第一講 引言及聲環(huán)境概論_conv.doc

第一講 建筑聲環(huán)境概論一.聲環(huán)境設(shè)計(jì)的意義： 聲音是人類行為中重要的組成部分。 人們可以聽(tīng)到的聲音都屬于聲環(huán)境范疇聲環(huán)境設(shè)計(jì)是專門(mén)研究如何為建筑使用者創(chuàng)造一個(gè)合適的聲音環(huán)境。 二.建筑聲環(huán)境研究的內(nèi)容1.音質(zhì)設(shè)計(jì)主要是音樂(lè)廳、劇院、禮堂、報(bào)告廳、多功能廳、電影院等2.隔聲隔振主要是有安靜要求的房間，如錄音室、演播室、旅館客房、居民住宅臥室等 3.材料的聲學(xué)性能測(cè)試與研究吸聲材料：材料的吸聲機(jī)理、如何測(cè)定材料的吸聲系數(shù)、不同吸聲材料的應(yīng)用等等。如劇場(chǎng)座椅吸聲量的測(cè)試，天花板吸聲性能的設(shè)計(jì)等。隔聲材料：材料的隔聲機(jī)理，如何提高材料的隔聲性能，如何評(píng)定材料的隔聲性能，材料隔振的機(jī)理，不同材料隔振效果等。4.噪聲的防止與治理掌握了解噪聲的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃階段如何避免噪聲、出現(xiàn)噪聲如何解決以及交通噪聲治理等。5.其他電聲 聲學(xué)測(cè)量的方法聲音本身性質(zhì)的測(cè)定、房間聲學(xué)的測(cè)定、材料聲學(xué)性質(zhì)的測(cè)定。聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)研究。三.建筑聲學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1. 古希臘、古羅馬的露天劇場(chǎng) 埃比道魯斯劇場(chǎng) 阿波羅圣地劇場(chǎng)露天劇場(chǎng)存在的問(wèn)題是：1、露天狀態(tài)下，聲能下降很快。2、相當(dāng)大的聲能被觀眾吸收。3、噪聲干擾。解決方法：加聲反射罩； 控制演出時(shí)周圍的噪聲干擾。2.中世紀(jì)教堂建筑 自從羅馬帝國(guó)被推翻后，中世紀(jì)建造的主要廳堂就是教堂。中世紀(jì)的室內(nèi)聲學(xué)知識(shí)主要來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)的成分很少。教堂的聲學(xué)環(huán)境的特點(diǎn)是：音質(zhì)特別豐滿，混響時(shí)間很長(zhǎng)，可懂度很差。3.十六世紀(jì)的劇場(chǎng) 十六世紀(jì)后歐洲建了很多劇場(chǎng)，有些劇場(chǎng)的觀眾容量很大。如意大利維琴察市（維琴察古城于1994年成為聯(lián)合國(guó)教科文組織世界文化遺產(chǎn)。），由帕拉迪奧設(shè)計(jì)的奧林匹克劇院，建于1579_1584，有3000個(gè)座位。又如1618年由亞歷迪奧設(shè)計(jì)的意大利帕爾馬市的法內(nèi)斯劇場(chǎng)，可容納觀眾2500人。從掌握的資料來(lái)看，雖然這個(gè)時(shí)代的建筑師幾乎沒(méi)有任何室內(nèi)聲學(xué)知識(shí)，但這個(gè)時(shí)代建造的幾座劇院和其他廳堂沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何顯著的音質(zhì)缺陷。主要的原因是由于觀眾的吸聲和劇場(chǎng)內(nèi)華麗的表面裝飾起到了擴(kuò)散作用，使劇場(chǎng)的混響時(shí)間控制比較合理，聲能分布也比較均勻。 4.17世紀(jì)的馬蹄形歌劇院 十七世紀(jì)，出現(xiàn)了馬蹄形歌劇院。這種歌劇院有較大的舞臺(tái)以及環(huán)形包廂或臺(tái)階式座位，排列至接近頂棚。這種劇院的特點(diǎn)是利用觀眾坐席大面積吸收聲音，使混響時(shí)間比較短，這種聲學(xué)環(huán)境適合于輕松愉快的意大利歌劇演出。 在十七世紀(jì)開(kāi)始有人研究室內(nèi)聲學(xué)。十七世紀(jì)的阿柯切爾所著的聲響,最早介紹了室內(nèi)聲學(xué)現(xiàn)象，并論述了早期的聲學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐。十九世紀(jì)初，德國(guó)人E.F.弗里德利科察拉迪所著的聲學(xué)一書(shū)中，致力于解釋有關(guān)混響的現(xiàn)象。5.19世紀(jì)的音樂(lè)廳 音樂(lè)廳早期發(fā)展階段是在十七世紀(jì)中后到十九世紀(jì)，包括：早期音樂(lè)演奏室、娛樂(lè)花園和大尺度的音樂(lè)廳，古典“鞋盒型”音樂(lè)廳就是在這一時(shí)期逐漸發(fā)展起來(lái)的。 19世紀(jì)前作曲家所做的音樂(lè)作品是與其表演空間相適應(yīng)的，這一時(shí)期的演奏空間基本是矩形空間。19世紀(jì)以后，隨著浪漫主義音樂(lè)及現(xiàn)代音樂(lè)的產(chǎn)生，演出空間變得豐富多彩，出現(xiàn)了扇形、多邊形、馬蹄形、橢圓形、圓形等多種形狀，其混響時(shí)間及室內(nèi)裝飾風(fēng)格也各不相同。 在這一時(shí)期，音樂(lè)廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)仍然沒(méi)有太多的理論可以遵循。6.聲學(xué)設(shè)計(jì)理論a.賽賓的混響時(shí)間 到二十世紀(jì)，賽賓（Wallace Clement Sabine，1868-1919）（哈佛大學(xué)物理學(xué)家、助教） 在1898年第一個(gè)提出對(duì)廳堂物理性質(zhì)作定量化計(jì)算的公式混響時(shí)間公式，并確立了近代廳堂聲學(xué)，從此，廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)主義時(shí)代結(jié)束了。 b.馬歇爾的側(cè)向聲原理 1967年，新西蘭聲學(xué)家馬歇爾教授最先將人的雙耳收聽(tīng)原理同音樂(lè)廳的聲學(xué)原理結(jié)合起來(lái)，認(rèn)為19世紀(jì)“鞋盒型”音樂(lè)廳的絕佳音質(zhì)，除緣于混響時(shí)間及聲擴(kuò)散以外，直達(dá)聲到達(dá)聽(tīng)眾后的前5080ms的早期側(cè)向反射聲起著極為重要的作用。在這些音樂(lè)廳中每個(gè)聽(tīng)眾都接受到強(qiáng)大的早期反射聲能，其中側(cè)向反射比來(lái)自頭頂?shù)姆瓷渎暩鼮橹匾?，因?yàn)樗峁┙o聽(tīng)眾更強(qiáng)的三維空間感和音樂(lè)的環(huán)繞感。 1968年，馬歇爾提出了“早期側(cè)向反射聲”對(duì)音質(zhì)起重要作用，認(rèn)為需要有較多的早期側(cè)向反射聲，使聽(tīng)者有置身于音樂(lè)之中的一種“空間印象”感覺(jué)，空間感對(duì)響度及與低音相關(guān)的溫暖感很重要。由于聲音向后傳播時(shí)，觀眾頭頂?shù)穆由湮帐孤暷芩p，必須靠側(cè)向反射將聲音傳至觀眾席后部。這些發(fā)現(xiàn)意義重大，從此開(kāi)始了將反射聲的空間分布與時(shí)間系列相結(jié)合的新的研究階段。