基于统计的语音传输指数预测方法实验对比

良好的言语可懂度是语言声厅堂声环境设计的重要目标,语音传输指数(STI)是言语可懂度的客观评价参量。在设计阶段就能对STI做出准确预测,对语言声厅堂的声环境控制具有重要意义。基于统计的STI预测方法是IEC 60268-16标准推荐的主要预测方法,但对于使用该方法时的影响因素以及预测精度,当前仍缺少系统性的实验对比研究。该文使用4个房间中13个测点共52种听音条件下的STI实测结果,分析了基于统计的STI预测方法的精度以及影响因素,结果表明:考虑和不考虑直达声的两种预测方法,都存在着系统偏差,预测结果普遍小于实测值;在距离声源较近测点的预测都产生了较大误差,在距离声源较远测点的预测误差相对较小;基于单指数衰变声场不考虑直达声的预测方法操作简单,但误差较大,52种听音条件的平均误差达到了-0.032,最大误差达到了-0.131;考虑直达声的预测方法误差相对较小,52种听音条件的STI平均误差为-0.018,最大误差为-0.080;预测精度主要受所使用的信噪比、扬声器的指向性、房间的声场条件等因素影响,并对这些因素的影响进行了对比分析。结果可为STI预测方法的使用者提供参考。

谢宾斯基分形结构声散射特性与视觉偏好评价

声扩散界面设计应兼顾声学和美学需求。结合参数化设计方法,谢宾斯基分形的模块化结构具有灵活生成个性化界面的潜力。然而,针对分形结构声学特性与视觉效益尚缺乏综合的量化研究。根据谢宾斯基分形的构造规则提出了一种宽频的扩散结构设计方法,分别从声学性能与视觉偏好的角度,研究模块形状、模块高度和随机排布程度对性能的影响。采用边界元素法的数值仿真与实测验证,结合虚拟仿真技术的主观调查,以及多目标综合分析,探究分形设计要素的作用机制和最佳阈值范围。结果表明,与相同体量的传统二次残差扩散体相比,具有不同平面尺寸和高度模块的分形结构改善了扩散性能,特别是在1 kHz以下的中低频范围。此外,发现在室内使用中高复杂度(迭代3次)、低随机排布、谢宾斯基三角截锥分形结构,有助于提高居住者对环境的偏好度。

教室梁侧吸声的低频附加吸声效应

为获得改善教室低频混响时间特性的吸声处理方式,该文对安装在学校教室梁侧边的吸声结构低频段的吸声特性进行了研究。通过将两种不同深度的吸声结构分别安装于教室结构梁的侧边,测量获得不同安装条件下教室内的混响时间,再根据赛宾公式计算得到吸声结构在教室的计算吸声系数,并与其在混响室测量得到的吸声系数对比。结果表明,根据教室实测混响时间得到的计算吸声系数在低频段远高于混响室测量得到的结果,呈现出低频附加吸声的特点。进一步分析得出了产生低频附加吸声效应的起始频率为房间的高低频转换频率,说明低频附加吸声来源于模态声场的影响。提出了用吸声系数比来定量描述低频附加吸声效应,给出了其数学表达式,并验证了计算与实测结果有较好的相符性。

周期阻尼结构在驾驶室降噪铝钢板隔声特性上的应用

针对驾驶室降噪用大块阻尼铺设的缺陷,提出了二周阻尼铝-钢板敷设方式,通过建立周期阻尼结构振动数学模型,仿真计算研究了周期阻尼结构模态分析,并分析了铝-钢板密度、阻尼块密度和形状三个主要参数对隔声量的影响,最后对比周期阻尼和大块阻尼隔声效果。结果表明:模态振幅减小的变化趋势随着频率的增大越来越明显,说明具有周期阻尼的更有利于降低铝-钢板结构的振动;隔声效果随着铝-钢板密度和阻尼块密度的增加而增大,在250~1000 Hz的中高频段,隔声量增加得更为明显。

