3.1建筑声学基本知识

词掩糊戴弹溃古仑键蝶抵替黎氢潞牡胎政苛青唆迎烃奎若霜薯接瞳肺咳买3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识第三篇建筑声学贰堰残伟厨羽搪桔奴概淄沼徒远拖昼允坝翰持苞唐兹霉答茅蜕会布臻且雷3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识第3.1章建筑声学基本知识3.1.1声音声源的方向性3.1.1.1声音空气中的声波声音：人的听觉器官对弹性介质的振动或压力的迅速而微小的起伏变化的生理反应。声音产生于振动，振动的物体是声源。声波为纵波，介质（空气等）的质点振动方向平行声波传播方向（疏密变化）。声音与声源的关系：振动→传播→人耳感知→声音声音传播的实质：能量的传播，而非物质的传播之展诫久避兢嫌偶修呆绑拔独名菇治奴琉亩跃矛博卜右无柱烙仟凳逮记翠3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识3.1.1.2波阵面声波在同一时刻到达的球面称为波阵面。声波的传播方向可以用声线表示。声源的类型：点声源、线声源、面声源↓↓↓↓波阵面球面波柱面波平面波潭儡展召喀蕊招振眷碍貉菜乡彻缓宏涤冗磁惫或兰剖雅溺俄敬貌饵殉封吉3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识•声音的三要素：声调（由声波的频率决定的）、音量（由声能的密度决定的）、音色（由声音的频谱决定的）。•声音的速度：声速的大小取决与介质本身的特性，与介质的弹性、密度、温度有关。常温下是340m/s。空气中声速是温度的单值函数。•声音的频带：人耳可闻域：20－20000（Hz）低频声：20－250中频声：250－1000高频声：1000－1500•声音的频程（把声音分为几段）：倍频程：低：31.5、63中：250、500、1000、800、1600、3200――具有倍数关系属泥粹献挽荔绪流满纲剑楚趴苔带拽袄帘痛捆遗纲淬淮安琶芬寇行惦揍蚂3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识3.1.2声功率声强声压和分贝3.1.2.1声功率声强声压（宏观物理计量法、“级”的计量法）声功率W：声源在单位时间内向外辐射的声能（输出功率），单位为W（瓦）。声强I：每单位面积波阵面上通过的声功率称为声强，单位为W/m2，衡量声音强弱的物理量。平面声波的波阵面都一样大小，传过的功率相同，所以声强不变。但球面波随着与声源的距离r而变，因此球面波的强度与距离平方成反比，越远越弱，这称为平方反比定律。欣彝酶贩暖旺型绎毙冰寇游蛛径槽钞涨详鸯涕敖肖先牙删吞搜辣履拟御恩3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识声强（声场中某一点声强）的计算：I=W/S（S为声能通过的面积）当在无反射的自由声场中，点声源发出的球面波均匀向四周辐射声能，因此距声源中心为r的球面上的声强：I=W/4πr2，可见对球面波（点声源）声能与声功率正比，与距离平方反比！而平面波（面声源）的声线互相平行，同一束声能通过与声源距离不同的波阵面时，声能没有变化，所以声强不变，与距离无关，也可以理解为S没有变，故I不变。匙逼拴椎虾炸叙擞郑氰于虑鬃剿虎应钓值可试佳是抢沮她婉饺碧蹿喀卧臻3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识声压P：空气质点因声波作用而引起振动时产生的大气压力的微小起伏变化，即声波的压强与媒介的静压之差。I＝P2/ρ0cΡ0c=空气密度×空气中的声速因此：在自由声场中，测得声压和已知测点与声源的距离就不难算出声强和声功率！常温下空气的密度：1.2kg/m3。矿瞩游涤茎撩咋堰逛渭护蹄蚁酬辟翔契扁客檀页媒粥摩湘啸陷昧斗迸柯拈3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识3.1.2.2分贝声音的叠加★听觉阈可闻阈：人耳刚刚能听到的声音，W0＝10－12W，I＝10－12W/m2，P0＝2×10－5Pa。痛阈：闻之耳有疼痛感，Wmax＝1W，Pmax＝20Pa，Imax＝1W/m2。★声音级的度量：用“级”表征，用“分贝”标度；声强级：L1＝10lgI/I0声压级：LP＝20lgp/p0声功率级：Lw＝10lgW/W0横膝杯魂滓俩魄筒驻凹乡昨泪怒晾邢算奔油陛陇驳钙翔酿览镜孜梭衫钱睫3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识声源声级的叠加：非线性，按对数运算规律进行。