該理論已成為近期影響音樂(lè)廳形狀設(shè)計(jì)的主要理論，使新建音樂(lè)廳開(kāi)始注重并應(yīng)用側(cè)向反射聲。c.IACC兩耳互相關(guān)函數(shù) 80年代，日本聲學(xué)家安藤四一教授在德國(guó)哥廷根大學(xué)的研究引入了唯一的雙耳（空間）評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)雙耳聽(tīng)覺(jué)互相關(guān)函數(shù)(IACC)，它表示兩耳上的信號(hào)之間的相互關(guān)系，這種相互關(guān)系又是聲場(chǎng)空間感的量度。雙耳聽(tīng)聞效應(yīng)屬心理和生理聲學(xué)研究范疇，它提示了音樂(lè)廳中側(cè)向反射的重要性，既使人了解到“鞋盒形”音樂(lè)廳音質(zhì)良好的原因，同時(shí)也掌握了“鞋盒形”以外的其它有效的聲學(xué)設(shè)計(jì)造型。 IACC作為評(píng)價(jià)空間感的指標(biāo)，它開(kāi)辟了音質(zhì)研究的一個(gè)新途徑，也使音樂(lè)廳的音質(zhì)評(píng)價(jià)建立在更為科學(xué)的基礎(chǔ)上。但在技術(shù)上還存在不少問(wèn)題，例如指向性傳聲器的選擇，測(cè)定用聲源的選擇（聲源信號(hào)不同，結(jié)果大不相同）等等。第二講 聲音的基本知識(shí)一.振動(dòng)與聲波1. 聲音的產(chǎn)生 1）聲音來(lái)源于振動(dòng)。 聲源：產(chǎn)生聲音的振動(dòng)物體稱為聲源，所有的聲音都是物體的振動(dòng)所產(chǎn)生的。 振動(dòng)在空氣中的傳播聲波，傳播聲音的物質(zhì)稱為傳聲介質(zhì) 2）所有的聲音都是物體的振動(dòng)產(chǎn)生的。聲音在空氣中傳播時(shí)，傳播的只是振動(dòng)的能量，空氣質(zhì)點(diǎn)不傳到遠(yuǎn)處。2. 波陣面 1）有聲波存在的空間稱為聲場(chǎng)。 波陣面：聲波在同一時(shí)刻到達(dá)空間的各個(gè)點(diǎn)的包跡面。 2）點(diǎn)聲源：?jiǎn)蝹€(gè)的聲源，聲源的尺度比所輻射的聲波波長(zhǎng)小很多。 線聲源：把許多很靠近的單個(gè)聲源沿一直線排列而形成的聲源。 面聲源：把許多距離很近的聲源放置在一平面上而形成的聲源。二.頻率、波長(zhǎng)與聲速1. 頻率 1）周期：聲源完成一次振動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間（T），單位 s 2）頻率：聲源每秒振動(dòng)的次數(shù)稱為頻率（f），單位為Hz。 3）頻率決定了聲音的音調(diào)，高頻率聲音是高音調(diào)，低頻率的聲音是低音調(diào)。 4）可聽(tīng)聲范圍：人耳聽(tīng)到的聲音的頻率范圍20Hz20000Hz 5）計(jì)算： f=1/T2.波長(zhǎng)波長(zhǎng)：聲源振動(dòng)一個(gè)周期聲波傳播的距離稱為波長(zhǎng)（ l ），單位為m。3.聲速 1）聲速：聲波在傳聲介質(zhì)中的傳播速度稱為聲速（C）,單位m/s。 2）聲速不是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度，而是振動(dòng)的傳播速度。它的大小與聲源無(wú)關(guān)，而與介質(zhì)的彈性，密度和溫度有關(guān)。 3）計(jì)算： 空氣中的聲速與溫度的關(guān)系： C=331.4+0.607t t：攝氏溫度, 。 三.聲音的計(jì)量（一）聲功率、聲強(qiáng)、聲壓1.聲功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)聲源聲源向外輻射的總聲能量。記為W，單位w或w 1w=106 w聲源的聲功率是很微小的。 2.聲強(qiáng)：在聲波的傳播過(guò)程中，每單位面積波陣面上通過(guò)的聲功率稱為聲強(qiáng)，記為I，單位為w/m2。 平面波： 球面波： 3.聲壓：空氣質(zhì)點(diǎn)由于聲波作用而產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)所引起的大氣壓力起伏稱為聲壓，記作p，單位是N/m2。1)瞬時(shí)聲壓:聲波在空氣中傳播時(shí)，聲壓P實(shí)際上隨時(shí)間而迅速變化，這種對(duì)應(yīng)于某一瞬時(shí)的起伏變化稱為瞬時(shí)聲壓。 峰值聲壓:在一定時(shí)間間隔中最大的瞬時(shí)聲壓稱為峰值聲壓。2)聲壓與聲強(qiáng)有密切的關(guān)系，在自由聲場(chǎng)中，某處的聲強(qiáng)I與該處聲壓的平方成正比，而與介質(zhì)密度和聲速的乘積成反比。3)可聽(tīng)閾人耳剛剛能感受到聲音。 P0=210-5Pa I0=110-12W/m2疼痛閾人耳感到痛的聲壓。 P=20Pa I=1W/m2（二）聲功率級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲壓級(jí)1.聲功率級(jí)：聲功率與基準(zhǔn)聲功率之比取以10為底的對(duì)數(shù)乘以10，用Lw表示，單位為dB。聲功率級(jí)：-基準(zhǔn)聲功率值 110-12W2.聲強(qiáng)級(jí)：聲強(qiáng)與基準(zhǔn)聲強(qiáng)之比取以10為底的對(duì)數(shù)乘以10，用LI表示，單位為dB。聲強(qiáng)級(jí)：-基準(zhǔn)聲強(qiáng)值 110-12W/m23.聲壓級(jí)：聲壓與基準(zhǔn)聲壓之比取以10為底的對(duì)數(shù)乘以20，用Lp表示，單位為dB。四.聲音在戶外的傳播1.點(diǎn)聲源隨距離的衰減 在點(diǎn)聲源向自由空間輻射聲能的條件下，距聲源r米處聲壓級(jí)與聲功率級(jí)的關(guān)系為：2.線聲源隨距離的衰減：無(wú)限長(zhǎng)線聲源的聲壓級(jí) 有限長(zhǎng)線聲源的聲壓級(jí)：距離較近時(shí)，距離每增加一倍，聲壓級(jí)降低3dB；距離較遠(yuǎn)時(shí)，距離每增加一倍，聲壓級(jí)降低6dB。3.面聲源隨距離的衰減 觀測(cè)點(diǎn)與聲源的距離較近，聲能沒(méi)有衰減；當(dāng)距離較遠(yuǎn)時(shí)，聲壓級(jí)降低的數(shù)值為3-6dB。五.聲波的反射、衍射和擴(kuò)散（一）聲波的反射1.條件：當(dāng)聲波遇到一塊尺寸比波長(zhǎng)大得多的障礙時(shí)，聲波將被反 射。即Ll 2.反射的規(guī)則：1）入射線、反射線法線在同一側(cè)。2）入射線和反射線分別在法線兩側(cè)。3）入射角等于反射角。Li=Lb （二）聲波的衍射1.條件：聲波在傳播過(guò)程中遇到障礙或孔洞時(shí)將發(fā)生衍射。衍射的情況與聲波的波長(zhǎng)和障礙物（或孔）的尺寸有關(guān)。與原來(lái)的波形無(wú)關(guān)。 2.特性：能繞到障礙物的背后改變?cè)瓉?lái)的傳播方向繼續(xù)傳播。（三）聲波的擴(kuò)散1.條件：a.聲波在傳播過(guò)程中遇到一些凸形的界面就會(huì)被分解成許多小的比較弱的反射聲波。b.