基于声子晶体的高速列车地板支撑层隔声研究

随着高速列车运营速度不断提高,轨道交通产生的振动噪声会严重影响列车的车内声环境,进而降低乘坐舒适性,因此针对列车噪声源部位的车体隔声设计至关重要。目前的隔声措施能够有效控制车内中高频噪声,而对于低频噪声的抑制效果还有待进一步提升。声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性结构材料,该结构不需要大尺寸即可在局域共振作用下形成低频带隙,进而抑制弹性波的传播从而起到低频降噪作用。基于声子晶体周期性理论,以车辆转向架部位地板的木骨支撑层为对象,研究声子晶体在木骨支撑层隔声中的应用,系统分析声子晶体结构的带隙特性和隔声特性以及基于声子晶体结构的支撑层隔声性能。研究结果表明:通过改变结构形式及其参数可实现对于声子晶体结构的带隙形成频带及其隔声特性的人为设计和控制;以高速列车地板中的木骨结构为对象,结合声子晶体理论将其设计为木骨和声子晶体组合结构形式,不仅能够保持声子晶体在0~220 Hz低频段和620~710 Hz频段优越的隔声性能,同时可极大提升220~620 Hz频段的隔声性能;既维持该层结构的支撑作用,又能很好提升隔声性能,在高速列车地板设计中具有很强的有效性和适用性。

分布式耦合空间对多功能厅堂音质影响的模拟研究

目的探究分布式耦合空间对多功能厅堂音质的影响规律,以改善多功能厅室内声环境。方法以东北大学多功能厅为例,先对该厅堂的基础数据进行调研分析;然后利用Odeon软件建立分布式耦合空间模型,并与实测数据对比,验证可行性;分析耦合空间的材料、构造和耦合面面积对声能衰减度和混响时间的影响;最后,设置两种模拟工况来优化改造方案。结果主空间声环境得到优化,主空间混响时间降低约30%,语言传输指数提升至良好水平。结论在保证原建筑设计风格的基础上,利用分布式耦合空间可以调节主空间声环境,主空间音质效果提升良好,为多功能厅声环境设计提供技术支撑。

基于超微孔吸声体的钢结构教室声环境优化研究

依托H型钢梁侧面空腔构造,提出了融合装饰与声学设计的超微孔吸声体,将超微孔吸声体置于钢结构教室内部,通过声学仿真和现场实验测量改善前后的声环境状况,探究了超微孔吸声结构的吸声性能。结果表明,空腔深度150mm、内填50mm吸音棉的超微孔吸声结构吸声性能较好,综合式布置方案能在实现钢梁装饰效果的同时,显著改善钢结构教室的混响时间及语言清晰度,提高声环境品质。本研究可为相关工程提供参考。

高速铁路声屏障通透隔声板选型设计研究

声屏障通透隔声板是高速铁路声学构件常见类型之一,作为轨旁设施长期承受列车气动荷载,其选型设计是否正确直接影响铁路运营安全。在声屏障通透隔声板选型设计过程中,还存在通透材料抗荷指标未按使用工况进行明确,忽视通透材料厚度设计等问题。为解决上述问题,首先对声屏障通透隔声板通透材料的隔声量、燃烧性能、抗荷性能和抗冲击性能等指标进行分析,给出不同使用场景和不同速度目标值下,玻璃和亚克力等常用通透材料的选用建议;再通过高速铁路通透声屏障列车气动荷载、限制性风速荷载和自然风荷载的取值和工况组合分析,提出声屏障通透隔声板不同工况下的变形抗荷指标、断裂抗荷指标和疲劳抗荷指标;此外,通过对声屏障通透隔声板隔声量、抗冲击性能和挠度的研究,给出不同工况下型材尺寸和不同通透材料厚度。研究表明,常规尺寸的夹层玻璃通透板厚度由抗冲击性能控制,建议其厚度≮(10+0.76+10)mm,台风地区桥梁地段2000 mm×1960 mm规格夹层玻璃厚度建议增加至(11+0.76+11)mm。亚克力材料厚度与通透隔声板尺寸有关,500 mm×1960 mm小尺寸规格亚克力隔声板通透材料厚度由抗冲击性能控制,建议其厚度≮15 mm;1000 mm×1960 mm以上大尺寸规格亚克力隔声板通透材料厚度由挠度控制,其中1000 mm×1960 mm规格亚克力隔声板应用于桥梁地段时,在时速350 km工况下,建议其厚度≮18 mm,台风工况下其厚度≮20 mm。