当几个非相干的声源同时作用时，某处的声强为各个声强的代数和：I=I1+I2+…+Ii；声压为各声压的均方根；但声强级、声压级叠加不能进行简单的代数运算，而是按对数运算规律进行。如果两个声源的声压相等，则叠加后的总声压级为：在分贝标度中，声压每加1倍，声压级增加6dB；声压每乘10，声压级增加20dB；声压级每增加10dB，人耳主观听闻的响度大致增加1倍。2212ppp0022020102PppLLgLgLgpp旺鲤舅枷奥焰髓挞娱韶晕堤淘恰砚苯似酶柞昆坯浸靖轩钝令蔫透轩错壹示3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识3.1.3频率和频谱音乐噪声3.1.3.1频率和频谱f：频率：质点在1秒钟内的完全振动次数，单位Hz(赫兹）。频率决定声音的音调，高频声音是高音调，低频声音是低音调。：波长：声波在每次完全振动周期所传播的距离，单位m声波完成一次振动所走的距离。C：声速：声波在某一介质中传播的速度。单位m/s。在0oC时，C钢=5000m/s,C水=1450m/s在15oC时，C空气=340m/s参数间存在如下关系：c=f×或=c/fuser:声源、介质质点、声接收点的振动频率相同；传播的是振动形式而非质点。项饲院望舞哑撮恿遭驮此励鼻茂蓬池萍缅蜕梅俺辟京称诚晃骤桌篱鞠献砾3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识声音的频谱频谱——表示某种声音频率成分及其声压级组成情况的图形傅立叶理论及现代信号处理技术证明：理论上，任何振动的波形都可以分解为若干单频简谐振动的合成。钝吊丝抬溶饥矣轰滤勾淌芳割龙虑二患惨蔫嫌矣韭盂磋蹋贴频蠕溜蓑隅却3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识分立谱：如弦振动产生的声音。连续谱：谈话、机器的噪声，大多数的自然声。如何获得声音的频谱：使用带通滤波器进行测量或使用傅立叶数学分解。频谱通常根据需要分成若干个频带，带宽（Band)可宽可窄，是人为取定的。最常用的有倍频带和1/3倍频带。驴妥落枫抒桨筹控锑股硕困肆翅馋瑟寨又釉箕瑶候疑哨联洞谋姆舆迎尚社3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识在进行声音计量和频谱表示时，往往使用中心频率作为频带的代表，声压级值使用整个频带声压级的叠加。•倍频程：通常将可闻频率范围内20~20Hz分为十个倍频带，其中心频率按2倍增长，共十一个，为：1631.5631255001K2K4K8K16K•1/3倍频程：将倍频程再分成三个更窄的频带，使频率划分更加细化，其中心频率按倍频的1/3增长，为：12.516202531.540506380100125160...卜棍疹贪糠氢终饭涛裹紊晴赊说石纠狙熊蜂售傀谢琼涣泌怜哼棕氏夯滴梅3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识声源的指向性•声源发出的声音在各个方向上分布不均匀，具有指向性。•声源尺寸比波长小得多时，可看作点声源，无指向性。•声源尺寸比波长差不多或更大时，声源不再是点声源，出现指向性。人们使用喇叭，目的是为了增加指向性。腋缴驼昌雄氰染讹纠庭偷斥牟邹僚明淖览灭趋攀捷撤袄绞皂褪霓份灾悄派3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识•人耳可听频率范围（听域）为20Hz～20KHz,20Hz为次声20KHz为超声。其中，人耳感觉最重要的部分约在100Hz～4000Hz,相应的波长约3.4m～8.5cm杀讲了耕刻焊俗比沮持侨企唐汉东缓愧囊蚀暖隋檀浓爷查搓紧淮仁陇辐泻3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识3.1.3.2音乐纯音：单一频率的声音。基音：最低频率的声音，人们据以辨别其音调，该频率称为基频。谐音：其频率是基音的整数倍，把谐音组合在一起则决定了声音的音色和音质。由于音乐声只含有基频和谐频，所以音乐的频谱是线谱。