凸形界面的突出部分，最小需相當(dāng)于入射波長(zhǎng)的1/7才能起到擴(kuò)散作用。2.作用：a.促進(jìn)聲音在圍蔽空間里的均勻分布；b.防止一些聲學(xué)缺陷。 六.聲吸收和聲透射聲波入射到建筑構(gòu)件時(shí)，聲能一般分為三個(gè)部分： 1.一部分能量被反射； 2.一部分能量透過(guò)構(gòu)件，聲波的振動(dòng)引起構(gòu)件相應(yīng)的振動(dòng)，然后又傳遞給另一側(cè)的傳聲介質(zhì)，使之發(fā)生同樣的振動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為透射。 3.還有一部分能量由于構(gòu)件的振動(dòng)或者聲音在里面?zhèn)鞑r(shí)與介質(zhì)摩擦，熱傳導(dǎo)而被損耗，通常說(shuō)聲波被吸收。不同的材料對(duì)不同的頻率有不同的吸收作用。 （一）聲吸收1.定義：聲波在空氣中傳播時(shí)，由于振動(dòng)的空氣質(zhì)點(diǎn)之間的摩擦而使一小部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能，常稱為空氣對(duì)聲能的吸收。2.聲吸收受到材料的有關(guān)特性及其表面狀況、構(gòu)造等的影響。3.吸聲系數(shù)：被吸收的聲能（即沒(méi)有被表面反射的部分）與入射 聲能之比，以表示。4.吸聲量：例：一面墻的面積為50m2，某個(gè)頻率（如500Hz）的吸聲系數(shù)為0.2，則該墻的吸聲量是多少？（二）聲透射1.透射系數(shù)： 2.反射系數(shù)： 3.吸收系數(shù)： 4.隔聲量：七.駐波和房間的共振1.駐波 駐波是波的干涉現(xiàn)象的特殊情況，它是由兩列頻率，振幅相同，但是沿某一軸向相對(duì)傳播的波互相疊加而成。 發(fā)生駐波時(shí)，波形沒(méi)有傳播，只有振幅發(fā)生變化，但振幅最大處波腹與振幅最小處波節(jié)的位置總是不變的。 當(dāng)聲源持續(xù)發(fā)聲時(shí)，則在兩平行界面間始終維持駐波的狀態(tài)，即產(chǎn)生軸向共振。2.房間共振 在一些內(nèi)裝修材料比價(jià)堅(jiān)硬的矩形房間內(nèi)，當(dāng)聲源發(fā)聲時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)駐波，也就是說(shuō)房間內(nèi)某些頻率會(huì)被大大的加強(qiáng)。我們就說(shuō)房間出現(xiàn)了共振現(xiàn)象。在三維空間中，除了軸向駐波外，還會(huì)出現(xiàn)切向駐波和斜向駐波。 也就是說(shuō)當(dāng)室內(nèi)聲源發(fā)出某一頻率的聲音時(shí)，聲波可以沿著室內(nèi)的軸向，切向，或斜向入射和反射，形成駐波，這時(shí)房間共振的機(jī)會(huì)增加了許多，計(jì)算矩形房間共振（包括軸向共振，切向共振，斜向共振三種共振）頻率的普遍公式為：分別為房間的長(zhǎng)，寬，高 分別為任意正整數(shù)（可以為0，但不能同時(shí)為0）由圖中可以看到，某些振動(dòng)方式的共振頻率相同，即出現(xiàn)了共振頻率重疊的現(xiàn)象，稱為共振頻率的簡(jiǎn)并?？梢钥吹?，當(dāng)三個(gè)邊長(zhǎng)有兩個(gè)相等或全等時(shí)，會(huì)有許多簡(jiǎn)并的現(xiàn)象。 在出現(xiàn)簡(jiǎn)并的共振頻率范圍內(nèi)，將使那些共振頻率的聲音被大大加強(qiáng)，導(dǎo)致原有聲音的頻率畸變。防止簡(jiǎn)并現(xiàn)象的根本原則是：使共振頻率分布盡可能均勻。 具體措施有：1）選擇合適的房間尺寸、比例和形狀；2）將房間的墻或天花做成不規(guī)則形狀；3）將吸聲材料不規(guī)則地分布在房間的界面上。 八.混響時(shí)間1.混響及混響時(shí)間的定義混響和混響時(shí)間是室內(nèi)聲學(xué)中最為重要和最基本的概念。 混響：是指聲源停止發(fā)聲后，在聲場(chǎng)中還存在著來(lái)自各個(gè)界面的遲到的反射聲形成的聲音的“殘留”現(xiàn)象。這種殘留現(xiàn)象的長(zhǎng)短以混響時(shí)間來(lái)表示?；祉憰r(shí)間：當(dāng)室內(nèi)聲場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，聲源停止發(fā)聲后，聲壓級(jí)降低60 分貝所經(jīng)歷的時(shí)間稱為混響時(shí)間。記作T60，單位為秒。 3.混響時(shí)間計(jì)算的精確性1)混響時(shí)間計(jì)算公式是假設(shè)室內(nèi)聲場(chǎng)充分?jǐn)U散，室內(nèi)聲吸收是均勻的條件下導(dǎo)出的。2)廳堂內(nèi)各界面的吸聲系數(shù)，通常采用混響室內(nèi)測(cè)定的值。在實(shí)際的使用中，具體的聲場(chǎng)環(huán)境一般不會(huì)完全符合以上的條件。4.計(jì)算混響時(shí)間的意義 1）“控制性”地指導(dǎo)材料的選擇與布置。 2）預(yù)測(cè)建筑廳堂室內(nèi)的聲學(xué)效果 3）分析現(xiàn)有的音質(zhì)問(wèn)題 九.室內(nèi)聲壓級(jí) 當(dāng)一點(diǎn)聲源在室內(nèi)發(fā)聲時(shí)，在室內(nèi)聲場(chǎng)充分?jǐn)U散的條件下，已知聲源功率則可利用以下穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)計(jì)算離開(kāi)聲源不同距離處的聲壓級(jí)：十.人對(duì)聲音的感受（一）響度級(jí) 人耳的靈敏度（響度感覺(jué)）在各個(gè)頻率都不相同，在較低和較高頻率時(shí)靈敏度較低。也就是說(shuō)，相同聲壓級(jí)的不同頻率的聲音，人耳聽(tīng)起來(lái)是不一樣響的。 某個(gè)頻率的響度等于等響1000Hz純音的聲壓級(jí)，單位是方。也就是用某個(gè)頻率一定聲壓級(jí)的純音與1000Hz的純音比較，當(dāng)人感覺(jué)兩個(gè)聲音的響度相等時(shí)，此時(shí)1000Hz的聲壓級(jí)就是這個(gè)頻率的響度值。 如果我們用1000Hz、40分貝的純音作為參考標(biāo)準(zhǔn)，與其它頻率作比較，并把聽(tīng)上去與這40分貝1000Hz的純音響度相等時(shí)的分貝數(shù)記下來(lái)，最后連成一條曲線。我們稱之為響度級(jí)為40方的等響曲線。根據(jù)等響曲線得出如下規(guī)律：1.在低聲壓級(jí)時(shí)（85分貝以下） ，曲線斜率大，并且主要集中在低頻，說(shuō)明同樣大的響度級(jí)，頻率越低，所需要的聲壓級(jí)越大。2.在高聲壓級(jí)時(shí)（85分貝以上），同響的各個(gè)頻率的聲壓級(jí)差距小，曲線顯得平緩。3.增加相同的響度，低頻增加的聲壓級(jí)比高頻增加的聲壓級(jí)要小。4.1000Hz時(shí)，等響曲線中對(duì)應(yīng)的兩曲線之間相差10dB。