建筑声学总结

第3.1章建筑声学基本知识一、声音的基本性质声源是辐射声音的振动物体。声波是纵波。人耳可听到的声波频率范围是20-20000Hz。介质的密度越大，声音的传播速度越快，声音在空气中的传播速度为340m/s。将声音的频率范围划分为若干个区段，称频带。声学设计和测量中常用倍频带和1/3倍频zkHzHzHzHz表示声波的传播方向和途径。声波可分为球面波、平面波和拄面波。声波在传播过程中会发生反射(镜像反射和扩散反射)、绕射(声波绕过障蔽边缘进入声影区的现象)、干涉(相同频率、相位的两列波在叠加区域内引起的振动加强和削弱的现象)。声声功率W：声源在单位时间内向外辐射的声能。r0声压p：介质有无声波传播时压强的改变量。自由声场中Ip2/c0ppLW10lgW/W0(其中p0=2×10-5Pa；I0=10-12W/m2；W0=10-12W)；几个等声压级的叠加Lp20lgp10lgn。两个等声压级叠加时，总声压级比一个声压级增加3dB，两声压p0级之差超过10dB时，附加值可忽略不计，总声压级等于最大声压级。三、声音的频谱和声源的指向性声音分纯音、复音和复合音。声源1/4。四、人的主观听觉特性听觉定位，即双耳听闻效应，人可以根据声波到达双耳时的时间差、强度时差效应，即哈斯效应，直达声到达后50ms以内到达的反射声会加强直达声，直达声到达后50ms后到达的“强”反射声会产生“回声”。构成一条曲线叫“等响曲线”。1000Hz纯音的声压级数值就是待测声音的响度级，单位是人们对2000~4000Hz的声音特别敏感。人耳的对1000Hz的纯音“可闻阈”是0dB、“烦恼阈”是120dB、“痛阈”是130dB。Aphon曲线，对500Hz以下的低频声衰减很大，以模拟人耳对低频不敏感的特性。要使人耳的主观听闻的响度增加一倍，声压级要增加10dB。22L声音的三要素：声音的强弱、音调的高低、音色的好坏。五、自由声场与室内声场点声源在无反射的自由场中辐射声波时，声场中一点的声压级为，1r2LpLW10lg2LW20lgr11，或Lp2Lp120lg2。在点声源的情况下，4rr1B声音在封闭空间中传播形成的声场比自由声场复杂很多。声场中除直达声外还有反射声，反射声的时空分布、房间的比例、形状、界面材料的声学特性对室内声场有很大影响。六、混响时间及计算公式混响是指室内的声源停止发声后，在声场中还存在着来自各界面迟到的反射声形成的“声残留”现象。当室内声场达到稳态，声源停止发声后，声压级衰减60dB所经历的时间就是混响时间。赛宾公式TT0.161V(S0.161VSln(1)七、室内稳态声压级室内稳态声压级LpLW八、房间的共振和共振频率Q4S10lg(2)，且R4r2R1时叠加后产生的波称为驻波。两平行墙面间产生驻波的条件fncncxyzc2L()LL2L2LxLyLz色”。房间的三个尺度不相等或不成整数倍，能减少房间的共振，音质好。第3.2章材料的声学特性一、吸声系数4000Hz六个频率下的吸声系数表示某种2000Hz四个倍频程的吸声系数的平均值称为降噪系数。二、多孔吸声材料和吸声构造声效果良好。容重、厚度与背后条件(可提高中低的吸收；多孔吸声材料的罩面常用金属网，窗纱，纺织品，厚度<0.05mm的塑料薄膜，穿孔率>20%的穿孔板。三、空腔共振吸声构造通。亥姆霍兹共振器、穿孔板、狭缝板等。入射波的频率与共振器的固有频率一致时，孔颈中的空气柱由于共振而剧烈振动并与孔壁摩擦而消耗声能。四、薄膜、薄板共振吸声结构薄膜吸声构造作为中频范围的吸声材料，吸声系数0.3-0.4，薄板构造作为低频吸声结构，吸声系数0.2-0.5。五、其他吸声构造空间吸声体，将吸声材料制成一定形状，悬吊在建筑空间中就构成了空间吸声体。