我小時(shí)候?yàn)榱松蠈W(xué)方便,寄住在親戚家,那是一間五層樓的房子,我住在3樓,當(dāng)時(shí)經(jīng)常就會(huì)在夜深或者人靜的時(shí)候聽到類似彈珠落地的聲音——那種“噠...噠...”逐漸變小的聲音。
直到我上大學(xué)后,我才知道有太多人和我有相同的經(jīng)歷了,其實(shí)關(guān)于這種現(xiàn)象有許多解釋,包括建筑的熱脹冷縮,孔狀板材中的小石頭掉落,甚至有些人說是霉菌造成的。
但是,現(xiàn)在許多聲學(xué)專家最認(rèn)可的一種說法是:水錘效應(yīng)造成的!
它最初的聲音比彈珠落地大得多!
首先,考慮到聲音在建筑介質(zhì)中傳播會(huì)逐漸消散,噪音肯定會(huì)發(fā)生變化,這意味著它最原始的聲音可能與我們所聽到的“彈珠”或“別針”(或其它東西)掉落的噪音大不相同。
由于當(dāng)時(shí)住我樓上的人彼此都認(rèn)識(shí),我還特地測試了下,彈珠落地的聲音在樓下聽起來確實(shí)不像那種平時(shí)聽到的怪異聲音。
如果在樓上掉落鋼珠,樓下的人聽到的聲音不是那種清脆聲,它更沉悶,聲音也很小,而且不像是天花板傳過來的,而更像是樓梯口傳過來的聲音。
如果在樓下聽到清脆的鋼珠落地聲音,那么它最初的聲音可能比彈珠落地聲要大得多!
這就可以排除許多關(guān)于這種現(xiàn)象的解釋,比如孔狀板材中的小石頭掉落,小石粒確實(shí)會(huì)在孔狀板材中來回蹦跶,但是它的聲音絕對不會(huì)太大。當(dāng)然如果掉落的小石粒足夠大的話,它確實(shí)可能發(fā)出這種聲音,但這樣它絕對不會(huì)太頻繁,畢竟那么大的石粒經(jīng)常掉落,這房子還能安全嗎。
圖注:老房子經(jīng)常會(huì)用這種孔狀建材
什么是水錘效應(yīng),如何制造噪音?
由于以前自來水管道搭建得不合理,水錘效應(yīng)在老房子里是非常明顯,如果你住在老房子里,你迅速關(guān)閉水龍頭的話,可能就會(huì)聽到一陣水流急停的悶響聲,這就是水錘效應(yīng)。
水錘效應(yīng)會(huì)帶來許多危害,它可能會(huì)使水管爆裂,甚至是影響房子的使用年限。
不過,你可能從來沒有經(jīng)歷過家用水管因?yàn)樗N效應(yīng)而爆裂的情況(也正因?yàn)槿绱撕芏嗳瞬涣私馑N效應(yīng)),其實(shí)原因很簡單,我們家用的水壓還不夠大,水錘效應(yīng)的危害一般在工業(yè)用水上。
但是,對于家用自來水來說,出現(xiàn)水錘現(xiàn)象從而在天花板上發(fā)出一些奇怪的聲音是完全有可能的。
當(dāng)我們迅速關(guān)閉自來水時(shí),水流的動(dòng)能會(huì)讓水在管道里迅速出現(xiàn)壓強(qiáng)變化,這會(huì)帶動(dòng)水管震動(dòng)起來,而噪音就是這種震動(dòng)發(fā)出來的。
如果要形成彈珠落地的清脆聲音,那么這種壓強(qiáng)的變化需要非常明顯,明顯到讓我們需要去考慮水的壓縮性。
當(dāng)水從被壓縮的狀態(tài)逐漸復(fù)原的時(shí)候,就會(huì)在墻壁上出現(xiàn)這種“噠...噠...”逐漸減弱的聲音。
其實(shí),最初的聲音可能根本不是天花板上傳下來的,而是墻壁,但是在一個(gè)空曠的房間中,我們的耳朵是無法分辨這種聲音具體出自哪里的。
由于水錘效應(yīng)的危害,現(xiàn)代的房子在搭建自來水管道的時(shí)候往往都會(huì)考慮到這一點(diǎn),降低水錘效應(yīng),這就是為什么彈珠落地的聲音一般出現(xiàn)在老房子里,而不是新房子。
當(dāng)然,有時(shí)候不是彈珠落地的聲音,還可能是挪桌子的聲音,這取決于水錘的性質(zhì),它的影響因素有很多,包括管道與建筑的連接情況,水壓,以及放水的方向或者地方等等。
最后
2019年的時(shí)候,美國聲學(xué)學(xué)會(huì)的科學(xué)家安迪·皮亞克塞克(Andy Piacsek)特地尋找了這種現(xiàn)象的聲源,他排除了一些可能的因素,最后的“元兇”只有水管,而水管發(fā)出聲音的就是水錘效應(yīng)[1]。
關(guān)于這種現(xiàn)象的其它解釋,其實(shí)仔細(xì)想想都不是特別合理,比如霉菌影響導(dǎo)致建筑出現(xiàn)一些輕微斷裂,它可能會(huì)發(fā)出這種聲音,但是這種假設(shè)一般只在潮濕的南方成立,但是這種彈珠落地的聲音在全世界不分南北、到處都有。
同樣的,鋼筋熱脹冷縮或許也可能像水管一樣震動(dòng)發(fā)出聲音,但是它不會(huì)只局限于老房子,新房子可能也會(huì)有。
最有可能確實(shí)是水錘效應(yīng),至少這足以解釋我個(gè)人的經(jīng)歷了。
所以,如果你住在老房子里,并且經(jīng)歷了這種聲音的話,不用害怕,那可能只是你的鄰居朋友正在用水而已。
參考資料:
[1]Sarah Harvey.Why so many apartment dwellers hear the sound of rolling objects through the ceiling.2019.6.17
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