第一节实验室设计
声学实验室主要有用于声学测量的消声室、混响室和隔声室。其中消声室和混响室是通用性实验室，用途十分广泛。如在建筑声学领域内材料或结构吸声系数测定，音质主观评价的模拟试验，设备及某些工业产品噪声级及声功率级的测量，扬声器、乐器声学特性的分析测量以及生理、心理声学方面的研究等都离不开声学实验室。
一、消声室声学设计
消声室的作用是为声学测量和声学实验提供一个无反射声影响的自由场(或半自由场)声学环境。在理想的自由声场中，点声源的声压是按反平方定律衰减的，也就是与点声源的距离增加一倍，声压级衰减6dB。为此，消声室内表面的吸声系数应等于1。这在实际上难以达到，一般质量较高的消声室，要求在测试频率范围内表面吸声系数大于0.99，并把吸声系数达到0.90的最低频率称为截止频率f。但对于测试要求较低的消声室，允许吸声系数略低些。
检查消声室是否满足自由场要求，通常是把球面声源置于消声室的中心，沿声源到消声室八个顶角连线测量声压级，把测得的结果与自由场衰减的理论值进行比较。
消声室的背景噪声应低于被测声源声压级10dB以上，如对于传声器、扬声器的声学特性测量，乐器和精密仪器的声学分析等，通常要求允许噪声标准为NR15；而对家用电器的噪声测定，则允许噪声标准可为NR25；如专用于大型电机、空压机、通风机的声功率级测定，室内允许噪声控制在NR30即可满足要求
（一）全消声室
全消声室六个表面均为强吸声面，室内为自由场。在消声室中间偏低的位置做一层直径为4m的钢丝网结构作为工作平面。
根据用途不同，消声室的容积可有很大差别。它的尺寸取决于所测声源的体积和声源与传声器的距离，即所要求的自由场的范围。如最低测量频率的相应波长为λ，消声室的长、宽净尺寸应大于测量范围λ/2。同时消声室的容积应大于所测最大声源体积的200倍以上。
为了使消声室内表面吸声系数达到0.99以上，通常在墙、顶、地上安装吸声尖劈。通常使用的吸声尖劈用斗钢筋做骨架，外包玻璃丝布和塑料窗纱，内填多孔性吸声材料。多孔性吸声材料主要是各种玻璃纤维。吸声尖劈加工制作比较麻烦，为节省加工费用，也有用吸声泡沫塑料切割成形做吸声尖劈。同济大学消声室采用玻璃纤维半硬板切割成形，配置在墙面上，再在其外挂一层玻璃丝布和窗纱，也取得了很好的效果，达到了节约投资、缩短工期的目的。
为了使墙、顶有足够的隔声量，特别是有良好的低频隔声性能，截止频率f≤125Hz的消声室通常都采用双层墙结构，如双层砖墙或双层钢筋混凝土墙，更多是外墙用砖墙，内墙用钢筋混凝土墙体，墙间设通道或空气间层。
消声室的门应有相应的隔声量。早期，隔声门采用厚重的单层门，并在室内一侧挂吸声尖劈。这种门都设地轨平推启闭。这种门重量大，开启不便，且门缝不严密，隔声效果相对较差。目前采用较多的还是双层门，外层为开扇隔声门，内层为吸声尖劈门，即把原来隔声门的隔声和吸声功能分开，有利于提高隔声量并方便使用。当隔声门面积很大时，可以吧隔声门和吸声门都做成两部分，需要进出大型设备时，两部分都开启，平时人员进出，只需开启一扇小门即可。
为防止外界振动传入消声室产生噪声和振动干扰，必须采取相应的隔震措施。当截止频率f≤100Hz，周围又存在振动源的情况下，应采用“房中房”结构。要求较高时，可采用钢弹簧和橡胶组合的隔振装置。隔振装置的自振频率f0可控制在1.5~3.0Hz范围内。要求稍低时，可用玻璃棉板、岩棉板等作隔振材料。当周围无振源时，可仅在消声室内做浮尘地面，用150厚沥青混凝土或300mm厚粗砂作隔震层。
根据需要消声室内应设置空调或通风系统。例如用于听觉试验的消声室，室内经常有被试者，最好能有空调。空调和通风系统都应采取良好的消声措施。
（二）半消声室
