(jìn)行側(cè)墻擴(kuò)散體的布置模擬，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行頂棚擴(kuò)散體的布置模擬。由于后墻反射聲已使用強(qiáng)吸聲材料處理，因此不進(jìn)行后墻擴(kuò)散體的布置模擬。

模擬分為4個(gè)步驟進(jìn)行，除步驟(1)外，每個(gè)步驟均以此前步驟中聲場(chǎng)均勻度模擬結(jié)果最佳的模型為基礎(chǔ)，進(jìn)行吸聲材料布置或擴(kuò)散體形狀及布置的模擬。步驟(1)模擬側(cè)墻布置吸聲材料對(duì)聲場(chǎng)均勻度的影響；步驟(2)模擬后墻布置吸聲材料對(duì)聲場(chǎng)均勻度的影響；步驟(3)模擬側(cè)墻布置擴(kuò)散體對(duì)聲場(chǎng)均勻的影響；步驟(4)模擬頂棚布置擴(kuò)散體對(duì)聲場(chǎng)均勻度的影響。每個(gè)步驟的材料布置情況如表 7～9所示。在各步驟模擬中，分別選擇普通男聲與揚(yáng)聲器聲源，對(duì)每種材料布置的組合方式，進(jìn)行網(wǎng)格響應(yīng)模擬。將兩種聲源模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，研究聲源對(duì)聲場(chǎng)均勻度的影響。

表7 步驟1(側(cè)墻)和2(后墻)模擬吸聲材料布置情況Table 7 Steps 1 (sidewall) and 2 (back wall) for the simulation of sound-absorbing materials arrangement

吸聲材料布置方式見(jiàn)圖2，擴(kuò)散體形狀見(jiàn)圖3，布置類型見(jiàn)圖4。

表8 步驟3模擬側(cè)墻擴(kuò)散體布置情況Table 8 Step 3 for the simulation of the layout of sidewall diffuser

表9 步驟4模擬頂棚擴(kuò)散體布置情況Table 9 Step 4 for the simulation of the layout of ceiling diffuser

3.3 模擬結(jié)果

3.3.1 模擬結(jié)果的處理

通過(guò)網(wǎng)格響應(yīng)計(jì)算得出整個(gè)廳堂聲學(xué)參量的累積分布結(jié)果，由于會(huì)議室存在交通等輔助面積，同時(shí)為避免離散程度大的結(jié)果影響聲場(chǎng)均勻度，分別選取結(jié)果中第10與第90百分位數(shù)為聲學(xué)參量的最小值與最大值，進(jìn)行聲場(chǎng)均勻度計(jì)算。為評(píng)價(jià)聲場(chǎng)均勻度的優(yōu)劣，將聲場(chǎng)均勻度與最小差別閾限1JND進(jìn)行差值計(jì)算，差值越小(甚至小于0)，表明聲場(chǎng)均勻度越好，其中各客觀參量的1JND的數(shù)值是采用Odeon軟件給出的建議值[10](如表10所示)。為了更直觀地描述不同因素對(duì)聲場(chǎng)均勻度的影響，引入?yún)⒘喀p(見(jiàn)式(1))。然后對(duì)兩種聲源情況下不同客觀參量的ΔLp大小排序并評(píng)分，并將各參量的得分相加，總得分最高的模型為聲場(chǎng)均勻度最優(yōu)的模型。

表10 Odeon中1JND建議值Table 10 1JND recommended value in Odeon

式中：ΔLp為聲場(chǎng)均勻度受影響的程度；Lp為250～4 000 Hz 5 個(gè)頻率聲場(chǎng)均勻度的平均值；T1JND為最小差別閾限。

3.3.2 模擬結(jié)果分析

步驟(1)模擬中各參量的影響度結(jié)果如圖10、11所示，評(píng)分結(jié)果如圖12、13所示；步驟(2)模擬中各參量的影響度結(jié)果如圖14、15所示，評(píng)分結(jié)果如圖 16、17所示；步驟(3)模擬中各參量影響度結(jié)果如圖18、19所示，評(píng)分結(jié)果如圖20、21所示；步驟(4)模擬中各參量的影響度結(jié)果如圖 22、23所示，評(píng)分結(jié)果如圖24、25所示。

