声学设计—借助声学材料改变混响时间

当声源放置在空旷的环境时，声源只有向外辐射，没有返声回声，这种声场通常称作为自由场，静音房、消音室都是依照此声学原理进行设计。当声源放置在室内环境时，房间内除了直接由声源处发出的声源辐射声之外，还存在从房间壁面及其它物体的反射声。这些声源在传播过程中被不断吸收和反射进而逐步衰减，我们将这个现象称为室内混响，声能密度降为原来的1/10^6时所需的时间（相当于声压级衰变60dB），我们称之为混响时间，用T60来表示。
混响时间太长会使得我们讲话时前面的字发声还未衰退，后面一个字音已经发出来了，这样前后2个字音就会混合在一起，无法听清讲话内容。但是，混响时间也不能太短，太短则响度不够，也听不清楚。因此不同功能的房间都有一个最佳混响时间。
混响时间由室内声学的鼻祖—华莱士·赛宾提出，具体表现为混响时间T60与吸声量A的乘积正比于房间体积，这就是著名的赛宾公式：T60=0.161V/A
公式中，V 为房间的容积，S 为房间的表面积，A（A=ā*S）为房间的吸声量（或等效吸声面积），单位为赛宾；其中ā为房间的平均吸声系数。

赛宾在研究中发现，混响时间在2~2.25s是音乐厅的最佳混响时间，而演讲厅的最佳混响时间为1s。我国国家标准GB/T 50356-2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》给出了不同功能房间500~1000Hz的最佳混响时间范围，以及其它频率混响时间相对500~1000Hz混响时间的比值。

表1 不同功能房间各频率混响时间相对于500~l000Hz的比值

通俗点说，声学设计就是通过声学材料改善环境内的混响时间。