绿色建筑声环境模拟计算及隔声外窗选型研究

当前,较多工程设计中的隔声外窗选型主要通过类比法确定,存在难以适应复杂多变的项目环境、数据过时或不精确、经济性差等不足。因此,文章以某商业办公建筑外窗选型为例,采用绿建斯维尔SEDU软件进行建筑环境噪声模拟计算,评估位于交通干线两侧区域内的建筑的环境噪声,然后采用INSUL隔声预测软件进行窗构件隔声性能模拟计算,定量比较不同层数、不同厚度、不同气体空腔厚度的玻璃构造的隔声量差异,同时,结合外窗的热工性能,最终实现适用、经济、合理的外窗选型。

超高层建筑减振降噪浮筑地板施工技术

建筑物的高度不同,振动等级也存在差异,在超高建筑浮筑地板施工中,通常将5层作为一个单元开展振动等级的相关计算。文章设计了一个具有钢弹簧的减震器安设在材料铺设面上,隔离管道内的噪声源,减小材料自身振动,并对施工工艺进行探讨。研究显示,减振降噪地板的降噪能力令人满意,能够有效提升地板舒适性。

双开口谐振环结构的通风隔声性能研究

设计一种基于双开口谐振环结构的新型声屏障,采用有限元法进行分析计算,获得该模型的隔声量曲线图,计算结果表明,该结构有两个隔声峰值,通过对峰值处的声压、声压级以及声速图的分析,揭示这一现象的本质特征,研究发现所提出结构的性能是由于亥姆霍兹谐振器与法布里-珀罗谐振管共同作用而导致的,并通过实验进行对比验证。同时采用有限元法模拟研究结构参数对隔声峰值的影响,结果表明通过改变两开口圆环间的夹角以及开口宽度大小等结构参数可以调整隔声峰值。该结构的声屏障在中低频段内具有良好的通风降噪性能,可为城市交通噪声的研究提供有效方法,具有潜在的应用价值。

室内雪乐园声学设计要点探讨与实践

雪乐园内设备多、空间大,体型和室内声环境复杂,声学设计十分重要。但目前国内外暂无针对室内雪乐园声学设计的相关规范和可供参考的设计措施。分析了室内雪乐园噪声源、各界面常用材质及容易存在的声缺陷;结合企业标准和过往项目经验,总结了适用于室内雪乐园超大空间的音质设计指标;对室内各功能区声环境进行了分析,提出了各区背景噪声限值;以某室内滑雪乐园声学设计为例,验证了设计措施的可实施性。

三明市政府礼堂音视频系统设计分析

为了解决三明市政府礼堂对声音、图像、视频等多种媒介的展示需求问题,本文介绍了三明市政府礼堂音视频系统的设计思路,分析包括显示系统、视频会议系统、音响扩声系统、会议发言系统、智能化系统等的具体设计方案,提出建设多媒体会议需要能够实现实时发言、同步跟踪、无损扩声、智能管理等功能的观点,得到了新型礼堂音视频系统能够有效避免传统会议室操作步骤繁琐、远程传输不畅、扩音不均匀等问题的结论。

观演空间的四种品质及声学设计对策

长期以来,人们对什么是成功的观演空间一直在发表看法、发生争论、并不断达成一致。本文介绍相关领域的专家、使用者、理论家们基本达成一致的四种品质,并分析了它们对观演空间室内声学设计的影响和对策。