（二）A聲級(jí) 在進(jìn)行聲壓級(jí)測(cè)量時(shí)，為了得到比較接近人耳聽(tīng)聞效果的聲壓級(jí)，在聲級(jí)計(jì)中加入了“頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)” 對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。這些計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)有A、B、C、D四種，其中A、B、C計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)分別模仿等響曲線中響度級(jí)為40方，70方和100方的曲線特點(diǎn)。D計(jì)權(quán)主要用于航空測(cè)量。 A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最廣。它對(duì)信號(hào)的加權(quán)方式符合人耳對(duì)低頻的靈敏度比高頻差的聽(tīng)覺(jué)特點(diǎn)。（三）噪聲對(duì)人的影響1.掩蔽效應(yīng)掩蔽效應(yīng)：一種聲音的存在提高了另一種聲音的可聽(tīng)閾。這是由于某個(gè)聲音的存在而使人耳對(duì)別的聲音聽(tīng)覺(jué)靈敏度降低的現(xiàn)象。這稱為掩蔽效應(yīng)。掩蔽量：可聽(tīng)閾提高的分貝數(shù)。掩蔽閾：提高后的聽(tīng)閾。掩蔽效應(yīng)的特點(diǎn)： a.掩蔽作用不僅取決于這兩個(gè)聲音的相對(duì)強(qiáng)度和頻率成分， 也與聽(tīng)眾的心理狀態(tài)有關(guān)。 b.頻率相近的聲音掩蔽作用顯著。 c.高頻聲容易被低頻聲掩蔽，而低頻聲很難被高頻聲掩蔽 掩蔽效應(yīng)的影響：有利有弊 弊：聽(tīng)不清要聽(tīng)得內(nèi)容，降低工作效率 利：可以提高環(huán)境的私密性。2.噪聲 噪聲對(duì)聽(tīng)力的影響決定于噪聲的強(qiáng)度和接觸的時(shí)間。聽(tīng)力損失有一個(gè)從聽(tīng)覺(jué)適應(yīng)、暫時(shí)性耳聾到噪聲性耳聾的發(fā)展過(guò)程。職業(yè)性耳聾人們長(zhǎng)時(shí)間處在A聲級(jí)為90dB以上的噪聲環(huán)境中。暫時(shí)性耳聾短時(shí)間暴露在響噪聲環(huán)境中。暫時(shí)性耳聾可能出 現(xiàn)在一部分頻率范圍里，可能持續(xù)幾秒鐘，也可 能持續(xù)幾天。第三講 吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)第一節(jié) 吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)概述 一.定義： 吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)，廣泛地應(yīng)用于音質(zhì)設(shè)計(jì)和噪聲控制中。 對(duì)建筑師來(lái)說(shuō)，把材料和結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性和其他建筑特性如力學(xué)性能、耐火性、吸濕性、外觀等結(jié)合起來(lái)綜合考慮，是非常重要的。 通常把材料和結(jié)構(gòu)分成吸聲的、或隔聲的、或反射的，一方面是按材料分別具有較大的吸聲、或較小的透射、或較大的反射，另一方面是按照使用時(shí)主要考慮的功能是吸聲、或隔聲、或反射。但三種材料和結(jié)構(gòu)沒(méi)有嚴(yán)格的界限和定義。 吸聲材料：材料本身具有吸聲特性。如玻璃棉、巖棉等纖維或 多孔材料。 吸聲結(jié)構(gòu)：材料本身可以不具有吸聲特性，但材料經(jīng)打孔、 開(kāi)縫等簡(jiǎn)單的機(jī)械加工和表面處理，制成某種結(jié) 構(gòu)而產(chǎn)生吸聲。如穿孔FC板、穿孔鋁板吊頂?shù)取?在建筑聲環(huán)境的設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮材料的使用，包括吸聲性能以及裝飾性、強(qiáng)度、防火、吸濕、加工等多方面，根據(jù)具體的使用條件和環(huán)境綜合分析比較。 二.作用 吸聲材料最早應(yīng)用于對(duì)聽(tīng)聞音樂(lè)和語(yǔ)言有較高要求的建筑物中，如音樂(lè)廳，劇院，播音室等，隨著人們對(duì)居住建筑和工作的聲環(huán)境質(zhì)量的要求的提高，吸聲材料在一般建筑中也得到了廣泛的應(yīng)用。三.分類： 吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)的的種類很多，根據(jù)材料的不同，可以分為以下幾類第二節(jié) 多孔吸聲材料一.吸聲原理 多孔吸聲材料中有許多連通的間隙或氣泡，聲波入射時(shí)，聲波產(chǎn)生的振動(dòng)引起小孔或間隙的空氣運(yùn)動(dòng)，由于與孔壁或纖維表面摩擦和空氣的粘滯阻力，一部分聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使聲波衰減；其次，小孔中空氣與孔壁之間還不斷發(fā)生熱交換，也使聲能衰減。二.吸聲特性 主要吸收中、高頻聲三.多孔性吸聲材料必須具備以下幾個(gè)條件：（1）材料內(nèi)部應(yīng)有大量的微孔或間隙，而且孔隙應(yīng)盡量細(xì)小且分布均勻；（2）材料內(nèi)部的微孔必須是向外敞開(kāi)的，也就是說(shuō)必須通過(guò)材料的表面，使得聲波能夠從材料表面容易地進(jìn)入到材料的內(nèi)部； （3）材料內(nèi)部的微孔一般是相互連通的，而不是封閉的。四.基本類型（一）玻璃棉 玻璃棉具有質(zhì)量輕，中高頻吸聲系數(shù)大，阻燃，化學(xué)性能穩(wěn)定，安裝加工方便等優(yōu)點(diǎn)。一般小于等于24/m3的玻璃棉稱為吸聲玻璃棉氈，等于大于32 /m3的叫玻璃棉板。通常在外面包一層透聲的織物。（二）木絲吸聲板 用松木等天然材料，經(jīng)過(guò)特殊處理制成纖維狀的木絲，再用天然礦粉等作為粘結(jié)劑，壓制成板材。 具有吸聲，隔熱，防潮，防菌等特點(diǎn)，防火性能達(dá)到難燃B1級(jí)，同時(shí)強(qiáng)度和剛度較高。有一定耐撞擊能力。（三）纖維噴涂吸聲材料 纖維噴涂技術(shù)是將經(jīng)過(guò)預(yù)先特殊工藝處理的無(wú)機(jī)超細(xì)纖維，纖維素，抗火化合物以及粘結(jié)劑等原料，通過(guò)專用配套的噴涂設(shè)備混合，在施工現(xiàn)場(chǎng)噴涂于混凝土，鋼板，石膏板等各種基體表面上，形成具有一定厚度的噴涂層。五.影響多孔材料吸聲性能的因素（一）材料中空氣的流阻 空氣流阻，指空氣流穩(wěn)定的流過(guò)材料時(shí)，材料兩面的靜壓差和流速之比，空氣粘性越大，材料越厚，越密實(shí)，流阻就越大，材料透氣性越低。如果流阻過(guò)大，則克服摩擦力，粘滯阻力從而使聲能轉(zhuǎn)化為熱能的效率就很低。多孔材料存在最佳的空氣流阻。 （二）孔隙率 指材料中的空氣體積和材料總體積之比。一般多孔材料孔隙率在70%以上，多數(shù)達(dá)到90%左右。（三）材料厚度 同一種材料，隨著厚度的增加，中，低頻范圍的吸聲系數(shù)會(huì)有所增加，并且吸聲材料的有效頻率范圍也會(huì)擴(kuò)大。