有较高的吸声系数(0.99以上)。幕帘(看作多孔吸声材料)、洞口(朝向自由空间的洞口吸声系数为1，其它为0.3-0.5)、六、空气声隔绝1R/10墙的隔声量。常用125-4000Hz的6个倍频带或100-3150Hz的16个1/3倍频带的隔声量表示某声量。住宅楼板和分户墙的隔声量不小于40dB(一、二级标准为50dB，45dB)。一般教室间隔墙和楼板的隔声量不小于40dB，特殊用房与教室间的隔墙与楼板的隔声量不小于50dB。单层匀质墙的隔声量R20lgm20lgf48。单位面积的质量每增加一倍，隔声量dB长相吻合而产生共振，致使构件对该频率的声波的隔声能力大大降低的现象，称为“吻合效应”。采用硬而厚或软而薄的板使吻合效应的频率控制在100~2500Hz以外。气层的附加隔声量。空气间层的厚度一般为8-12cm。双层墙之间的应采用弹性连接，且两层墙应具有不同的面密度或厚度来避免吻合谷。当入射声频率f>2f0(f0为系统固有共振频率)时，双层墙的隔声cm砖墙的隔声量为53dB，双层石膏板重量只有24cm砖墙的1/10，提高轻型墙体隔声量的措施有：多层复合、双墙分立、薄板叠合、弹性联结、加填吸声材门扇、设置声闸。住宅建筑中，面临楼梯间或公共走廊的户门，其隔声量不小于20dB。gS七、撞击声的隔绝用标准的打击器撞击预测的楼板，在楼下房间测量100~3150Hz范围内1/3倍频带声压级Lpi，经过接受房间吸声量的修正，就得到了规范化撞击声级Lpn。Lpn住宅楼板的计权标准化撞击声压级不应大于75dB(一级标准为65dB)。AL10lgA0pA0生产率、高声强的噪声可损坏建筑物。二、噪声评价指标通噪声)。累计分布声级LN用于对交通噪声和某些非稳态噪声的评价(如背景噪声L90，中值噪声L50，峰值噪声L10)。噪声评价曲线NR(噪声评价数NR等于1000Hz倍频带声压级)。语言干扰级SIL。三、噪声允许标准工业企业卫生标准规定，企业按每天工作8小时，允许噪声为85dB，不得高于90dB。住宅建筑卧室、书房允许噪声级不高于50dB(一、二级标准为40、45dB)，起居室二级标准为45、50dB，夜间允许噪声级相应减小10dB。学校建筑中的一般教室的允许噪声级不高于50dB。城市区域环境噪声昼(夜)限值：特殊安静区50(40)、居民区55(45)、商业区60(50)、工业区65(55)、交通干线70(55)。噪声控制原则：①降低声源的噪声。改进设备，声源处吸声、隔声、减振等技术措施。②在噪声传播途径中控制。噪声源远离、城市防噪规划与建筑平剖面设计、吸声减噪、隔声屏障、管道消声。③对声源接受者采取保护措施。佩带耳塞、减小暴露时间。理的城市功能分区；进行交通道路控制，改善道路设施，限制车速和车辆。离住宅房间；居住区与噪声干扰区设防护带；限制居住区附近的施工作业时间。总体平面布局及平剖面合理可降低15-24dB，吸声降噪可降低6-10dB，构件隔声可降低10-50dB，消声处理可降低15-40dB，噪声通过开启的窗户传入室内后噪声级降低10五、室内吸声减噪无效。减噪量Lp10lgA2/A110lg2/110lgT1/T2六、隔声构件降噪墙体采用砖墙、混凝土预制板等，内表面铺设强吸声材料，悬吊空间吸声体，使用多层玻璃窗。区”，对刺耳的高频最为有效，低频声由于声绕射而效果不明显。隔声屏障的隔声效果与屏障的隔声量和吸声特性、噪声源的频谱特性和传播行程有关。降噪量一般为10-15dB，朝向声源的一侧铺设吸声材料或者靠近声源安装隔声屏可提高减噪效果。七、管道消声导致管道振动而产生、旁接共振腔，来消除中低频噪音。八、设备隔振振动而产生固体声，在振源和围护结构间应置减振装置(钢弹簧、橡胶、毛毡、软木等)加以隔绝。