济南稼轩中学小音乐厅建筑声学设计

文章详细介绍了济南稼轩中学小音乐厅的建筑声学设计,包括制定建声设计目标、体型调整、噪声和振动控制以及室内音质设计等方面所采取的关键技术措施。利用先进的计算机技术,对音乐厅进行了精确地建模和声场模拟,以评估声学设计是否达到预期标准。音乐厅建成后,进行了各项声学指标的测量和分析。从设计到施工的全过程,建筑声学都发挥着至关重要的作用,突显了其在音乐厅建设过程中的核心地位。

庭院式越剧传统戏场音质研究

中国传统戏场与戏曲的发展息息相关,戏场的音质对戏曲演出效果十分重要。该文对绍兴地区三个典型庭院式越剧传统戏场的音质进行了测试,并通过仿真分析了建筑形制对戏场声环境的影响。结果表明:庭院、看楼等主要观演区域的中频EDT值在0.6~0.7s,T30在0.7~0.8s,戏场有较高的强度指数G与明晰度C80;庭院围合面积、方式及两侧看楼高度对戏场音质的影响较明显,亭式舞台台基高度对主要观演区域的影响较小。研究可为越剧传统戏场的建设与保护提供建筑声学方面的参考。

多胞复合型声学结构吸声性能研究

针对一种多胞复合型吸声结构进行声学性能研究,其具有吸声频带宽、声学性能突出、设计自由度高的特点。利用马氏理论和Delany-Bazley模型分别构建微穿孔板和多孔性吸声材料层,通过传递矩阵法和声电类比等效电路法建立平行排列的多胞复合型声学结构理论模型,利用有限元法构建阻抗管仿真模型并对多胞复合型声学结构进行声学分析。对比理论计算结果和仿真试验数据,发现两者具有较好的拟合度。研究表明:多胞复合型吸声结构在全频率段内具有较好的吸声性能,通过调整各吸声单元的设计参数和变量,例如排列组合方式、微穿孔板的穿孔率以及微穿孔板后空气层厚度等,可以对不同频率段内的噪声进行有效吸收。

住宅建筑围护结构隔声计算与性能分析

本文从隔声理论入手结合住宅项目示例,先后介绍了建筑构件隔声性能的计算和结果统计方法,以及组合墙实际隔声量和多声源叠加的计算方法,由此引出室内噪声、室内噪声级两个不同的参数各自的物理意义和规范条文要求。分析得出:在构造做法相同时门、窗与组合墙的面积比例是影响组合墙隔声性能的关键参数。

寒冷地区办公建筑外窗设计变量对室内采光及综合能耗影响研究

通过DesignBuilder建立模型,对济南某典型办公楼进行采光及能耗模拟,选择窗墙比、玻璃类型以及外遮阳形式作为外窗设计变量,采光评估使用SDA和ASE作为评估指标,能耗评估采用制冷供暖能耗、人工照明、综合能耗作为评价指标。最终将模拟后的数据结果进行定量分析,得到既可满足节能要求,又可拥有良好室内采光的外窗设计参数;经过模拟计算分析后,优化外窗设计参数为40%窗墙比、双层中空Low-E玻璃以及百叶窗外遮阳,相较于参考建筑,室内光环境提高约25%,节能效果提高约5%,为寒冷地区办公建筑外窗合理设计提供了一定的参考。

基于声线法的车载音响系统仿真及关键影响因素分析

车载音响系统是主动发声、主动降噪功能的核心部件。为了对车载音响系统的声学特性进行分析,需要使用仿真手段研究其频率响应和车内声场的传播特性。由于车载音响系统的频率响应特性具有宽频带特性,传统的声场仿真分析方法如有限元法无法覆盖车载音响系统全频段。为了解决该问题,引入建筑声学中常用的声线法,探讨了基于声线法的车载音响系统仿真及车内声场分析的可行性和适用范围。基于声线法建立整车音响系统模型并与实测频率响应对比,对误差原因进行分析。研究结果表明,整车的高频泄露、玻璃的透声和声源指向性是影响车载音响系统仿真结果的主要影响因素。