室内声场的增益与衰减特性

声场的建立可分为三个过程。第一个过程是打开声源，声音逐渐增长的过程，第二个过程是声音增长结束后达到稳定状态，第三个过程是关闭声源，声音会有一个逐渐衰减的过程，如图1-23所示。由于人耳对声音响度的感觉正比于声功率的对数变化，因此通常以分贝（dB）来表达声场增长和衰减过程，如图1-23b所示。显然，声音的增长期比衰减期短很多。

图1-23 室内声场的增长和衰减

a）线性刻度标注的声场 b）对数刻度（dB）标注的声场

室内声音衰减的快慢，取决于房间的容积和房间各界面的吸声性能。容积大，声音衰减的时间长，反之，容积小，衰减快；界面吸声性能差，声音衰减就慢，反之，界面吸声能力好，声音衰减就快。

室内声源停止发声后，室内声音逐渐衰减。所谓“余音绕梁，三日不绝”这个成语，实际上是古人对室内混响现象的一种生动和夸张的描述。这表明了我们祖先对房间混响的深刻认识和理解。

接通声源时，从声源辐射出的声音传播到室内各个界面，部分声能被界面吸收，剩余的声能被界面反射，这个过程会连续进行，直至达到稳定平衡状态。

声能从一个界面反射到另一个界面的途径各不相同，各声线的平均传播途径长度称为“平均自由程（Mean Free Path，MFP）”，由式（1-10）确定。(www.xing528.com)

MFP=4V/S （1-10）

式中 MFP——平均自由程（m）；

V——房间的容积（m）；

S——房间界面的总面积（m²）。

吸声系数α：房间中每个界面的形状和吸声能力各不相同，常用吸声系数α表达界面的吸声能力。例如α=0.37时，表示37%的入射声波能量被界面吸收（Eα），其余63%[E（1-α）]被反射，然后再投射到第二个界面，第二次被吸收和反射……如图1-24a所示。

房间各界面的吸声系数由于材料不同而异，可用平均吸声系数来计算房间各界面的总吸声量。界面的吸声能力还与声波的频率相关。图1-24b是一个典型房间中测得的各次反射声波的指数衰减特性。