建筑物理声学计算题及问答题(带答案)

第三篇

建筑声学

第十章

建筑声学基本知识

习

题

10-1、试举两个谐振动的例子，并指明它们的周期、振幅和波长。

答：例如秒摆，周期为2秒。振幅任意，一般振角为5º，两相邻同相位点之间的距离为波长λ，例如：弹簧振子，振动周期T=2π

，振幅为小球离开平衡位置的最大距离，波长λ=C·T。

10-2、把一个盛着水的容器悬挂在一根摆线的下方，任其作自由摆动，若容器的底部有一小孔，在摆动的过程中，水不断从小孔中均匀地流出来，试分析在摆动过程中周期的变化情况。

10-3、两列相干波的波长均为λ，当它们相遇叠加后，合成波的波长等于什么？

答：两列相干波相遇发生波的干扰现象，而波长却不发生变化，因为同一媒介中传播的两波在某区域相交，仍保持个自原有特性。

10-4、图10-8能否适用于纵波？为什么？用波长和波程差表示，相遇点满足什么条件振动就加强？满足什么条件振动就减弱？

答：（1）当两源到达某点A的路程差为零或半波长的偶数倍时，该点出现振动最强振幅最大，即ΔS=2n（λ/2）=

nλ（n=0、1、2、„„）。

（2）当两波源到达某点B的路程差为半波长的奇数倍时，该点出现振动减弱，即ΔS=（2n+1）（λ/2）（n=0、1、2、„„）。

10-5、声音的物理计量中采用“级”有什么实用意义？80dB的声强级和80dB

的声压级是否一回事？为什么？（用数学计算证明）

答：声强的上下限相差一万亿倍，声压相差一百万倍，用它们度量不方便，人耳对声音大小感觉并不与声强或声压成正比，而是近似与它们对数值成正比，所以通常用对数的标度来表示。

（2）80分贝声压级=80分贝声强级

10-6、录音机重放时，如果把原来按9.5cm/s录制的声音按19.05cm/s重放，听起来是否一样？为什么？（用数学关系式表示）

10-7、验证中心频率为250、500、1000、2000Hz的一倍频程和1/3倍频程的上下截止频率。

10-8、证明式（10-20）。

第十一章

室内声学原理

习

题

11-1、在应用几何声学方法时应注意哪些条件？

答：（1）厅堂中各方面尺度应比入射波的波长长几倍或几十倍。

（2）声汉所遇到的反射面，障碍物的尺寸要大于波长。

11-2、混响声和回声有何区别？它们和反射声的关系怎样？

答：当声音达到稳态时，若声源突然停止发声，室内接收点上的声音并不会立即消失，而要有一个过程，声源停止发声后，室内声音的衰减过程为混响过程，而回声则是声音长时差的强反射，混响发生时，直达声消失，反射声继续下去世，每反射一次，声能被吸收一部分，室内声能密度逐渐减弱直至消失，直达声达到后的50ms之内到达的反射声，可加强直达声，而50ms之后到达的反射声延时较长的反射声强度比较突出，就形成了回声。

11-3、混响公式应用的局限性何在？

答：（1）当室内平均吸声系数小于0.2时，赛宾公式T60=K·V/A才与实际较近。

（2）只考虑室内表面的吸收作用时，在时可得混响时间。

（3）考虑室内表面吸收，空气的吸收等，得到的更接近实际。但实际情况与假设条件不符合，声源的指向性，声场的不均匀，室内吸收分布不均匀和吸声系数的误差都影响着计算公式，实际还需“调整”。

11-4、房间共振对间质有何影响？什么叫共振频率的简并；如何避免？

答：房间的共振频率引起“简并”，将那些与共振频率相当的声音被大大加强，导致室内原的声音产生失真，共振频率的重叠现象，称为共振频率的“简并”，为克服“简并”现象，使共振频率的分布尽可能均匀，需选择合适的房间尺寸，比例和形状，如果将房间的墙面或顶棚做成不规则形状，或将吸声材料不规则地分布在室仙界面上，也可适当克服共振频率分布的不均匀性。

11-5、试计算一个4╳4╳4m的房间内，63Hz以下的固有频率有多少？

第十二章

吸声材料和级声结构

习

题

12-1、多孔吸声材料具有怎样的吸声特性？随着材料容重、厚度的增加，其吸声特性有何变化？试以玻璃棉为例予以说明。

答：多孔吸声材料主要吸声特性：本身具有良好的中高频吸收，背后留有空气层时还能吸收低频。

同一材料，其密度、厚度增加，可以提高中低频的吸声系数，但对高频影响不大。

如图，为超细玻璃棉的吸声系数。从由线1、3比较，密度一定时，随着厚度增加，中低频范围的吸声系数显著增大。高频总是有较大的吸声系数。从曲线2、3比较可知，厚度一定时，增大密度也可提高中低频的吸声系数，不过比增大厚度所引起的变化小。

12-2、[例12-1]中用式（12-2）验算了一穿孔板吸声结构的共振频率，试用较精确的计算式（12-3）加以验算；若空气层厚度为20cm，两式计算频率各为多少？若又将穿孔率改为0.02(孔径不变)，结果怎样？

