一级建筑师辅导：用波动声学处理室内声学问题

3.用波动声学处理室内声学问题
用波动声学处理室内声学问题，就是从声波的物理本质出发，求解满足一定边界条件的声波方程。本文仅限于驻波和房间共振。
(一)驻波
驻波是声压的平稳波动，由两列频率相同、传播方向相反的声波叠加而成。波腹和节点的位置是固定的。
(二)两平行壁间产生驻波的条件
两平行壁间维持驻波的条件为:
其中f为共振频率，Hz；
L——两平行墙壁之间的距离，m
c——声速，M/S2
N ——不为零的正整数，1、2、3、…、∞，每个数字对应一个振动模式。
(3)矩形房间内的声共振
1。矩形房间的共振频率
在矩形房间的三对平行面之间也能产生共振，称为轴向共振。声波除了三个方向的轴向共振外，还可以有二维的驻波空，称为切向共振。此外，还会发生斜共振。矩形房间的共振频率为:
其中Lx、Ly、Lz——分别为房间的长、宽、高、m；
nx，ny，nz——零或任意正整数，不同时全部为零。
选择任意一组nx、ny、nz不同时全为零的非负整数，即对应一个振动模式。从上面的公式可以看出，房间大小的选择对谐振频率有很大的影响。
2。共振频率的简并性
当某些振动模式的共振频率相同时，会出现共振频率重叠的现象，称为共振频率的简并性。
在简并的共振频率上，相当于共振频率的声音会被加强，产生频率失真，使人感觉到声音的失真，从而产生音污。同时，这种简并现象也会导致空之间某些频率尤其是低频声音的声能分布不均匀。
为了克服简并现象，使声音分布均匀，可以采取以下措施:
(1)选择合适的房间大小、比例和形状。当房间长宽高的比例不合理时，可以有效地避免共振频率的简并。在这方面，立方体房间是最不利的。
(2)将房间的墙壁或天花板做成不规则形状，在墙壁或天花板上布置声扩散构件，或者不规则布置吸声材料，都可以在一定程度上克服共振频率的简并。