作者：陈潇露 徐帅 李蕴

什么是衰减？

在听力学中，我们所说的衰减通常指的是声音的衰减。信号在传输介质中传播时，会有一部分能量转化成热能或者被传输介质吸收，从而造成信号强度不断减弱，这种现象称为衰减。声音在室内和室外衰减所受到的影响因素等都有所不同。

声音的衰减受到哪些因素的影响

一、声音在室外传播时衰减的影响因素

1.1  距离

随着传播距离的增加，由于能量会分散开，声压级将不断下降。理论上，对于点声源，距离每增加一倍，声音大小会下降6dB。如：若某设备距离其1米处的噪声为100dB，那么在距离它100米远(相当于距离增加7个两倍，2的7次方)，听到的噪声将减小约40dB（6dBX7），降低到60dB；距离它1公里远(相当于距离增加约10个两倍,2的10次方)，听到的噪声将减少约60dB（6dBX10），变为约40dB。

1.2  大气吸收

大气对声音也有吸收作用，尤其对2000Hz以上的高频声音，吸收效应更加明显。实验表明，常温常湿常压下，100m距离对125Hz、500Hz、2000Hz的空气吸收声音的衰减量分别为0.05dB、0.27dB、2.8dB。如：雷电产生时的声音含有大量高频成分的声音，由于距离很远，大多高频成分被大气吸收了，因此传到人耳里的往往是隆隆的低频声。

1.3  温度

不同区域大气温度的变化会使声音的传播方向发生弯折，声音会从温度高的一侧向温度低的一侧弯折。如：冬季结冰的湖面就是这种情况，在冰面上讲话，水平距离几百米外都能听到。夏季的午后，地面被晒热，情况正好相反，上层空气是低温，下层空气是高温，声音向上弯折，很快消散在大气中，因此50-60米时就很难听到人的讲话声了。

1.4  衍射

声音绕过障碍物的能力，被称为声音的绕射或衍射，这是声音波动现象的体现，声音的衍射现象，不仅在障碍物比声音波长小时存在，即使障碍物很大，在障碍物边缘也会产生，声音波长越长，这种现象越明显。如：道路两边的声屏障可以起到降低噪声的作用，效果在15dB以内，对于高频声音隔声效果更好，这是由于低频声音波长较长，容易绕过声屏障，隔声效果不如高频声。

二、声音在室内传播时衰减的影响因素

声音在室内的衰减情况我们常用混响时间来描述。

混响时间

混响时间（T60）是指室内声音达到稳定状态后，停止声源后，平均声能密度自原始值衰减到百万分之一（60dB）所需的时间。

下图为混响时间计算公式

2.1 混响时间在听力学中的应用

GB/T16296中提到对于声场测试室，混响时间会对声测试信号的衰减有显著影响。

声场测听室、言语测试室和诱发电位以扬声器发声的测听室应重视室内混响时间。因为不同类型的声音环境，例如语言、音乐或测试音，都有一个听音效果满意的最佳混响时间，主要是兼顾响度与清晰度的要求。

测听室的混响时间频率特性要求其在各频带尽量平直, 使音频信号具有平直的频率响应特性。减小声场混响时间频率特性对测试音的频率特性造成的影响。

2.2  最佳混响时间

是对大量音质效果评价认为较好的各种用途的厅堂，如音乐厅、歌剧院、电影院、报告厅、会议室、录音室、演播室等实测的500Hz和1000Hz满场(指实际使用状态，如座椅坐有观众)混响时间进行统计分析得出的。

2.3  如何设计室内的最佳混响时间

根据建筑的用途以及容积大小查得中频(500-1000HZ)的混响时间，再确定高、低频的混响时间作为设计指标。利用混响时间的计算公式，求得所需的吸声量，通过选择合适的吸声材料，确定材料的数量(面积)，进行合理的布置。

2.4  各类厅堂的最佳混响时间

2.4.1  言语类厅堂的最佳混响时间

由于人们对语言的满意程度主要取决于语言清晰度，因而需要强吸声、短混响，最佳混响时间应根据容积而定。

2.4.2  音乐厅的最佳混响时间

人们对音乐往往不仅仅要求听清音符，而且希望相互之间有些“掩盖”，避免听到乐器的某些缺陷或不足，这样声音反而更为丰满动听，产生余音绕梁的效果，因此混响时间通常比语言用的厅堂长一些为好，但混响时间过长(如大于2.25s)，可能破坏乐曲的清晰度和声部的均衡度。而国际上被评为乐声最富生气感的大厅，中频混响时间多在1.7-2.25s之间。

2.4.3  电影院的最佳混响时间

由于电影录音时的录音棚已考虑了对混响时间的要求，因此单一功能的电影院要求的混响时间比较短，特别是立体声电影院，为了保证声像清晰，要求混响时间比放映单声道的电影院更短。

2.4.4  娱乐场所的最佳混响时间

舞厅、卡拉OK厅、音乐茶座等娱乐场所要提供良好的听觉享受，一方面要采用高档次的音响设备，另一方面要有良好的声学环境，两者缺一不可。但声学环境是基础，经过大量的研究和实践验证，得出上述娱乐场所的最佳混响时间。

2.4.5  体育馆比赛大厅的最佳混响时间

体育馆比赛大厅的声学条件应以保证语言清晰为主，结合体育馆的具体特点，避免回声等音质缺陷，推荐的体育馆比赛大厅最佳混响时间如下。

参考文献：

[1]曾向阳.室内声学指标的相关性研究[A].中国声学学会环境声学分会.全国环境声学学术讨论会论文集[C].中国声学学会环境声学分会:中国声学学会,2007:3.
[2]吴胜举.声学测量原理及方法,北京,科学出版社,2014

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