1）當(dāng)材料較薄時(shí)，增加厚度，材料的低頻吸聲性能將有較大的提高，但對(duì)高頻聲的吸聲性能則影響較?。?）當(dāng)材料厚度增加到一定程度時(shí)，吸聲系數(shù)的增加將逐步減小。 在設(shè)計(jì)上，通常按照中，低頻范圍所需要的吸聲系數(shù)值選擇材料的厚度。（四）材料表觀密度（容重） 對(duì)于不同的材料，密度對(duì)其吸聲性能的影響不盡相同，一般對(duì)于同一種材料來(lái)說(shuō)，當(dāng)厚度不變時(shí)，增大密度可提高中低頻的吸聲性能，但比增加厚度所引起的變化要小。 對(duì)于每一種不同的多孔性吸聲材料，一般都存在一個(gè)理想的密度范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)材料的性能較好，密度過(guò)低或過(guò)高都不利于提高材料的吸聲性能。（五）材料背后空氣層 對(duì)于厚度，表觀密度一定的多孔材料，當(dāng)其與堅(jiān)實(shí)壁面之間留有空氣層時(shí)，吸聲特性會(huì)有所改變。（六）飾面的影響 為了盡可能的保持原來(lái)的吸聲特性，飾面應(yīng)具有良好的透氣性。例如可以使用金屬網(wǎng)，塑料窗紗，透氣性好的紡織品等，也可以使用厚度小于0.05mm的塑料薄膜，穿孔率在20%以上的薄穿孔板等。使用穿孔板面層，低頻吸聲系數(shù)將有所提高，使用薄膜面層，中頻吸聲系數(shù)將有所提高。（七）聲波的頻率和入射條件 多孔材料的吸聲系數(shù)隨入射頻率的增大而增大。常用的厚度大致為5cm成型多孔材料，對(duì)于中高頻有較大的吸聲系數(shù)。（八）材料吸濕，吸水 多孔材料吸水后，材料的間隙和小孔中的空氣被水分所代替，使得孔隙率降低，因此會(huì)大大改變其吸聲性能。 隨含水率的增加，首先降低了對(duì)高頻聲的吸聲系數(shù)，繼而逐步擴(kuò)大其影響范圍。第三節(jié) 共振吸聲結(jié)構(gòu)一.吸聲原理 當(dāng)吸聲材料和結(jié)構(gòu)的自振頻率與聲波的頻率一致時(shí)，發(fā)生共振，聲波激發(fā)吸聲材料和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)，并使振幅達(dá)到最大，從而消耗聲能，達(dá)到吸聲的目的，因此共振吸聲材料和結(jié)構(gòu)的吸聲特征呈現(xiàn)峰值吸聲的現(xiàn)象，即吸聲系數(shù)在某一個(gè)頻率達(dá)到最大，在離開(kāi)這個(gè)頻率附近的吸聲系數(shù)逐漸降低，在遠(yuǎn)離這個(gè)頻率的頻段則吸聲系數(shù)很低。 二.吸聲特性 主要對(duì)中低頻有很好的吸聲特性 。三.基本類型（一）薄膜吸聲結(jié)構(gòu) 皮革，人造革，塑料薄膜等具有不透氣，柔軟，受張拉時(shí)有彈性等特征，這些材料與其背后的空氣層形成共振系統(tǒng)，吸收共振頻率附近的聲能。共振頻率的公式為： 通常薄膜的共振頻率在200Hz1000Hz之間，最大吸聲系數(shù)為0.30.4，一般可視為中、低頻吸聲材料。（二）薄板吸聲結(jié)構(gòu)1.吸聲特性 膠合板，石膏板，石棉水泥板或金屬板也可以作為共振吸聲結(jié)構(gòu)。 因?yàn)榈皖l聲比高頻聲更容易激起薄板振動(dòng)，所以它具有低頻的吸聲特性。工程中常用的薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率在80-300Hz之間，其吸聲系數(shù)為0.2-0.5。共振頻率的公式為： 2.選用薄膜（薄板）吸聲結(jié)構(gòu)應(yīng)注意如下幾個(gè)方面： a.薄板的厚度； b.薄板單位面積的重量； c.空氣層是否填充多孔吸聲材料； d.薄板的飾面處理； e.多孔吸聲材料與薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的組合。（三）亥姆霍茲共振器 最簡(jiǎn)單的單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)是亥姆霍茲共振器。它是一個(gè)封閉的空腔通過(guò)一個(gè)開(kāi)口與外部空間相聯(lián)系的結(jié)構(gòu)，當(dāng)入射聲波的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，孔徑中的空氣柱由于共振產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，消耗聲能。亥姆霍茲共振器最大的吸聲系數(shù)在其共振頻率附近。（四）穿孔板 穿孔板可以看成是許多個(gè)亥姆霍茲共振器組合在一起。它的吸聲特性取決于板厚、孔徑、板的穿孔率、板后面的空腔厚度以及空腔內(nèi)填充的材料等因素。 增加吸聲頻段寬度的措施: 1.采用微穿孔板 2.穿孔板后面添加多孔材料，共振頻率向低頻移動(dòng)，吸聲頻率范圍也會(huì)增加。穿孔FC板 FC板又稱高壓水泥纖維板，其原料為纖維水泥、經(jīng)高壓形成板材，無(wú)孔FC板多用于內(nèi)部隔墻和吊頂。穿孔FC板一般厚度為4mm，有圓孔和狹縫兩種形式，可以形成一定的圖案。 穿孔FC板具有良好的防火性能，一般可達(dá)到建筑材料燃燒性能分級(jí)方法（GB8624-1997）不燃A級(jí)，同時(shí)還具有良好的防濕、防潮效果。FC板的強(qiáng)度較高，但是比較脆，抗沖擊性較差。穿孔FC板本身呈灰色，但表面可進(jìn)行噴涂處理，裝修性一般。 木制吸聲板 木制吸聲板基本材料為15mm或18mm厚的防潮中密度板，表面可以有兩種處理方法：一種是單色的三聚氰胺涂飾層，一種是木紋的真木皮飾面。木制吸聲板的開(kāi)孔一般分為兩層，上面一層為小的圓孔或縫隙，下面一層為大的圓孔。 木制吸聲板在出廠時(shí)一般都粘附一層無(wú)紡吸聲布，只要安裝時(shí)在其后留有一定厚度的空腔，就可以單獨(dú)作為吸聲材料使用，有較好的中低頻吸聲特性，如果在空腔內(nèi)填充一定厚度的多孔性吸聲材料，如玻璃棉等，可以有效地提高整個(gè)構(gòu)造的中高頻吸聲特性。 第四節(jié) 特殊吸聲結(jié)構(gòu) 所謂特殊吸聲結(jié)構(gòu)是指該材料（或結(jié)構(gòu)）具有特殊的吸聲功能，且能適應(yīng)建筑中某些特殊要求的吸聲結(jié)構(gòu)。 前者如吸聲尖劈，它在50-4000Hz的頻率范圍內(nèi)，均可達(dá)到0.99的吸聲系數(shù)，為建造消聲實(shí)驗(yàn)室所必需；后者如微穿孔板的吸聲結(jié)構(gòu)，鋁粉末燒結(jié)板吸聲結(jié)構(gòu)、NDC卡羅姆吸聲結(jié)構(gòu)，它們可無(wú)需多孔纖維材料，而獲得寬頻帶的聲吸收，同時(shí)滿足建筑防潮、防火和衛(wèi)生等方面的要求；還有空間吸聲體，它具有占用面積（處理面積）小但高效的吸聲性能，目前被廣泛應(yīng)用于大型廳堂的吸聲處理。 一.強(qiáng)吸聲結(jié)構(gòu) 吸聲尖劈是消聲室中最常用的強(qiáng)吸聲結(jié)構(gòu)。 吸聲尖劈的吸聲系數(shù)一般要求達(dá)到0.99以上，在其吸聲的頻率范圍內(nèi)，能達(dá)到此要求的最低頻率稱為截至頻率，吸聲尖劈的截至頻率與尖劈內(nèi)的多孔材料，及尖劈的形狀尺寸有關(guān)。 