以前上學時下課去學校大食堂打飯菜,室友小跑著先去佔個位置,她一跑遠我就聽不清她說什麼、要坐在哪裡之類的話,都被別人說話的雜音蓋住了。
但有時候去學校劇院看表演,即使那裡人和食堂一樣多,也沒有那種嘈雜的感覺。這其實是室內混響在發生作用。食堂的室內混響效果比劇院的混響效果差的多,所以人耳才會聽不清楚。那麼什麼是室內混響呢?房間中從聲源發出的聲波能量,在傳播過程中由於不斷被壁面吸收而逐漸衰減。聲波在各方向來回反射,而又逐漸衰減的現象稱為室內混響。人耳在室內聽到的聲音一般可分為兩種,直達聲和反射聲。直達聲是人耳接收的直接從聲源發出來的聲音,相對的反射聲就是人耳接受的從房間牆壁、天花板、地面以及各種物體反射的聲音。反射聲在室內多次反射迴蕩之後增強了聲壓,人聽到的聲音也就更大了。山谷裡的回聲就是反射聲的一種,人耳能分辨回聲的原因是自己喊出聲音和回聲之間相隔了一段時間。而這段時間若放在室內,就是混響時間。
混響時間是室內聲源停止發聲後,聲壓級衰減60dB所經歷的時間,單位是秒。混響時間被用於描述房間混響效果。混響時間有許多影響因素,一般與房間的容積成正比,與房間的內表面吸聲量成反比。房間形狀、聲源位置分布也會產生不同的影響。房間容積沒有經過嚴格聲學設計的學校食堂,由於面積大導致其混響時間不受控制,導致人在食堂內說話聽不清楚。一般房間內表吸聲量與室內設計的吸聲材料有關,不同吸聲材料針對的聲音頻率不同。因此不同頻率的混響時間不同。在減噪設計中需要正確地應用吸聲材料,控制混響時間。內表吸聲量這裡值得一提的是,混響時間不是越短越好的。消聲室是不存在反射聲的房間,理論上來說混響時間為零。在裡面待久了人會很噁心頭暈,因為人耳無法通過聲音反射來確定自己的方位,就像暈車了一樣。混響時間的測試可以用相關公式來計算得出,但這隻適用於粗略估計。使用專業的聲級計可以直接在得出混響時間等數值。
除了建造時改變房間形狀,聲學設計者一般在室內加裝吸聲材料來改變混響時間。在設計之前,需要知道房間的混響半徑有多少。房間噪聲是直達聲和混響聲的混合。直達聲與聲源距離有關,聲源距離越遠,直達聲越小。混響聲存在於房間各處,方向無規律,可以認為房間中所有位置的混響聲是一樣大的。因此在房間中距聲源某距離處的直達聲和混響聲是一樣大的。這個距離被稱為混響半徑。以聲源為中心,小於混響半徑範圍內的聲音主要是直達聲,降噪主要要降低直達聲。在混響半徑以外主要是混響聲,房間表面加裝吸聲材料後可以大大降低混響聲,降噪效果比較明顯。如果混響半徑超過房間大小,那麼此時再做吸聲處理已經是沒有效果的了。