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前面所述室内声音的增长、稳态和衰减过程,都是从能量的增长、平衡以及衰减予以分析的,并没有涉及声音的波动性质,没有涉及到声音的频率。(详情请参考《室内声音的变化过程:增长、稳定和衰减》)
但在实际情况中,室内有声源发声时,室内的声能密度就会由于声源的频率不同而有强有弱,即房间对不同的频率有不同的“响应”,房间本身也会“共振”,存在共振频率。声源的频率与房间的共振频率越接近,越易引起房间的共振,这个频率的声能密度就越强。
共振会使某些频率的声音在空间分布上很不均匀,即某些固定位置被加强,某些固定位置被减弱。所以,房间共振现象会对室内音质造成不良的影响。
(一)矩形房间的共振频率
在矩形房间的三对平行表面间也可产生共振,称为轴向共振。除了三个方向的轴向共振外,声波还可在两维空间内出现驻波,称为切向共振。此外,还会出现斜向共振。房间尺寸的选择,对共振频率有很大影响。
轴向共振
切向共振
斜向共振
(二)共振频率的简并
某些振动方式的共振频率相同时,就会出现共振频率的重叠现象,称为共振频率的简并。在出现简并的共振频率上,那些与共振频率相同的声音将被大大加强,使人们感到声音失真,称之为声染色。
想要克服共振频率的简并现象,需要选择合适的房间尺寸,比例和形状,并进行室内表面处理。一般来说,房间的形状越不规则越好。如果将房间的长、宽、高的比值选择为无理数时,则可有效地避免共振频率的简并。再者,如果将房间的墙面或顶棚处理成不规则的形状,布置声扩散构件,或合理布置吸音材料,也可减少房间共振所引起的不良影响。