圖10 步驟(1) EDT、T30、SPL影響度Fig.10 Effect of step (1) combination on EDT, T30, SPL

圖11 步驟(1) C80、D50、STI影響度Fig.11 Effect of step (1) combination on C80, D50, STI

圖12 步驟(1) 普通男聲聲源總得分Fig.12 The total score of common male sound sources under different step (1) combinations

圖13 步驟(1) 揚(yáng)聲器聲源總得分Fig.13 The total score of speaker sound source under different step (1) combinations

圖14 步驟(2) EDT、T30、SPL影響度Fig.14 Effect of step (2) combination on EDT, T30, SPL

圖15 步驟(2) C80、D50、STI影響度Fig.15 Effect of step (2) combination on C80, D50, STI

圖16 步驟2 普通男聲聲源總得分Fig.16 The total score of common male sound sources under different step (2) combinations

圖17 步驟2 揚(yáng)聲器聲源總得分Fig.17 The total score of speaker sound source under different step (2) combinations

圖18 步驟(3) EDT、T30、SPL影響度Fig.18 Effect of step (3) combination on EDT, T30, SPL

圖19 步驟(3) C80、D50、STI影響度Fig.19 Effect of step (3) combination on C80, D50, STI

圖20 步驟(3) 普通男聲聲源總得分Fig.20 The total score of common male sound sources under different step (3) combinations

圖21 步驟(3) 揚(yáng)聲器聲源總得分Fig.21 The total score of speaker sound source under different step (3) combinations

圖22 步驟(4) EDT、T30、SPL影響度Fig.22 Effect of step (4) combination on EDT, T30, SPL

圖23 步驟(4) C80、D50、STI影響度Fig.23 Effect of step (4) combination on C80, D50, STI

圖24 步驟(4) 普通男聲聲源總得分Fig.24 The total score of common male sound sources under different step (4) combinations

圖25 步驟(4) 揚(yáng)聲器聲源總得分Fig.25 The total score of speaker sound source under different step (4) combinations

(1) 吸聲材料

圖 10、11表明，在側(cè)墻上以相同方式布置相同吸聲材料時(shí)，聲源為揚(yáng)聲器的SPL、D50、STI均勻度較好，聲源為普通男聲的 EDT均勻度較好。側(cè)墻吸聲材料的布置情況對(duì)EDT與T30均勻度的影響較大，而對(duì) SPL、C80、D50與 STI均勻度的影響較??；聲源對(duì)EDT、SPL、D50與STI均勻度的影響較大，而對(duì)T30與C80均勻度的影響較小。圖12、13顯示，相同吸聲材料布置方式與聲源的情況下，沿兩墻交接處布置低頻吸聲材料時(shí)，聲場(chǎng)均勻度好。無(wú)論是揚(yáng)聲器還是普通男聲聲源，側(cè)墻上水平交替布置吸聲材料時(shí)，沿兩墻交接處布置低頻吸聲材料的總得分最高。

圖14、15表明，在后墻上以相同方式布置相同吸聲材料時(shí)，聲源為揚(yáng)聲器的SPL、D50、STI均勻度較好，聲源為普通男聲的EDT均勻度較好。后墻吸聲材料的布置情況對(duì)EDT與T30均勻度的影響較大，而對(duì)SPL、C80、D50與STI均勻度的影響較??；聲源對(duì)EDT、SPL、D50與STI均勻度的影響較大，而對(duì)T30與C80勻度的影響較小。后墻吸聲材料的布置情況對(duì)聲場(chǎng)均勻度影響較小，而聲源對(duì)聲場(chǎng)均勻度的影響較大。圖 16、17顯示，聲源為普通男聲，后墻上垂直交替布置吸聲材料時(shí)，沿兩墻交接處布置低頻吸聲材料的總得分最高；聲源為揚(yáng)聲器，后墻上垂直交替布置吸聲材料時(shí)，沿兩墻交接處布置高頻吸聲材料總得分最高。