如果室内四个墙面及顶棚均作强吸声处理，而地面为坚硬光滑表面，就成了半消声室。半消声室具有可以承重的地面，因而特别适合于测量大型设备，例如大型机械、汽车、机车等的噪声。半消声室应做浮筑地面，一方面可以防止外部振动对测试的影响，另一方面可防止消声室内测试时设备产生的振动对周围环境的干扰。
如在半消声室的地面上布置可活动的吸声尖劈，在其上部适当位置安装钢丝网，也可以作为全消声室使用。
二、混响室声学设计
与消声室相反，混响室的作用是创造一个供测试用的扩散声场，其主要用途是用于测试材料或结构吸声系数和声源声功率。混响室各表面要求有很好的反射性能。室内具有较长的混响时间和充分的声扩散，此外，还应有足够低的背景噪声级。
混响室的容积不能太小。考虑到高频时空气吸收的影响，容积也不宜太大。测定吸声材料的混响室，一般测试频率范围为100~400Hz，其容积应控制在200~300m³混响室可以采用不规则体型，以利声场扩散。如采用矩形房间，房间的长、宽、高不应有两个相等或成整数比。此外，室内最大线度(矩形房间的主对角线，不规则形房间的最长对角线)不应大于1.93(V为房间容积)。通常矩形混响室有三个以上表面做扩散，以保证两个平行墙面中至少有一个是扩散面。扩散体可以采用圆柱或球切面。为防止扩散结构对低频声的过量吸收，通常采用砖砌粉光或浇制混凝土重结构。
为进一步改善混响室的声扩散，尚可在混响室内无规则地悬吊一些尺寸不同，吸声很小的弧形板，并控制其总面积不大于地面面积。
混响室要求有较长的混响时间，较少的吸声量。对体积为200m³用于测吸声系数的混响室。
第二节 教室声学设计
一、教室声学要求
教学用房的声学要求主要是满足语言清晰度和没有噪声干扰，对容积较大的教室应保证足够的响度，对容积较小的教室还要注意防止低频声染色。
为获得良好的清晰度，教室的混响时间应较短。
二、教室的体型设计
从室内声场分别考虑，教室采用矩形平面是适宜的。矩形平面还有利于课桌安排及采光。在讲台两侧和顶部设置反射弧，将声音反射至教室后部，可以提高后排座位的声压级，从而改善这些座位的语言可懂度。
有的教室设计成正六边形。这种平面形式使教师的声音沿周边反射可造成室内声场分布不均，而且容易对其它声源位置发出的声音产生声聚焦现象。
三、教室的噪声控制
教学楼的设计，首先应防止环境噪声对教室的干扰。教学楼应远离噪声源，例如不能靠近交通干线建造。当由于用地等原因不得不靠近声源布置时，应把辅助用房如卫生间、楼梯间等布置在声源一侧，而将教室布置在另一侧。教学楼中设备用房、健身房等产生较强噪声和振动的房间相对集中布置在建筑的一端，以减少对教室的影响。
教学楼内部教室之间的相互影响也不容忽视，尤其应避免电化教室对其它教室的影响。教室之间主要通过走廊传声。可以在走廊顶部做吸声吊顶(如做矿棉板吊顶)，以减弱走廊的传声效应。此外，教室门也应有一定的隔声量，并具有良好的密封性能。
普通教室之间的隔墙应具有45dB以上隔声量，电化教室之间的隔墙至少应有50B的隔声量。并要注意避免因在墙体内嵌入配电箱、接线箱等而使墙体隔声性能大幅下降。
第三节琴室声学设计
艺术类院校常需建造练琴室。一般练琴室容积较小，因此，特别要注意防止因低频共振频率分布不均所引起的声染色现象。为此，琴室通常采用不规则体型。
琴室两相邻墙面和顶棚宜做吸声处理。吸声材料可采用交错布置的方式，以增加房间声场的扩散度。
琴室混响时间可取0.4~0.6s，混响时间频率特性以平直为宜。由于不同乐器要求的最佳混响时间有所不同，如果经济条件许可，琴室内最好设置可调吸声结构，以便灵活调节混响时间。琴室允许噪声级可采用№R-25~NR30标准。琴室设计中要防止室外环境噪声及建筑内部设备噪声干扰。由于琴室内声级较高，琴室之间的相互干扰比较严重，其噪声传播主要通过窗绕射、走廊传声及墙、楼板传声三种途径。琴室之间的隔墙可采用240mm厚砖墙，以满足隔声要求。为降低窗口噪声绕射传播，可采用锯齿形外墙或在外墙切角处开窗。这种布置方式与平行布置琴房的对比测定结果表明，在开窗的情况下，在中高频段约有3~7dB的隔声改善量。另一种改善窗隔是把窗的通风与采光功能分开，平常窗关闭，通过带换气声的方法汽气扇的消声道进行换气。
