声环境设计的目的是满足人们对声音的主观要求，即想听的声音能听清并且音质优美，而不需要的声音则应降低到最低的干扰程度。但是，人对声音的主观要求却是十分复杂的。要了解人们听觉上的主观要求，首先要了解听觉机构与声音影响听觉的—些主观因素。

一、听觉机构

在噪声控制和厅堂音质设计中，人耳是声波最终的接收者。人耳可以分成三个主要部分：外耳、中耳与内耳。声波通过人耳转化成听觉神经纤维中的神经脉冲信号传到人脑中的听觉中枢，引起听觉。

人耳剖面示意图

（一）外耳

外耳由耳壳与听道构成，到耳鼓为止。外耳像个倒置传声的喇叭口，有聚拢声音的作用，如果我们头上没有外耳，我们周围多数的声音会听不到。

耳壳的作用是使听道和声音之间阻抗匹配，从而让更多的声音能进入耳道，这种匹配作用在8800Hz左右最佳，在高频也有效，在低于400Hz时匹配作用就差了。

耳道大约25~30mm长，直径5~7mm，共振频率约为2000~3000Hz，因此，这是我们最敏感的频率范围。实际上，外耳对这一范围的声音有放大作用。这样既有优点又有缺点，优点是2000~3000 Hz频率范围是人类语言频率的上限，在我们发出的辅音中占主导地位，可以帮助我们彼此交流。缺点是我们在衰老时，这一频率范围存在最先失去听觉敏感性的趋势，使交流更困难。

（二）中耳

声波继续前行，带动耳鼓膜振动，进入中耳。耳鼓膜振动由中耳室空腔中三块小骨（称为听骨）继续传递。锤骨、砧骨和镫骨将耳鼓膜的振动传到卵圆窗，这三块骨头的作用是调整音量使其适合内二器官。也就是说，如果声压级很高，连接这些骨头的肌肉使它们分开，减少进入内耳声音的强度。

中耳的作用就是通过听骨的运动把外耳的空气振动和内耳中的液体运动有效地耦合起来。此外，听骨一方面起了传递声能的作用，另一方面又能限制传至卵形窗过大的运动，起一定的保护作用。

（三）内耳

内耳的主要组成部分是耳蜗。声音经过听小骨传递到达卵圆窗，将引起卵圆窗的振动。充满液体的螺旋形耳蜗随后产生波动，类似于海洋的波动。耳蜗内排列着微小的、毛发似的细胞，在液体中波动。这些毛细胞的波动，将机械能转换成电能，并将这些电信号传送至听觉神经。听觉神经将来自于全部毛细胞的电信号传送至大脑，并在大脑中进行处理，进而理解为声音。整个听觉过程仅用毫秒即可完成。

（四）骨传导

声音除了从外耳和中耳这一途径传到内耳外，还可以通过颅骨的振动使内耳液体运动，这一传导途径叫骨传导。

也正是这个原因，通常自己听到自己讲话的声音与别人听到自己讲话的声音是有差别的，自己口腔发出声音后，有一部分低频成分，直接通过骨传导进入听觉系统，因此自己听到的声音更加低沉，这就是为什么听录音机里录下自己的声音好像变了一个人似的。

二、听觉范围与听觉特性

（一）最高和最低的可听频率极限

不同的人能听到的最高频率范围是变化很大的。人的最高可听极限与所听声音的响度大小有关系。一般青年人可以听到20000Hz的声音，而中年人只能听到12000Hz至16000Hz。可听频率的下限通常是20Hz，但是随着人的衰老，可听频率的下限也在不断升高，以至于中老年人对低频声音变得不敏感，这也是他们不再像年轻时代那样 更加容易陶醉于重低音享受的原因之一。

人耳的听觉范围

（二）最小与最大的可听声压级极限

人耳可接收的声音的响度变化范围是极大的。一般正常的青年人在中频附近的最小可听极限大致相当于参考压强为2×10-5N/m2的零分贝。—个人最小可听极限的提高意味着听觉灵敏度的降低。

在强声级的作用下，人耳会有不舒服以致疼痛的感觉，各个人能容忍的声压级上限与其噪声暴露的经历有关。未经过强声级的人，极限为125dB；有经常处于强噪声环境中经历的人，可达135~140dB；通常，声压级在120dB左右，人就会感到不舒服；130dB左右耳内将有痒的感觉；达到140dB时耳内会感到疼痛；当声压级继续升高，会造成耳内出血，甚至听觉机构损坏。

