建筑声学基本知识课件

1、建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 声音本质声音本质 机械波 纵波传播声音的媒质中的每点都在以点原无声波情况下所在位置为中点做来回振动。从圆管内活塞模拟声波可以看出：声波是纵波，振动的方向与声音传播方向在同一直线上。媒质质点的来回振动造成了媒质的疏密分布。弹性媒质是声音传播不可缺的条件。 建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 声音三要素声音三要素 大小声音携带的能量，称为声能。一般声能较小。想象一下，如果有一个能容400万人的礼堂中，里面人同时大声发声是一个什么样子的场景！但其所等价的能量只能维持一盏40瓦的灯泡发光！由此，我们也可以得出这样的结论：人对声音的感觉是很

2、敏锐的，或者说，声音是一种能显著引起人的感官的物质。高低人耳能听到的声音范围是20 HZ -20000HZ。在建筑声学中，一般把125 HZ250 HZ以下的频率称为低频，把2000 HZ40000 HZ以上的频率称为高频。而中间的那一段，则为中频。20HZ以下的声波，称为次声波。20000HZ以上的，称为超声波。 音色人耳通常听到的声音是一系列一定宽度频率带的波范围。人耳能听到的声音范围是20 HZ -20000HZ。 建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 级的概念级的概念 为什么要使用级的概念？我们知道：人耳可听声的范围从声压2*105到2*102pa，相差7个数量级，跨度范围

3、相当大。再者，人的听闻与声的数量不成比例，而是与之的对数成比例。因而，为了研究声音，科学家们采用了级的概念。简单来说：级是采用一种对数标度，他能使描述声音的物理特性更为方便，也更真实。建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 级的概念级的概念 声功率与声功率级：声功率就是表征声音携带能量多少的物理量。数量上声功率等于单位时间内声音携带声能的多少。声功率级则是一个对数标度。数量上为声功率与国际规定的标准声功率w。之比的以10为底对数的10倍。计算式为：Lw = 10lgW/W。 （W。=1*10 - 12）建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 级的概念级的概念 声强与声强级：

4、在垂直声音的传播方向的单位面积上单位时间内通过声功率的多少，称为声强。即声功率的面密度。与声功率级相应，声强级则为声强与标准声强之比的以10为底的对数的10倍，计算式为：Li = 10lgI/I。 （I。=1*10 - 12） 建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 级的概念级的概念 声压与声压级：声音在传播途中，由于媒质质点的振动使媒质质点的周围气压要高于大气压强的值，这一高出的压强值就为声压值（瞬时声压）。与声强和声功率级不同的是的，声压级是声压与标准声压之比的以10为底的对数20倍。计算式为：Lp = 20lgP/P。 （P。=2*10 - 5）建筑声学基本知识建筑声学基础知识

5、建筑声学基础知识 室内声现象室内声现象 声反射声吸收声隔绝建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 声反射实例天坛声反射实例天坛三音石回声壁圜丘建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 声反射声反射/Sound reflection 概念：声波前进过程中遇到尺寸大于波长的界面，发生反射建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 声反射声反射/Sound reflection 镜像反射 条件：声波前进过程中遇到光滑表面符合反射定律入射声线、反射声线和界面法线在同一平面内反射声能与界面的吸声系数有关 扩散反射 条件：声波前进过程中遇到凸形界面，最小凸出处需要达到声波波长的1/

6、7 声波被分解成许多较小的反射声波，传播立体角扩大完全扩散将入射声线均匀地向四面扩散，反射方向完全与入射方向无关不完全扩散同时具有镜像反射和扩散反射注：室内声学中大多数情况都是部分扩散反射（粗糙的墙面、观众区等）适当的扩散反射可以促使声音均匀分布，并可防止一些声学缺陷的出现（声聚焦等） 建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 吸声吸声 /Sound Absorption当声音到达物体表面，除了反射部分外，还有一部分被物体吸收。声音的吸收其实是一个能量转化的过程。大部分的声吸收是声能转化为热能。建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 吸声吸声 /Sound Absorptio

7、n吸声吸声材料和吸声结构在音质设计中的主要用途：控制混响时间消除回声、颤动回声、声聚焦等音质缺陷在噪声控制中的主要作用：室内吸声降噪通风空调系统和动力设备排气管中的管道消声 建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 吸声吸声 /Sound Absorption材料和结构的吸声能力吸声系数，即被吸收的和透过的声能与入射声能之比 式中：吸声系数； E透射声能； E吸收声能； Er 反射声能； E0 入射声能。 0EEE0EEE0EEE建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 吸声吸声/Sound Absorption吸声材料与吸声结构的分类多孔吸声材料 构造特点：大量内外连通的孔隙

8、和气泡，声波入射时引起孔隙中空气振动 吸声原理：声能转化为热能 吸声频率特性：中高频吸声系数较大，低频较小 材料实例：超细玻璃棉、岩棉、珍珠岩 影响因素：空气流阻、孔隙率、厚度、表观密度、背后条件、面层、湿度和温度共振型吸声结构 构造特点：穿孔薄板、薄膜或薄板等与结构层之间形成适当距离的空气层 吸声原理：入声声波频率与系统固有频率相同而发生共振 吸声频率特性：共振频率附近吸声系数大 材料实例：穿孔石膏板、胶合板、塑料薄膜 影响因素：空气流阻、孔隙率、厚度、表观密度、背后条件、面层、湿度和温度复合吸声结构 兼具多孔吸声结构与共振型吸声结构的特点，如矿棉板吊顶结构 建筑声学基本知识建筑声学基础知识

9、建筑声学基础知识 室内声场室内声场在室内放置一个持续发声的稳定声源，经过一定时间的直达声和来自各个界面的反射声（混响）声的共同作用，室内声场会达到一个稳态。此时，如果声源停止发生，则室内稳态声压级离开开始衰减。建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 混响时间混响时间/Reverberation Time 概念：当室内声场达到稳态后，令声源停止发声，自此刻起声压级衰变60dB所经历的时间赛宾公式： 式中：V房间容积； S室内总表面积； 室内平均吸声系数。伊林公式：SVT161. 060)1ln(161. 060SVT式中：4m空气衰减系数建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识

10、 室内某点的声压级室内某点的声压级SPLLp=Lw+10lg（1/4r2+Q/R）R为房间常数R=S/（1-）公式表示了直达声与混响声一起作用的声压级。我们可以随着距离的变化，反射声与直达声的作用效果是不同的。我们反射声与直达声相当的点距声源的距离称为混响半径，我们可以得到，混响半径为：。所以，在混响半径之外，就是混响声为主，而在小于混响半径的球体空间内，则是以直达声为主。建筑声学基本知识建筑声学基础知识建筑声学基础知识 隔声隔声/Sound Isolation 式中：构件透射系数隔声构件的结构形式：单层匀质密实墙、双层匀质密实墙、轻质墙、门窗、组合墙隔声特性：质量定律、吻合效应固体声隔绝噪声产生：振动物体直接撞击结构物噪声传播途径：物体直接撞击、受撞击而振动的结构与其它建筑构件连接而传播隔绝途径：减弱振动源的振动、阻隔振动传播、阻隔振动结构向空间辐射声能实例：楼板下做隔声吊顶 隔声噪声控制的重要手段