12-3、如何使穿孔板结构在很宽的频率范围内有较大的吸声系数？

第十三章

室内音质设计

习

题

13-1、室内音质的优劣如何评价？在声学设计中应从哪些方面保证音质的良好要求？

13-2、确定房间容积需考虑哪些因素？

13-3、观众厅由于体型处理不当会产生哪些音质缺陷，如何在设计中避免？

答：产生的音质缺陷有1、回声。可改变反射面角度来缩短声程差（S≤17m）；表面贴吸声材料；作扩散体。

2、颤动回声。避免对应面平行；采用消除回声的措施。

3、声聚焦。作扩散体；调节其曲率半径。

4、声影。昼使观众区都在扩散区内。注意挑出物的遮挡。（如在有挑台情况下，挑台高度ΔH与其至后墙的距离L需满足：音乐厅L≤2ΔH，语言L≤ΔH）。

5、沿边反射：改变反射角度；作扩散体；贴吸声材料。

13-4、一个综合利用观众厅的混响时间应如何确定？

13-5、设一观众厅容积为9088m2，室内表面咱们为3502m2，室内平均吸声系数α500=0.27，α4000=0.28，试求（1）当室内温度为20℃，相对湿度为60%时，500Hz及4000Hz的混响时间。（2）当演员声功率为300μW，指向性因数Q=1时，距声源15m处的声压级是多少？

第十四章

噪声控制

习

题

14-1、在城市噪声控制中存在哪些问题，今后应如何解决？

14-2、试论述解决建筑中噪声的途径？

14-3、试论述阻性消声器的原理与计算方法。

14-4、有一大教室，平面尺寸为15╳6m，高4.5m，室内总吸声量为10m2，墙面可铺吸声材料的面积约为100m2。试问：（1）如顶棚上全铺以吸声系数为0.5的材料，室内总噪声级能降低多少分贝？（2）如墙面100m2也全铺上同样材料，又可降低多少分贝？

14-5、选用同一种吸声材料衬贴的消声管道，管道断面积为2000cm2，试问选用圆形、正方形和1：5及2：3两种矩形断面，哪一种产生的衰减量最大，哪一种最小，二者相差多少？

第十五章

建筑隔声

习

题

15-1、在建筑中声音是通过什么途径传递的？空气声与固体声有何区别？室外的火车声进入室内是属于何种类型的传播？

答：三种途径：1、经由空气直接传播，即通过围护结构的缝隙和孔洞传播；2、通过围护结构传播；3、由于建筑物中机械的撞击或振动的直接作用，使围护结构产生振动而发声。前两种为“空气传声”，第三种为“振动或固体传达室声”。

空气声——声音在空气中传播。

固体声——振动直接撞击构件使构件发声。

室外火车声进入室内属于“空气传声”。

15-2、何谓质量定律与吻合效应？在隔声构件中如何避免吻合效应？

答：质量定律——假定：墙面积无限大，忽略边界，墙为柔顺的板而非具有刚度，忽略墙的弹性与内

——结论：墙体被声波激发后振动大小只与惯性（质量）有关。

——公式：R=20㏑m+20㏑f-48

dB

吻合效应——由于墙体都是有一定刚度的弹性体被声音激发后振动→弯曲波或其它振动方式当空气波与墙内产生的弯曲波相吻合，使总的弯曲波振动达到最大，这时墙板将向另一侧辐射大量声能，即称为“吻合效应”。

吻合效应只发生在一定频率范围，且临界频率fc与构件的厚度、材料的密度和弹性模量有关。

避免吻合效应：使吻合效应不发生在100-2500Hz

可采用：厚而硬的墙板——降低临界频率fc

软而薄的墙板——提高fc。

15-3、试列举一、二种典型方案，说明如何提高轻型墙的隔声能力。

答：提高措施：1、将多层密实材料用多孔弹性材料（如玻璃棉或泡沫塑料等）分隔，做成夹层结构。

2、加厚空气间层的厚度，一般当将空气间层的厚度增加到7.5cm以上，在大多数的频带内可以隔声量8-10dB。

3、用松软的吸声材料填充空气间层。

15-4、设计隔声门窗时应注意什么问题？

答：门窗设计时，需解决——门窗结构轻薄和缝隙问题。

1、对于门，经常开启的，重量不宜过大，门缝难密封时，可设“声闸”或“狭缝消声”。

2、窗：要保证其有足够的厚度，避免共振，注意密封，特别要避免隔声窗的吻合效应。

15-5、试论述提高楼板隔绝撞击声能力的途径。

答：1、弹性面层处理。在楼板表面铺设柔软材料（地毯、橡皮布、软木板、塑料地面等）；

2、弹性垫层处理，在楼板结构层与面层间做弹性垫层，将其放在面层或龙骨下面，如“浮筑楼板”；

3、楼板做吊顶处理。

15-6、有一占墙面积1/100的孔，若墙本身的隔声量为50dB，试求此墙的平均隔声量。

15-7、有一双层玻璃窗，玻璃厚均为6mm，空气层厚10cm，试求此双层窗的共振频率（玻璃容重为2500kg/m2）。

15-8、