当琴室分层布置时，普通120m或180m厚钢筋混凝土楼板不能满足撞击声隔声要求。一种经济有效的措施是在钢琴、打击乐器等撞击声较大的乐器下加弹性垫层或做局部隔振处理。
第四节 歌舞厅声学设计
歌舞厅中的声源，有的是通过扬声器播放音乐，也有的是小型乐队演奏和人声演唱，即兼有电声和自然声。歌舞厅的混响时间可控制在1.0s左右，低频混响时间可为中频的1.2~1.3倍，高频可与中频保持一致。歌舞厅背景噪声可控制在NR-30~NR-35以内，或40~45dBA以内。
歌舞厅的声学设计要注意以下一些问题：
(1)体型设计中应避免弧形墙、穹形顶等容易引起声聚焦的平剖面形状；
(2)在装修材料的选用上，应做到高、中、低频不同吸声材料的搭配使用，以获得良好的混响时间频率特性。由于歌舞厅往往采用大量薄板装修，故特别要防止由于薄板共振引起的对低频声的过量吸收；
(3)舞台附近的界面可做吸声处理。这样有利于提高扩声系统的传声增益，防止啸叫；
(4)歌舞厅的围护结构应有较好的隔声性能，一方面是为了防止外部噪声的传入，另一方面，由于歌舞厅室内声压级较高，如迪斯科舞厅最高时可达105dBA，要防止歌舞厅对邻近建筑和周围环境的干扰。目前，由歌舞厅引起的噪声干扰问题十分普遍，应引起足够重视。普通歌舞厅可采用240mm厚砖墙作外墙；迪斯科舞厅宜用370m厚砖墙，或240mm+120m双层墙结构，中间留100m空隙。屋顶应采用厚度120mm以上钢筋混凝土板。
第五节 开敞办公室及旅客等候厅声学设计
一、开敞办公室设计
开敞办公室可以方便工作上的联系协调，提高工作效率。但如声学设计不当，开敞办公室各工作台之间容易产生噪声干扰。为解决这一问题，可用具有一定高度的屏障把每个工作台加以围合，并做吸声吊顶，这不仅可以防止噪声通过顶棚反射传播，而且可以制办公室的混响时间及降低室内噪声级。
为提高语言私密性及减少相互干扰，还可以在开敞办公室用扬声器播放无意义的宽频噪声，以对语言声进行掩蔽。由于决定语言清晰度的频率成分主要分布在250~4000Hz范围内(最主要是500-2000Hz范围内)。为改善掩蔽效果，掩蔽声应覆盖250~4000Hz频率范围，其频谱应与语言声频谱相近。掩蔽声太低不足于保证相邻工作区之间的语言私密性；反之，掩蔽声太高，又会引起人们的烦恼。通常可把掩蔽声级控制在40~50dBA之间。
二、旅客等候厅声学设计
很多人有过这样的感受，在候车(机、船)厅里听到广播通知，可就是听不清其中内容或听起来十分费劲。这是由于候车厅一般容积比较大，在未进行适当的吸声处理的情况下，混响时间过长导致语言清晰度降低。旅客等候厅的混响时间可控制在1.0~1.2s范围内，以便满足语言清晰度要求，混响时间频率特性没有特别要求。通常可在等候大厅做吸声吊顶，如矿棉板吊顶或用大穿孔率穿孔板后铺50m厚超细玻璃棉做吊顶。吸声吊顶还可以降低等候大厅内的总体噪声水平，有助于创造一个舒适、文明的等候空间。此外，服务于等候大厅的播音室亦应满足一定的要求，具体设计方法可参考本书第十五章。一些公共建筑的门厅、宾馆大堂等场所往往人员进出较多，有时还播放背景音乐，有的宾馆大堂还举行钢琴演奏等活动。在这些空间宜做适当吸声处理把混响时间控制在1.0s左右，有利于创造较安静的环境气氛。
未完待续！
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