加苯惶柄咀薄动惩娃叶沟嚣史陇凶犯孩孙费殊窍柳替侈肄炒辽博瞳嗓啊惦3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识3.1.3.3噪声志允弘叙弓揉怨刁破连规帧寺钨怂馅堪凉蜘豢莫歇定琼呕豆卿傻决亡贝峨3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识3.1.4声音在户外的传播3.1.4.1点声源随距离的衰减3.1.4.2线声源随距离的衰减（1）无限长线声源（2）有限长线声源3.1.4.3面声源随距离的衰减侩彤鹿坏桩社务棍惦繁狞酗肇敞役俗巨碰苞坟掘讣暇剪渝拥喧磺遵敷冻久3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识3.1.5声波的反射折射衍射扩散吸收和透射•声波作为机械波，具有机械波的所有特征。有绕射、反射、散射和干涉等，有透射、吸收等。3.1.5.1声反射声折射声衍射和声扩散（1）平面的反射（2）曲面的反射反射的规则：1）入射线、反射线法线在同一侧。2）入射线和反射线分别在法线两侧。3）入射角等于反射角。Li=L斯秧化韧感碰李躯僵偿咆伸籍近颤率溪冤汗戴宇核龚兆菲垛拿扩趣沫熊婪3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识（3）声折射声波在传播过程中，遇到不同介质的分界面时，除了反射外，还会发生折射，从而改变声波的传播方向。即使在空气中传播，随着离地面高度不同而存在的气温变化，也会改变声波的传播方向。（4）声衍射声音绕过障碍物继续前进传播的现象。其发生的可能与程度取决于声波波长和障碍物的尺寸的比拟；当声波波长障碍物的尺寸时，发生衍射。娄揩季圆蓉熊窝避撼腑屯吻经元谓辣鸟绣沾侵秀榷掇释艺赛状绳稽捅宽澜3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识声波在传播过程中遇到障碍或孔洞时将发生衍射。衍射的情况与声波的波长和障碍物（或孔）的尺寸有关。暴到晕抬织躲汲贫歌相需杖隧么威彻溃慨州抒拴搪糕稳录乍彦粱躲泉跋烬3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识（5）声扩散当障碍物的尺寸与声波相当时，将不会形成定向反射，而以障碍物为一子波源，形成扩散。蝉患仙赫敞奏必羹宝退玻泪谦锥闭滩捂痪劳嗓懊珠弯怪泌产误裕觅肃粒乓3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识3.1.5.2声吸收和透射•声波在空气中传播时，由于振动的空气质点之间的摩擦而使一小部分声能转化为热能，常称为空气对声能的吸收。•当声波碰到室内某一界面后（如天花、墙），一部分声能被反射，一部分被吸收（主要是转化成热能），一部分穿透到另一空间。透射系数：反射系数：吸声系数：EEEEo0iEE0rEE0011airEEErEE不同材料，不同的构造对声音具有不同的性能。在隔声中希望用透射系数小的材料防止噪声。在音质设计中需要选择吸声材料，控制室内声场。侩纸货侵零玲草阵胰腿溺留谢须销渠咽窥矽毁拔磨炼逐薯校华佰睛谩畴贤3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识3.1.6驻波和房间共振混响时间室内声压级3.1.6.1驻波和房间共振驻波是驻定的声压起伏。声音强度的变化取决于人们的听闻位置，对于较高频率的声音，仅仅是听者头部的移动，就能感觉到声音响度的变化。3.1.6.2混响时间室内听闻点接收到的声波有两部分：直达声、反射声；混响：声音在室内自稳态开始衰减的过程；混响时间：声音自稳态衰减至原有音声万分之一所经历的时间，即声音自稳态衰减60dB所经历的时间。颠氦皂疽皖募由然份尽逻乏茬讹眨桨遇娜作烈撑馋盏湘避盔霸滞贸织恃倾3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识★混响时间的计算★混响理论与赛宾（适用与室内平均吸声系数小于0.2的情况）：T60＝f(V.A)＝K.(V/A)A――室内总吸声量，室内总表面积S×平均吸声系数；V――房间容积；K――常数，多取0.161；★伊林公式（本式只考虑了室内表面的吸声作用)不足：当室内空间较大，声音频率较高（2000Hz），需要考虑空气吸声时，将产生较大的偏差，那就出现了哈里斯公式！★哈里斯公式（本式考虑了空气的吸声作用）：空气吸声量：将相应之吸声系数（4m值）×房间容积V。昧利詹淮革冤呛瘩秩霞善盗郑针盎抑下镭许旭奖筒沈哟搏范徒博乏蚌瓜各3.1建筑声学基本知识3.1建筑声学基本知识混响时间计算的假设：•室内声场是充分扩散的