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       声音作为波的一种，频率和振幅就成了描述波的重要属性，频率的大小与我们通常所说的音高对应，而振幅影响声音的大小。声音可以被分解为不同频率不同强度正弦波的叠加。这种变换的过程，称为傅立叶变换。

       声音的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫做介质，这个介质可以是空气，水，固体。当然在真空中，声音不能传播。声音在不同的介质中传播的速度也是不同的。声音的传播速度跟介质的反抗平衡力有关，反抗平衡力就是当物质的某个分子偏离其平衡位置时，其周围的分子就要把它挤回到平衡位置上，而反抗平衡力越大，声音就传播的越快。水的反抗平衡力要比空气的大，而铁的反抗平衡力又比水的大。

       声波在介质中传递的速度，称为声速(或音速)。声速往往因介质种类、状态等因素而影响其行进的速度。在空气中传播的声速，因空气的温度、湿度、密度…等不同而不同。温度愈高，声速愈快。湿度较大时，声速也较快。已知在 20°C，干燥、无风的空气中，声速约为 343米/秒，而在 0°C 时，则为331米/秒。若物体移动的速度，超过当时空气的传声速度时，称为超音速。有关声速的测量，早在西元 1636年 港人 梅尔森 便已量出，在空气中的传声速度为 316 米/秒，其间虽经各国不断测试，但正确求出在气体或固体中传声速度的方法，则是1868年德国人孔特发现设计的，此即为[敏感词]的“孔特实验”，至于现今一般惯用的声速 ( 0°C 的空气 ) 331米/秒，则是[敏感词]次世界大战期间修订沿用至今的。

       空气的“刚度”或其弹性模量不会随湿度变化。 但是，密度确实如此。 随着湿度的增加，作为水分子的空气分子的百分比也会增加。 水分子的质量比氧，氮或二氧化碳分子小得多，因此由水蒸气组成的空气比例越大，单位体积的质量越小，空气变得越稀疏。 较低的密度意味着声波传播更快，因此在高湿度下声波传播更快。 但是，速度的增加很小，因此对于大多数日常用途，您可以忽略它。 例如，在室温下处于海平面的空气中，声音在100％湿度（非常潮湿的空气）中的传播速度比在0％湿度（完全干燥的空气）中的传播快0.35％。

       从理论上讲，声学参数的测量要求系统具有线性性和时间不变性。然而，在一个普通的封闭空间中，这些条件几乎是不可能实现的。因此，本文的实验旨在测试这个假设，并尝试量化房间温度、相对湿度和空气流速变化对声学参数的影响。采用预均衡的ESS（指数正弦扫描）信号进行了房间声学参数的测量[19]。所有记录的音轨都通过ESS的反滤波器进行了后处理，终计算出了声学参数。

       此外，本研究只有一个操作员，并且使用相同的仪器。声源和麦克风始终处于同一位置和方向。通过使用这种方法，温度和湿度变量的不确定性得到了减少[26]。通风系统的强度也定期增加，尽可能达到[敏感词]值，然后以相同的方式降低，直到完全关闭。

在本次实验中，共进行了1806次记录，每次测量有6个音轨，包括2个双耳音轨和4个声场音轨，共计301项测量结果。从冲激响应中确定了下列声学参数：

混响时间T20（秒）和T30（秒）；

早期衰减时间EDT（秒）；

强度G（分贝）；

清晰度C50（分贝）和C80（分贝）；

定义D50（%）；

双耳交叉相关IACC；

侧向效率LE；

侧向分数LF。

       本节分析温度、相对湿度和风速变化以及主要的房间声学参数。后，基于R语言分析了声学参数测量值与温度、相对湿度和风速变化之间的关系，这些关系在以前的研究论文中没有被提及。 
       温湿度参数分析图中展示了温度、相对湿度和风速的变化值。

图中清楚地说明了相对湿度如何响应温度变化而变化，反之亦然。这与温度和湿度之间存在负相关的基本原则是一致的。为了捕获[敏感词]的温度变化，在包括全天在内的25小时内监测实验参数。实验过程中，室温[敏感词]值和小值的差异接近5°C，[敏感词]和小相对湿度值的差异约为17%，风速变化为0.55 m/s。