减振系统的传递率与频率比f:f0和系减小弹性系统的弹性系数或者增加系统的质量来得到。转速低于1500转/分的设备)、弹性材料减振器(橡胶减振器能隔绝高频振动，适用转速高于1500转/分的机器)、组合隔振装置和空气弹簧。第3.4章室内音质设计音、足够响度、足够近次反射声、最佳混响、无声缺陷。音质设计任务归结为：容积的确定、体形的设计、混响设计、电声系统配置等。一、音质评价标准主观评价标准：语言声要求具有合适的响度、高的清晰度和可懂度、频率不失真；音乐声要求具有适当的响度、高的明晰度、足够的丰满度、适当的亲切感、良好的空间感(即方向感和围绕感)、适当的平衡感(或色度)，音色不失真。客观评价指标：声压级、混响时间RT和早期衰变时间EDT、混响时间的频率特性(要求平直或低频略升，保证音色平衡不失真)、语言的清晰度和音乐的明晰度(评价反射声的时间分布特点)、早期侧向能量因子(关系到音质的空间感，评价反射声的空间分布特点)二、厅堂容积的确定m3/座、歌剧院4.5-7m3/座、戏曲与话剧3.5-5.53333m3/座、多功能厅堂3.5-5.5m3/座、讲演厅及大教室3-5m3/座、电影院3.5-m3/座。三、厅堂体形设计每个观众。控制大厅的纵向长度，观众席最好在ms声程差小于17m。⑤合理利用舞台反射板。提高听众席内的声能密度和加强演员间的相互听闻。适用的混响时间及其频率特性，取得丰满度和清晰度频满场混响时间。混响时间频率特性：音乐用房低频的低音比是1.2-1.3，中高频平直；语言用房各频率厅剧院普通电立体声8-104.5-2000-10000m3NR20NR25-35NR25-35混响时间频率特性比值500Hz2000Hz4000Hz0.9-1.1NR40-450.6-1.0NR40馆3-50.8-1.06-9万.6,4-8万NR45NR35混响时间频率特性以平直为宜量；选择适当的吸声材料和构造，确定它们的面积和形式。五、电声设计基本扩声系统的组成：传声器、功率放大器和扬声器。扩声系统的要求：足够宽的频响；足够的频率输出；大厅声压分布均匀(声压级差≤6-8dB)；良好的声源方位感并使声像协调；控制声反馈和避免回声、颤声的干扰。扬声器的布置方式：集中式、分散式和混合式。声控室：面积不小于12-15m2，位置在观众席后部或耳光室附近，顶棚和墙面作吸声处六、各类厅堂的音质设计没有舞台和乐池，只设乐台。位区高低错落，座位区的拦墙为邻近坐席提供近次反射声。s率特性的低音比是1.1-1.25；容积8-10m3/座；充分的利用近次反射声，挑台进深高度比小于1:1；大厅布置扩散构件，一至三层楼座或跌落式包厢。歌剧院满场混响1.3-1.6s，混响时间频率特性满足标准要求，5m3/座，混响时间1.1-1.4s，混响时间频剧院挑台进深高度比宜小于多配有电声系统，满场中频混响1:1.2，甲等剧场符合NR25，乙等NR30，丙等NR35。1.1-1.4s，频率特性与话剧院相当。根据使用要求设置可调s体声电影院主扬声器布置在银幕后面，环绕声扬声器布置在侧墙和后墙上，满座混响时间0.6-1.0s。电影院的长度不宜大于36-40m，保证声像同步，每座容积3.5-5.5m3/座。银幕后面做吸声处理，侧墙做扩散或吸声处理，座椅采用大吸声量的软坐席。观众厅地面要有坡度，普通影院每排升起高度6cm，立体声影院大于10cm。楼座挑台进深高度比小于1:2。放映室和观众厅有良好的隔声。体育馆建筑特点是容积大，观众多、场地大且空旷，顶棚高。指向性强的扩声系统；扬声器采用结合布置方式，保证足够响度和声源方向感。报告厅和审判厅m压缩空间容积，严格控制体形，防止声聚焦。顶棚做反射和扩散处理，后墙和侧墙做吸声处