(2) 擴(kuò)散體

圖18、19表明，無(wú)論揚(yáng)聲器聲源還是普通男聲聲源，在側(cè)墻上布置擴(kuò)散體，擴(kuò)散體連續(xù)數(shù)量較少時(shí)，布置三角形擴(kuò)散體的房間聲場(chǎng)均勻度較好。

隨著連續(xù)數(shù)量的增加，梯形擴(kuò)散體效果更好，當(dāng)連續(xù)數(shù)量較多時(shí)，布置弧形擴(kuò)散體的房間聲場(chǎng)均勻度最好。側(cè)墻布置相同擴(kuò)散體時(shí)，聲源為揚(yáng)聲器的SPL、D50、STI均勻度較好，聲源為普通男聲的EDT均勻度較好。側(cè)墻上布置擴(kuò)散體對(duì)EDT與T30均勻度的影響較大，而對(duì)SPL、C80、D50、STI均勻度的影響較?。宦曉磳?duì) EDT、SPL、D50與 STI均勻度的影響較大，而對(duì) T30與 C80均勻度的影響較小。圖 20、21顯示，無(wú)論揚(yáng)聲器還是普通男聲聲源，當(dāng)側(cè)墻上吸聲材料與擴(kuò)散體間隔布置時(shí)，連續(xù)布置3個(gè)梯形擴(kuò)散體的總得分最高。

圖22、23表明，在頂棚上以相同方式布置相同擴(kuò)散體時(shí)，聲源為揚(yáng)聲器的SPL、D50、STI均勻度較好，聲源為普通男聲的 EDT均勻度較好。頂棚上布置擴(kuò)散體對(duì)EDT與T30均勻度的影響較大，而對(duì)SPL、C80、D50與STI均勻度的影響較?。宦曉磳?duì) EDT、SPL、D50與 STI均勻度的影響較大，而對(duì)T30與C80均勻度的影響較小。圖24、25顯示，聲源為普通男聲時(shí)，頂棚按類型3布置三角形擴(kuò)散體總得分最高；聲源為揚(yáng)聲器時(shí)，頂棚按類型4布置等腰三角形擴(kuò)散體總得分最高。最佳聲場(chǎng)均勻度模型如圖26所示。

圖26 兩種聲源情況下最佳聲場(chǎng)均勻度擴(kuò)散體布置模型Fig.26 Diffuser layout models for optimal sound field uniformity of two sound sources

4 結(jié) 論

材料的布置與形狀對(duì)聲場(chǎng)均勻度的影響與聲源指向性及位置有關(guān)。通過(guò)對(duì)兩種聲源情況下的會(huì)議室進(jìn)行材料的布置與形狀的優(yōu)化模擬，可以得到以下結(jié)論：

(1) 側(cè)墻與頂棚材料的布置與形狀對(duì) EDT與T30均勻度的影響較大，而對(duì)SPL、C80、D50與STI均勻度的影響較小。后墻吸聲材料的布置情況對(duì)聲場(chǎng)均勻度的影響較小。聲源對(duì) EDT、SPL、D50與STI均勻度的影響較大，而對(duì)T30與C80均勻度受影響較小；

(2) 相同的吸聲材料布置方式與聲源的情況下，沿兩墻交接處布置的吸聲材料為低頻時(shí)，聲場(chǎng)均勻度較好；

(3) 墻面與頂棚材料的布置與形狀相同的情況下，聲源為揚(yáng)聲器時(shí)SPL、D50、STI均勻度較好，聲源為普通男聲時(shí)EDT均勻度較好；

(4) 無(wú)論是揚(yáng)聲器還是普通男聲聲源，在側(cè)墻上布置擴(kuò)散體，擴(kuò)散體連續(xù)數(shù)量較少時(shí)，布置三角形擴(kuò)散體的房間聲場(chǎng)均勻度較好。隨著連續(xù)數(shù)量的增加，梯形擴(kuò)散體效果更好，當(dāng)連續(xù)數(shù)量較多時(shí)，布置弧形擴(kuò)散體時(shí)房間的聲場(chǎng)均勻度最好；

(5) 當(dāng)房間布置吸聲材料與擴(kuò)散體時(shí)，相對(duì)于僅布置吸聲材料，EDT、T30均勻度有所提高，而D50均勻度有所降低。