     这些测量是在博洛尼亚工业工程系的“Roberto Alessi”实验室进行的，持续了25个连续小时以上，从7月31日至8月1日。所选用的房间是一个约650平方米的实验室（请参见图1中[敏感词]区域），用作技术物理实验室，当然不具备剧院的声学品质。但是，对于分析的目的，房间的声学质量不是相关的。

另一方面，就热湿参数可达到的变化范围而言，其幅度更为显著。尤其在夏季，由于建筑物近乎整个外表面都会受到阳光的照射，因此能够保证相当宽广的温度范围。此外，还拥有可调节强度的天花板通风系统，使得风速从零到[敏感词]约0.5米/秒之间变化，这个值显然并不高，但对于封闭空间研究来说已经足够充分。

       

       本节讨论了声学参数测量结果及数据的统计分析。[敏感词]的独立变量是空气速度，而它是故意调整的。气流速率对房间的空气温度和湿度有显著影响。房间的声学特性也受到空气速度变化的影响，正如前面所示，尤其是D50表现出比其他主要声学参数更显著的波动。当通风系统关闭时，显然声学特性的波动减少或变得稳定。在本研究范围内，空气速度波动是影响房间声学特性变化重要的环境组成部分。

       在九个声学参数中，EDT和G中的温度表现出强的线性关系。对于低频和中频，与其他参数相比，D50受温度影响[敏感词]，其次是C80和C50。在高频方面，温度对G的影响[敏感词]，其次是D50。其余七个参数的影响程度较小。

       除T30之外，所有声学参数与湿度都有明显的线性关系。与温度类似，湿度的变化对D50在低频和中频方面的影响大于对其他参数的影响。在更高频段中，D50仍然是受湿度波动影响[敏感词]的参数，其次是G。在整个频率范围内，对于LE和LF，湿度的变化对其影响极小。

       与ISO 9613-1标准相反，实验结果表明，声学衰减对湿度变化不敏感。封闭的室内环境的边界和更复杂的外部空气介质可能是原因之一。此外，本研究结果与Gomez-Agustina等人的研究结果不一致。混响时间与高频段的温度呈负线性相关。此外，在测试期间发现，当进行二元回归分析时，结果与一元回归分析保持一致。这种相反的结果可能是因为Gomez-Agustina等人的研究集中在地下空间（如地铁站）上，这些空间相当广阔，可能与列车经过时风速强相关。此外，所选择的参数为T40，不同于一般选择的（T60、T30和T20），并且所分析的频率超过了8000 Hz。

       本研究采用交叉验证RMSE和MAE评估了模型的预测能力。将温度作为独立变量时，模型对T30和EDT在高频段的预测更准确。对于G、C50、C80、D50和IACC，在低频率上模型的预测精度更高。对于LE和LF，在中频率上模型的预测结果更接近真实值。当湿度被视为独立变量时，结果也是相似的。

       此外，应当注意，当房间过高时，房间空气温度分布的差异很容易发生，并且如果其通风系统没有恰当构建，情况可能会恶化。由此产生的温度梯度和随之而来的对流气流对声学特性有重大影响。这种影响应该在音乐厅和剧院的声学设计中考虑到，因为温度波动可能会导致听觉体验中明显的座位区域以及金属乐器的热膨胀，可能导致它们失调。

       

       本研究探讨了房间的主要声学参数，以及温度、湿度和气流速度变化如何影响它们。从混响时间（T30）、早期衰减时间（EDT）、强度（G）、清晰度（D50）、清晰度（C50和C80）、听觉交叉相关系数（IACC）、侧向分数（LF）和侧向效率（LE）的数据收集和基于R的统计分析出发，进行了数据收集和分析。

       本研究的实验工作表明，声学参数的变化和温度、湿度变量的变化呈线性相关。利用数据收集和基于R的统计分析，确定了每个参数在不同频率下对温度和湿度变量的灵敏度。

       需要进行进一步的研究来确认预测模型的准确性并进行进一步校准。此外，虽然可以推断声学参数对湿度和温度的依赖应该是基于JND（仅可感知差异）的被人们在房间中感知，但进一步研究可进一步考察这样的明显的湿度-温度变化在多大程度上是可察觉的。 

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