截至頻率約等于0.25C/L。二.空間吸聲體 把吸聲材料和結(jié)構(gòu)懸吊（或懸挑）在空間被稱為空間吸聲體。由于材料的各個(gè)界面全部暴露在空間，即聲場(chǎng)中，比單面暴露接觸聲波的機(jī)率大，因此吸聲性能有很大的提高。這樣，在獲得相同吸聲量的情況下，就可減少吸聲處理面積。此外，形形色色的空間吸聲體 ，還可豐富空間的藝術(shù)效果。因此，近年來(lái)得到廣泛的應(yīng)用。目前空間吸聲體除最簡(jiǎn)單的板式吸聲體外，常見(jiàn)的還有折板式、立板式、圓柱形、圓錐形、方筒形、十字形、球形等。 為了提高吸聲體對(duì)低頻的聲吸收，目前常采取如下幾種措施： 1）增加吸聲材料的厚度和密度，例如采用半圓柱、球切面和球狀吸聲體，可以提升對(duì)低頻的聲吸收； 2）把成品吸聲板材（通常厚度在15-25mm左右）做成中空的雙層板狀吸聲體，或再把雙層板做成各種形狀的吸聲體； 3）增加多孔性材料的厚度，在板材中設(shè)空腔可提升對(duì)低頻的聲吸收，但與中高頻的吸聲量仍有很大的差距。 三.微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu) 所謂微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)，就是在厚度小于1mm的薄板上，穿孔徑小于1mm的微孔，穿孔率約為1%-3%的微孔板，通過(guò)龍骨安裝在剛性結(jié)構(gòu)（墻或樓板）面上，就構(gòu)成了微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。為了擴(kuò)展吸聲頻率范圍，常做成雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。它的特點(diǎn)是理論嚴(yán)格，不需要多孔性吸聲材料，構(gòu)造簡(jiǎn)單，適用于高溫、高速氣流、潮濕及有腐蝕的環(huán)境條件下使用。 微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)最早用于空調(diào)系統(tǒng)中的消聲器及高流速的消聲結(jié)構(gòu)中，以及衛(wèi)生要求較高的潔凈車間的吸聲處理；20世紀(jì)80-90年代則大量用于游泳館混響時(shí)間的控制，如上海游泳館、廣州游泳館和昆明游泳館等工程，取得了良好的聲學(xué)和裝修效果。 五.洞口 房間的各種開(kāi)口以及大型廳堂出挑較深的樓座、舞臺(tái)開(kāi)口等，也吸收聲音。舞臺(tái)開(kāi)口的吸聲系數(shù)約為0.3-0.5 。六.人和家具 聽(tīng)眾對(duì)聲音的吸收主要是由于著裝及其孔隙。對(duì)中、高頻聲的吸收較明顯。人和家具的吸聲特性用每個(gè)人或每件家具的吸聲量表示。七.空氣 空氣吸聲的多少主要與溫度和濕度有關(guān)，但只對(duì)1000Hz以上頻率的聲音有較顯著的吸收。第五節(jié) 常用吸聲構(gòu)造方法一.多孔材料1.暴露型a.礦棉板用于天花吊頂 易受潮，受潮后易變形，做防潮處理后，吸聲變差。b.金屬網(wǎng)（窗紗）等+多孔材料用于裝飾性要求不高的場(chǎng)所，如廠房、攝影棚等。如：纖維織物飾面軟包裝飾吸聲板 纖維織物飾面軟包吸聲板的基材為離心玻璃棉板，飾面材料為阻燃織物，通過(guò)改變織物飾面的花色和質(zhì)地，可以使吸聲板具有不同的裝飾效果。具有較高的強(qiáng)度、韌性和平整度，具有一定的抗沖擊能力，防火性能較高,但價(jià)格相對(duì)較高?？梢杂糜趬γ嫜b修、也可用于吊頂，施工簡(jiǎn)便。 3.隱蔽型: 在透聲的屏障后配置多孔材料4.吸聲簾幕: 可調(diào)節(jié)吸聲量，分隔空間。二.薄板1.5-7mm夾板做木護(hù)墻（墻裙） 2.側(cè)墻 3.吊頂三.穿孔板 穿孔板+多孔吸聲材料1.側(cè)墻 2.吊頂?shù)谒闹v 建筑隔聲第一節(jié) 建筑隔聲概述 一.建筑隔聲的重要意義 隔聲是控制噪聲的重要措施，效果十分顯著。但目前在很多場(chǎng)合對(duì)隔聲還不夠重視，以致對(duì)噪聲控制不夠。例如輕型建筑的隔聲已是當(dāng)前發(fā)展建筑事業(yè)的主要矛盾，很多輕型墻組成的分戶墻其隔聲量只有30dB，這與人們對(duì)環(huán)境的要求相差很遠(yuǎn)。（一） 人們對(duì)室內(nèi)安靜程度的要求 日常：理想水平，室內(nèi)應(yīng)40dB(A)；如果50dB (A)會(huì)引起居住用戶的普遍不滿睡眠：理想水平，室內(nèi)應(yīng) 35dB(A)；如果 45dB (A)會(huì)引起50%居住用戶的不滿 例：住宅 A聲級(jí) dB(A)，民用建筑室內(nèi)允許噪聲級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下表： （二） 建筑隔聲越來(lái)越引起人們的重視 1996年，在南京、無(wú)錫、蘇州、上海及北京等地調(diào)查中，住宅用戶對(duì)墻面、地面、頂棚、隔熱、保溫、通風(fēng)、朝向、采光隔聲等住宅品質(zhì)反映最強(qiáng)烈的是隔聲。 在瑞典，將分戶墻做成200mm厚的鋼筋混凝土墻，比結(jié)構(gòu)的要求要厚，造價(jià)也高,目的是隔聲。 （三） 當(dāng)前建筑隔聲中存在的諸多問(wèn)題1、設(shè)計(jì)問(wèn)題建筑選址不合理，材料選用不當(dāng)、施工存在問(wèn)題等等。最主要的原因是建筑師。 2、材料不合格墻體材料、樓板、門(mén)、窗等等隔聲性能不足。3、特別是近年來(lái)輕型隔墻材料的使用，以及人們生活水平提高 后對(duì)建筑品質(zhì)要求提高，提出了建筑隔聲的新課題。二.聲波傳入維護(hù)結(jié)構(gòu)的三種途徑： 1.經(jīng)由空氣直接傳播，即通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的縫隙和孔洞傳播。2.透過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳播。經(jīng)由空氣傳播的聲音遇到密實(shí)的墻壁時(shí)，在聲波的作用下，墻壁將受到激發(fā)而產(chǎn)生振動(dòng)，使聲音透過(guò)墻壁而傳到鄰室去。 3.由于建筑物中機(jī)械的撞擊或振動(dòng)的直接作用，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)聲。 前兩種情況，聲音是在空氣中傳播的，稱為 “空氣傳聲”。而第三種情況，是振動(dòng)直接撞擊構(gòu)件使構(gòu)件發(fā)聲，這種聲音傳播的方式稱為 “固體傳聲”，但最終仍是經(jīng)空氣傳至接收者。對(duì)空氣傳聲與固體傳聲的控制方法是有區(qū)別的。第二節(jié) 墻體隔聲材料（構(gòu)造）圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)空氣的隔聲量公式：一.單層勻質(zhì)密實(shí)墻的空氣隔聲（一）質(zhì)量定律 單層勻質(zhì)密實(shí)墻的隔聲量大小主要與入射頻率，和墻的單位面積質(zhì)量有關(guān)，剛度、材料內(nèi)部阻尼及墻的邊界條件對(duì)隔聲量也有影響。