第七章建筑声环境1

第七章建筑声环境建筑声环境的研究对象：1、噪声和振动的控制、消除或适当减少干扰问题。2、室内声音质量问题—声音高度保真。•主要内容:•建筑环境学中以在空气中产生、传播的声波，仅某些涉及固体中传播的声波（混凝土、钢材、木材等）。•目的：•保证居住者的健康，起码不干扰工作、学习、生活！•提高劳动者的生产率；•保证工艺过程要求：录音棚、演播室、音乐厅。§7-1声音的特性与度量§7-2人对声音环境的反应与噪声评价§7-3声音的传播与衰减§7-4建筑环境的噪声控制§7-1声音的特性与度量一、声音特性1、概念：声音是由空气压强的波动而产生的机械波，通过人耳使人获得的听觉。2、三个基本因素：•声源：发声体（即受到外力而产生振动的物体：三态）。点、线、面、“立体”声源•传声途径：声源向周围的介质辐射声能，再以其中的声波形式传播。•接受者：声波在空气中对空气质点的膨胀压缩形成了空气的压力波动，压力的起伏变化依次作用于人的耳膜，就引起了声音的感觉，而被最终感知。3、基本特性•声压：因声波而引起的空气压强变化量。•声音强弱：与空气质点的振动速度相对应。•声速c：压力波在介质中的传播速度。主要取决于介质本身的物理特性，也和温度等相关。波长频率特性：频率f：空气质点在一秒钟内移动或振动的次数。单位：HZ波长：声波在每次完整的振动周期内传播的距离。声速C=f×声音的频带•人耳可听见的20~20000Hz；听不见的是次声和超声。•频程：把声频范围划分成几个频段，称作频程或频带。•倍频程：两个频率之比为2：1的频程。一般用倍频程划分频带，中心频率分别为：31.3(31.25)、63(62.5)、125、250、500、1000、2000、4000、8000Hz。高频声低频声中频声31.25Hz频率声音类型频率组成纯音单一频率音乐不同声音的有序组合噪声频率杂乱无序组合二、声音的度量•声功率W：声源在单位时间内对外辐射的声能，即在全部可听范围所辐射的功率，单位W或μW。也可特指在某个有限频率范围所辐射的功率，亦称频带声功率，需要注明所指的频率范围。•声强I：单位时间内通过垂直于传播方向上单位面积的平均声功率，W/m2。•声压p：声波的压强与媒质的静压之差，Pa。cpI2媒质的密度听觉范围•可闻阈(听阈)——人耳刚能感受的声音，p0=2×10-5Pa，I0=1×10-12W/m2•痛阈——闻之人耳则痛，p=20Pa，I=1W/m2声音的度量•分贝标度和声级L，单位dB–设立的必要性•数据范围太大，如2×10－5Pa~20Pa•人的听觉响应与声强、声压变化近似呈对数关系–声强级–声压级–声功率级0lg10IILI0lg20ppLp0lg10WWLw可闻阈值1×10-12W声音的测量：A声级•声级计为模拟人耳听觉而进行滤波，分别模拟人耳对40方、70方和100方纯音的反应而得到A、B、C三种计权方式。•用A计权方式测得的噪声级称作A声级，是一个综合叠加得到的单一的数值。•由于通常环境噪声响度多在40方上下，故A声级能够较好地反映人对噪声的主观反应。声源的扩散和叠加特性•点声源的声功率和声强：声音球面扩散•声强可以直接叠加，故有：•总声压是各声压的均方根：iII2ipp24rWIrW声源声级叠加：非线性！•两个声源叠加(I、P、W声级同理)：•n个相同声源L1叠加：•例：两个相同声源叠加，声级增加了10lg2=3dB)101lg(1010121LLLLnLLlg101L=3dB两个不同声源叠加，也可按照图7-4进行。（声强级、声功率级亦可）特例：当差别超过10~15dB，可以忽略。增加的声级数声源声级差rrLpLpLWLWS0为声源面积，f为频率，I～IV是声源的4种位置指向性因数QAB室内的声压级•室内某点声压级Q－指向性因数，取决与声源与接收点的相对关系•R－房间常数•S－房间总表面积•a－平均吸声系数)44lg(102RrQLLWpaaSR1§7-2人对声音环境的反应与噪声评价•什么是噪声？人们不愿意听到的任何声音。空气声：经空气和围护结构传播固体声：振动噪声几种不同噪声源的频谱图人耳的听觉特征•特征：对高频声比对低频声敏感•响度级：用1000Hz纯音的声压级代表其等响曲线的响度级，单位Phon（方）等响曲线听阈痛阈办公楼噪声干扰感觉的调查噪声评价曲线：NC•NC曲线(NoiseCriterionCurves)。ISO推荐，美英、日常用。•适用于评价室内噪声对语言的干扰和噪声引起的烦恼。•对低频的要求比在其基础上提出的NR曲线苛刻。•LA=NC+10dB•NC＝NR－5噪声评价曲线：NR(NoiseRating)•单值A声级不能反映噪声的频谱特性。•NR曲线：在NC曲线基础上综合考虑了听力损失、语言干扰和烦恼的噪声影响而提出中、欧洲常用，ISO规定的一组评价曲线。•LA=NR+5dB•如噪声限值定为NR30，则空场条件下背景噪声≤？噪声评价曲线：PNC•PNC(PreferredNoiseCurves)是对NC曲线进行的修正。•适于评价室内噪声对语言的干扰和引起的烦恼。•对低频部分更进一步进行了降低。•PNC=3.5+NC我国已颁布和建筑声环境有关的最新噪声标准•国家标准（GB）和主管部门的部颁标准及地方性标准。不覆盖的场所，可参照国外有关的专业性资料。•《民用建筑隔声设计规范》（2009报批稿）。规定了住宅、学校、医院、旅馆、办公建筑及商业建筑等六类建筑的室内允许噪声级。如昼间旅馆：特级客房≤35dB（A），一级≤40dB（A），二级≤45dB（A）；夜间特级、一级都减少5dB（A），二级减少10dB（A）。•《声环境质量标准》GB3096-2008（08.10.1实施）；•《社会生活环境噪声排放标准》GB22337-2008；•《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008；•《办公建筑设计规范》JGJ67-2006规定三类办公建筑的允许噪声级。如会议室≤40、≤45、≤50dB（A）。各类声功能区环境噪声限值LeqdB（A）•规定了不同城市区域室外环境噪声的最高限值。类别适用区域昼间夜间0康复疗养区等特别需要安静的区域50401住宅、医疗卫生、文教、科研设计、行政办公等为主要功能，需保持安静的区域。55452商业金融、集市贸易为主要功能，或居住、商业、工业混杂的区域。60503工业生产、仓储物流为主要功能的区域65554a公路交通线、城市轨道、内河航道两侧的区域70554b铁路干线两侧的区域7060室内允许噪声值（噪声控制评价和设计参考）房间类型允许的噪声评价数NR值允许的A声dB(A)广播录音室10~2020~30音乐厅、剧院的观众厅15~2525~35电视演播室20~2530~35电影院观众厅25~3035~40体育馆35~4545~55个人办公室30~3540~45开敞办公室40~4550~55会议室30~4040~50图书馆阅览室30~3540~45不同风量下机组的噪声声压级限值（国标规定）额定风量(立方米/小时)组合式空调机组dB(A)柜式风机盘管机组dB(A)2000~3000≤65≤583500~4500≤65≤605000≤65≤626000~6500≤70≤627000~8000≤70≤649000~10000≤70≤6615000~18000≤80≤7020000~25000≤80≤7230000~35000≤85≤7540000~50000≤85≤78