人耳正常听觉范围

（三）最小可辩阈（差阈）

对于频率在50~1000Hz之间的任何纯音，在声压级超过可听阈50dB时，人耳大约可分辨1dB的声音压级变化。在理想的隔声室中，用耳机提供声音时，在中频范围，人耳可察觉到0.3dB的声音压级变化。

当频率约为lOOO Hz而声压级超过40dB时，人耳能觉察到频率变化范围约为0.3%；声压级相同，但频率少于1000Hz时，人耳能觉察到3Hz的变化。

三、哈斯(Hass)效应

哈斯(Hass)效应反映在人耳听觉特性的两个方面，一是听觉暂留，一是声像定位。

与看电影、电视的连续图像所利用的是人眼的视觉暂留现象，同样，人耳也有听觉暂留现象。人对声音的感觉在声音消失后会暂留一小段时间，如果到达人耳的两个声音的时间间隔小于50ms，那么就不会觉得声音是断续的。而如果到达人耳的两个声音的时间间隔超过50ms，就会产生“回声”现象，剧场声学设计中，回声是一种严重的声缺陷。

在多声源发声内容相同的情况下，人耳对声像定位的判断，即判断声源的方向， 并非完全按照声源所产生声音的大小进行感知，而主要是根据“第一次到达”的声音的方向来确定，即声音方向由距离最近的声源决定。

单声源发声时，房间中的声反射可形成逻辑上的多个虚声源，但是，直达声总是最先到达的，因此人们听到声源的方向总是和发声声源一致。

四、掩蔽 (mask) 效应

人耳对一个声音的听觉灵敏度因另外一个声音的存在而降低的现象叫掩蔽效应。身边最明显的现象在安静的环境下，可以听到钟表的“滴答”声，而在吵闹的场合，如餐馆、交通干线旁、轰鸣的机器边等，往往很难听到。

掩蔽效应

一个声音高于另一个声音lOdB，声压级小的声音对声压级大的声音的掩蔽效应就很小，可以忽略不计。一般说来，掩蔽的特点是频率相近的声音掩蔽较显著，掩蔽声的声压级越大掩蔽效果越强。低频声对高频声的掩蔽作用大，高频声则难于完全掩蔽低频声。例如，在交响乐队中，具有高频特性的小提琴比较容易被低频成分大的管乐器所掩蔽。

我们也可以使用容易令人接受的声音掩蔽那些令人烦恼的声音。在酒店大堂中，播放的悠扬音乐声可以掩蔽从远处传来的别人之间的交谈声，降低因听到对方讲话而造成的互相干扰；某居住区紧邻繁忙的交通干线，通过设置一喷泉，利用人们比较习惯的落水声掩蔽交通噪声。

五、听觉定位（双耳听闻效应、方位感）

人耳的一个重要特性是能够判断声源的方向和远近，人耳确定声源远近的准确度较差，而确定方向相当准确。听觉定位特性是由双耳听闻而得到的，由声源发出的声波到达两耳，可以产生时间差和强度差。

通常情况下，当频率高于1400Hz时，强度差起主要作用，例如夏季的蚊子在人们头边飞旋，发出的高频声波因距离不同到达两耳的强度差异较大，因此人们非常容易听声定位，伸手将其拍灭；而低于1400Hz时则时间差起主要作用，例如电话铃声，一般在440Hz左右，因到达人耳的时间差没有太大差异，常常使我们听到电视内的电话铃误以为是家里来了电话。

人耳对声源方位的辨别在水平方向比竖直方向要好。在声源处于正前方（即水平方位角0°），一个正常听觉的人在安静无回声的环境中，可辨别1°~3°的方位变化；在水平0°~60°范围内；超过60°迅速变差，但可以通过摆动头部而大大改善。双耳定位能力有助于人们在存在背景噪声的情况下倾听所注意的声音。

结语：

不同的人有不同的要求，它与人们的文化水平、生活条件以及当时的心理状态等因素有着密切的关系，甚至还涉及人们的爱好等等。但最低的要求则是比较一致的，即对要听的声音希望能听清、听得够响，并且优美动听，而不好的声音起码是不使其干扰自己的学习、工作与休息。

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