質(zhì)量定律：墻體受到聲波激發(fā)所引起的振動(dòng)與其慣性即質(zhì)量有關(guān)， 墻體的單位面積重量愈大，透射的聲能愈少。聲波無(wú)規(guī)律入射時(shí)隔聲量R計(jì)算公式為：（二）影響隔聲量的因素1.入射聲波的頻率 入射聲的頻率增加一倍，隔聲量增加6分貝。2.單位面積質(zhì)量 隔聲材料單位面積質(zhì)量增加一倍，隔聲量增加6分貝。3.小孔、小洞嚴(yán)重影響隔聲；例：面積為10m2的墻面，隔聲量R=60dB，如果在墻面開(kāi)一個(gè)面積為0.01m2的小洞，求開(kāi)洞后的隔聲量。4.吻合效應(yīng) 墻體在聲音激發(fā)下會(huì)產(chǎn)生受迫振動(dòng)，振動(dòng)既有垂直于墻面的也有沿墻面?zhèn)鞑サ?。不同的入射頻率或入射角度將產(chǎn)生不同的沿墻面?zhèn)鞑サ膫鞑ニ俣菴f 。然而，墻體本身存在著固有的自由彎曲波傳播速度Cb。如果板在斜入射聲波激發(fā)下產(chǎn)生的受迫彎曲波的傳播速度Cf等于板固有的自由彎曲波傳播速度Cb時(shí)，即出現(xiàn)Cf = Cb時(shí)，將產(chǎn)生“吻合效應(yīng)”，這時(shí)，墻板非?！绊槒摹钡馗S入射聲波彎曲，使大量聲能透射到另一側(cè)去，形成隔聲量的低谷。 吻合效應(yīng)是聲波斜入射時(shí)在一定的頻率范圍使墻體發(fā)生彎曲共振，這時(shí)入射聲波沿墻體激發(fā)的彎曲波的波長(zhǎng)在聲波入射方向的投影等于入射聲波的波長(zhǎng)。 二.雙層勻質(zhì)密實(shí)墻的空氣隔聲 雙層墻體之間的空氣間層相當(dāng)于“彈簧”，具有減振作用。即空氣間層會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加隔聲量，如其間層厚度小于4cm，不會(huì)比同樣質(zhì)量的單層墻有明顯的改進(jìn)。 如果雙層墻之間有剛性連接，則一側(cè)墻體振動(dòng)的能量將由剛性連接傳至另一側(cè)墻體，空氣層將失去彈性，因此剛性連接會(huì)影響到墻體的隔聲。 三.輕質(zhì)墻的空氣隔聲為了提高輕質(zhì)墻的隔聲性能，可采取以下措施：1.將空氣間層厚度增加到75mm以上； 2.填充多孔材料；3.增加板縫密實(shí)程度，可錯(cuò)孔布置板；4.增加墻體材料的層數(shù)。四.門(mén)窗的空氣隔聲（一）門(mén)1.通常未作隔聲處理可開(kāi)啟的門(mén)，隔聲量約20dB。2.提高門(mén)的隔聲能力的措施：a.隔聲門(mén)應(yīng)為面密度較大的復(fù)合構(gòu)造；b.門(mén)扇周邊應(yīng)該密封，可采用橡膠、泡沫塑料條、門(mén)碰頭、墊圈等進(jìn)行密封處理；c.設(shè)置“聲閘”。 （二）窗隔聲最薄弱的部件 一般的窗子的隔聲量不超過(guò)25dB，專門(mén)的隔聲窗一般不能開(kāi)啟，多用于工廠隔絕車間高噪聲的控制室，以及錄音室、聽(tīng)力測(cè)聽(tīng)室等。設(shè)計(jì)時(shí)可采用5mm厚以上的玻璃，層數(shù)可在兩層以上，各層玻璃厚度應(yīng)不相同，以錯(cuò)開(kāi)吻合谷，同時(shí)，兩層玻璃不應(yīng)平行，避免共振；玻璃之間可以放吸聲材料。五.組合墻體的空氣隔聲 組合墻體是指實(shí)體墻和門(mén)窗的組合，由于普通門(mén)的隔聲量比一般墻體低，所以組合墻體的隔聲量就要比實(shí)體墻要低，所以要提高組合墻體的隔聲量，必須要提高門(mén)窗的隔聲量。組合墻體的隔聲量R可以通過(guò)P318圖3.3-27來(lái)查。例：某20m2墻的隔聲量為50dB，墻上有一2m2的門(mén)，隔聲量為20dB，求組合墻體的隔聲量。第三節(jié) 固體聲隔聲一.撞擊聲的隔絕措施 撞擊聲是由于振源（打擊源）直接撞擊樓板使樓板產(chǎn)生受迫振動(dòng)后，將振動(dòng)傳遞給樓板下的空氣，從而使聲能傳遞給樓板下的房間。要降低撞擊聲就要從聲源和聲源振動(dòng)的傳播途徑入手：1.降低打擊的強(qiáng)度：（彈性面層 ）這種措施對(duì)降低中、高頻撞擊 聲的效果比較顯著2.隔絕振動(dòng)傳播：彈性墊層（浮筑構(gòu)造）3. 隔絕撞擊聲的空氣傳播：隔聲吊頂在一些隔聲要求很高的房間，可以將三種措施同時(shí)應(yīng)用。二.不連續(xù)構(gòu)造 隔絕圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及設(shè)備管道的振動(dòng)傳遞是通過(guò)切斷它們之間的剛性連接來(lái)進(jìn)行的。三.振動(dòng)的隔離 發(fā)電機(jī)，風(fēng)機(jī)，水泵，空調(diào)壓縮機(jī)等在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都會(huì)應(yīng)為振動(dòng)產(chǎn)生固體傳聲，對(duì)于這些固體傳聲的隔絕措施是在振源與維護(hù)結(jié)構(gòu)之間采取隔振措施，例如設(shè)置彈簧，橡膠，軟木，塑料等隔振墊。其中彈簧的應(yīng)用最廣。第五講 廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述 室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)是建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其音質(zhì)設(shè)計(jì)的成敗往往是評(píng)價(jià)建筑設(shè)計(jì)優(yōu)劣的決定性因素。 室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)應(yīng)在建筑設(shè)計(jì)方案初期就同時(shí)進(jìn)行，而且要貫穿在整個(gè)建筑施工圖設(shè)計(jì)、室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)和施工的全過(guò)程中，直至工程竣工前經(jīng)過(guò)必要的測(cè)試鑒定和主觀評(píng)價(jià)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整、修改，才有可能達(dá)到預(yù)期的效果。一、音質(zhì)設(shè)計(jì)的一般要求1.合適的響度語(yǔ)言聲：不低于60-65dB；音樂(lè)聲可低到40dB，高到80dB。2.聲能分布均勻 措施：a.體型設(shè)計(jì)的擴(kuò)散處理；b.均勻布置吸聲材料3.選擇合適的混響時(shí)間4.充分利用近次反射聲設(shè)計(jì)好天花和側(cè)墻反射面，以向觀眾廳提供適當(dāng)數(shù) 量的近次反射聲。5.消除音質(zhì)缺陷聲聚焦、回聲、顫動(dòng)回聲、聲影和延時(shí)較長(zhǎng)的強(qiáng)反射聲二、音質(zhì)設(shè)計(jì)的任務(wù)及目的 音質(zhì)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是利用室內(nèi)聲學(xué)和噪聲控制的研究成果所提供可科學(xué)方法和技術(shù)措施來(lái)達(dá)到預(yù)期的音質(zhì)效果（通常通過(guò)客觀音質(zhì)指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)），并接受相應(yīng)的聲學(xué)測(cè)量來(lái)驗(yàn)證是否達(dá)標(biāo)。 音質(zhì)設(shè)計(jì)的最終目的是滿足人們良好的聽(tīng)音感受的主觀要求。三、音質(zhì)設(shè)計(jì)內(nèi)容 音質(zhì)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括廳堂選址，總平面布置，體積容積的確定，音質(zhì)指標(biāo)的考量，反射面的布置，混響設(shè)計(jì)以及噪聲控制等。四、音質(zhì)設(shè)計(jì)的步驟1.廳堂用地的選擇。調(diào)查比較各種可供選擇的場(chǎng)地的環(huán)境噪聲和振動(dòng)狀況，盡可能選擇安靜的場(chǎng)所。2.總平面布置 考慮相應(yīng)的防噪減震總體平面布置方案，觀眾廳和設(shè)備房的關(guān)系。 3.觀眾廳容積和體型設(shè)計(jì) 選擇適當(dāng)?shù)挠^眾廳平面與剖面形式，選擇使廳堂容易達(dá)到最佳混響時(shí)間，響度和有利于充分利用有效聲能，壁免音質(zhì)缺陷的方案。4.音質(zhì)指標(biāo)的選擇與計(jì)算 確定各項(xiàng)音質(zhì)指標(biāo)，選定其優(yōu)選值，進(jìn)行包括混響時(shí)間在內(nèi)的各項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算。必要時(shí)可進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真或聲學(xué)縮尺模型試驗(yàn)。5.噪聲振動(dòng)控制 確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲方案，進(jìn)行包括空調(diào)與制冷設(shè)備等噪聲源在內(nèi)的消聲與減震設(shè)計(jì)。 6.觀眾廳內(nèi)部的聲學(xué)設(shè)計(jì) 修正觀眾廳體型，從聲學(xué)角度參與考慮舞臺(tái)，樂(lè)池，包廂，樓座及座椅布置等細(xì)節(jié)，布置聲反射面，選擇與布置吸聲材料和結(jié)構(gòu)，進(jìn)行廳堂內(nèi)部的聲學(xué)裝修設(shè)計(jì)。 7.施工過(guò)程的音質(zhì)測(cè)試與調(diào)整 必要時(shí)，在施工過(guò)程中尚應(yīng)進(jìn)行音質(zhì)測(cè)試工作，檢驗(yàn)各項(xiàng)音質(zhì)指標(biāo)計(jì)算的精度，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，進(jìn)行必要的修正設(shè)計(jì)。 8.音質(zhì)評(píng)價(jià)與驗(yàn)收 竣工后進(jìn)行音質(zhì)評(píng)價(jià)，包括主觀評(píng)價(jià)，聽(tīng)眾調(diào)查和客觀音質(zhì)測(cè)量。五. 圍蔽空間里的聲學(xué)現(xiàn)象有音質(zhì)要求的廳堂，可分為以下三類：1）供語(yǔ)言通信2）供音樂(lè)演奏用3）多用途廳堂要兼顧語(yǔ)言和音樂(lè)的要求，一般采用比較折衷的解決方案，權(quán)衡語(yǔ)言和音樂(lè)兩方面使用要求的主次。第二節(jié) 供語(yǔ)言通信的廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)一.語(yǔ)言聲的主觀評(píng)價(jià)和客觀參量 對(duì)于以語(yǔ)言聲為主的廳堂，在音質(zhì)設(shè)計(jì)和主觀評(píng)價(jià)時(shí)，主要考慮以下因素：1.語(yǔ)言聲的特征漢語(yǔ)是單音節(jié)的語(yǔ)言，一個(gè)字是一個(gè)音節(jié)，每個(gè)音節(jié)由元音和輔音組成。元音比輔音容易辨別 。2.語(yǔ)言的音質(zhì)主觀屬性主 觀 屬 性對(duì) 應(yīng) 詞名 稱主 觀 評(píng) 價(jià)聲學(xué)術(shù)語(yǔ)1.響度響度合適 響度不夠、聲音太輕響度2.清晰度、可懂度聽(tīng)得清 聽(tīng)不清清晰度、可懂度3.宏亮感聲音宏亮 干澀豐滿度4.講話者自我感不費(fèi)勁 費(fèi)勁反應(yīng)及時(shí)性5.回聲沒(méi)有回聲 有回聲回聲干擾6.噪聲安靜 太吵噪聲干擾3.語(yǔ)言清晰度語(yǔ)言聽(tīng)聞條件的主要評(píng)定指標(biāo)之一，是對(duì)語(yǔ)言能夠聽(tīng)清的程度。影響語(yǔ)言清晰度的因素主要有下列幾點(diǎn)：1）響度2）混響時(shí)間3）反射聲室內(nèi)反射聲的分布對(duì)語(yǔ)言清晰度有比較重要的影響。在音質(zhì)設(shè)計(jì)時(shí)，要設(shè)法消除延時(shí)較長(zhǎng)的強(qiáng)反射聲。4）背景噪聲5）近次反射聲能與總的聲能之比。一般認(rèn)為，在直達(dá)聲后50ms以內(nèi)到達(dá)的所有反射聲，對(duì)聽(tīng)音起有利作用，這些反射聲可提高響度和清晰度。二.考慮聽(tīng)者與聲源的距離演講者的口語(yǔ)聲隨距離的增加而不斷衰減。改變聲音衰減程度的措施： 1.適當(dāng)裝置反射板 2.設(shè)法縮短講臺(tái)（聲源）至最后排席位的距離： a.選取較經(jīng)濟(jì)的席位寬度； b.選取較經(jīng)濟(jì)的席位排距； c.在符合疏散安全要求的前提下，經(jīng)濟(jì)地設(shè)置廳堂的走道； d.選取聽(tīng)眾席區(qū)域的最佳分布形狀； e.設(shè)置挑臺(tái)等。三.考慮聲源的方向性語(yǔ)言可懂度隨聽(tīng)者與演講者的方向性關(guān)系而有所不同。如果SA表示演講者正前方面對(duì)的聽(tīng)眾距離，那么：SA=15m，聽(tīng)聞不費(fèi)力；SA=15-20m，良好的可懂度；SA=20-25m，聽(tīng)聞滿意；SA=30m，不用擴(kuò)聲系統(tǒng)聽(tīng)聞距離的極限。我們可以利用可懂度等值線，來(lái)設(shè)計(jì)聽(tīng)眾席位合理布置方案。四.考慮聽(tīng)眾對(duì)直達(dá)聲的吸收 在水平布置作為的觀眾廳，由于對(duì)直達(dá)聲能的吸收隨著掠過(guò)的聽(tīng)眾席位排數(shù)而增加，因此造成觀眾廳后部席位聽(tīng)聞困難。如果把大廳地面設(shè)計(jì)成逐排或隔排升起的形狀，可減少聲音的掠射吸收。五.設(shè)置有效的反射面正確設(shè)置反射面，可以對(duì)直達(dá)聲的加強(qiáng)起重要作用。設(shè)置反射板，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.反射板最好裝于（或懸掛在）大廳的頂棚下，以使反射聲能不致因掠過(guò)前部席位聽(tīng)眾而被吸收。2.反射板盡可能裝得低些，以使聽(tīng)眾接收直達(dá)聲和反射聲之間的時(shí)差減到最小。3.根據(jù)需要加強(qiáng)大廳后