建筑物理期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)

1、建筑物理2期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)1. 聲強、聲壓、聲功率及聲強級、聲壓級、聲功率級各自的定義及計算聲強：單位時間內(nèi)通過垂直于聲波傳播方向的單位面積的能量。聲壓：空氣質(zhì)點由于聲波作用而產(chǎn)生振動時所引起的大氣壓力起伏;有兩層意思，（1）瞬時聲壓，是指某時刻媒質(zhì)中的壓力超過靜壓力的值即壓差；（2）有效聲壓,即在一段時間(幾個周期)內(nèi),各瞬時值平方的算術(shù)平均值的平方根,不影響計算過程。符號p，單位N/m2(牛頓/米2)，或Pa(帕斯卡）。聲功率：指聲源在單位時間內(nèi)向外輻射的聲能。單位為W(瓦)或W(微瓦)。聲強級：在某一指定方向上的給定聲強與參考聲強之比的以10為底的對數(shù)乘以10，以分貝計。聲壓級：給定聲壓與參

2、考聲壓之比的以10為底的對數(shù)乘以20，以分貝計聲功率級：給定聲功率與參考聲功率之比以10為底的對數(shù)乘以10，以分貝計。聲功率級LW=10lg（W/W0）（dB） W0=1×10-12W聲強級LI=10lg（I/I0） （dB） I0=1×10-12W/(m2)聲壓級LP=20lg（P/P0） （dB） I0=2×10-5W/(m2)或Pa2. 吸聲系數(shù)、透射系數(shù)、反射系數(shù)吸聲系數(shù)：材料吸收和透過的聲能與入射到材料上的總聲能之比，叫吸聲系數(shù)（）。透射系數(shù)：指在給定頻率和條件下，經(jīng)過分界面（墻或間壁等）的透射聲能通量與入射聲能通量之比。（）反射系數(shù)：（）=1-3. 聽

3、覺定位、哈斯效應(yīng)、掩蔽效應(yīng)、駐波、房間共振聽覺定位：人耳聽覺定位是由雙耳對聲音感覺的時間差和強度差來判定的。通常對于高于1400Hz的聲音，主要由強度差其主要作用；而對于低于1400Hz的聲音，主要由時間差起主要作用。人耳對聲音的方向感強于遠近感，對水平方向聲音位置的變化的識別強于豎直方向。哈斯效應(yīng)：當(dāng)同一聲音的反射聲到達人耳的時間遲于直達聲的時間在50ms之內(nèi)時，人耳分辨不出是兩次聲音，反射聲對直達聲音有加強作用，且人耳感到聲音方向與直達聲相同，不會有聲音漂移感。而當(dāng)前后兩次聲音到達人耳的時間差超過50ms后，人耳就有近似回聲感；當(dāng)時間差超過50ms后，有明顯的回聲感，這種效應(yīng)稱為哈斯效應(yīng)。

4、在音質(zhì)設(shè)計中，要注意消除近似回聲和明顯回聲現(xiàn)象，因此必須使反射聲到達人耳的時間不遲于直達聲50ms，直達聲與反射聲的聲程差不能大于17m，故在廳堂的音質(zhì)設(shè)計中，天花及反射板的高度一般不應(yīng)超過8.5m，而兩墻間的距離一般不超過17m 。掩蔽效應(yīng)：一種頻率的聲音阻礙聽覺系統(tǒng)感受另一種頻率的聲音的現(xiàn)象稱為掩蔽效應(yīng)。一個聲音聽閥因另一個掩蔽聲音的存在而提高的現(xiàn)象稱為聽覺掩蔽，提高的數(shù)值稱為掩蔽量。特點：1.一個既定頻率的聲音容易受到相同頻率聲音的掩蔽；2.低頻聲對高頻聲的掩蔽較強；3.高頻聲對低頻聲的掩蔽效應(yīng)弱；4.聲壓級愈高，掩蔽量愈大；駐波：振幅為零的點稱為波節(jié)，振幅最大處稱為波谷。波節(jié)兩側(cè)的振動

5、相位相反。相鄰兩波節(jié)或波腹間的距離都是半個駐波波長。在行波中能量隨波的傳播而不斷向前傳遞，其平均能流密度不為零；但駐波的平均能流密度等于零，能量只能在波節(jié)與波腹間來回運行。房間共振：當(dāng)聲源發(fā)聲時，常會激發(fā)這個房間內(nèi)的某些固有頻率（或稱簡正頻率）的聲音，即出現(xiàn)民房間共振現(xiàn)象。措施：1選擇適當(dāng)?shù)姆块g長寬高（比例取無理數(shù)）2房間做成不規(guī)則形3室內(nèi)表面吸聲處理4房間容積不宜太小4. 純音等響曲線把響度水平相同的各頻率的純音的聲壓級連成的曲線。橫坐標(biāo)為各純音的頻率，縱坐標(biāo)為達到各響度水平所需的聲壓級(分貝)。人對1000HZ-4000HZ之間聲音最為敏感。等響線：是指響度相同的點所組成的頻譜特征曲線，從

6、等響線圖可知：1.人耳在高聲壓級下，對聲音頻率的響應(yīng)較一致；2.在低聲壓級下，人耳對于低于1000Hz的聲音和高于4000Hz的聲音較不敏感，而對1000Hz 4000Hz的聲音感受最為敏銳；3.在同一頻率下，聲壓級提高10dB，相對響度提高一倍。5. A聲級的定義及計算公式A聲級：用聲級計或用與此等效的測量儀器，經(jīng)過A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)（40方）測出的噪聲級稱為A聲級，用L，單位為分貝。聲級計（見噪聲測量儀器）具有 A計權(quán)特性時測得的計權(quán)聲壓級，單位為分貝。6. 什么是多孔吸聲材料、共振吸聲結(jié)構(gòu)？他們各自的吸聲機理？影響多孔材料吸聲性能的因素有哪些？共振吸聲機構(gòu)的共振頻率？多孔吸聲材料：借自身的多孔性

7、對入射聲能具有吸收作用的材料。這類材料的物理結(jié)構(gòu)特征是材料內(nèi)部有大量的、互相貫通的、向外敞開的微孔，即材料具有一定的通氣性。以吸收中高頻聲波為主。吸聲機理：當(dāng)聲波入射到多孔材料上，引起小孔或間隙中空氣的振動。小孔中心的空氣質(zhì)點可以自由的響應(yīng)聲波的壓縮和稀疏，但是緊靠孔壁或材料纖維表面的空氣質(zhì)點振動速度較慢。由于摩擦和空氣的粘滯阻力，使空氣質(zhì)點的動能不斷轉(zhuǎn)化為熱能小孔中空氣與孔壁之間還不斷發(fā)生熱交換，這些都使相當(dāng)一部分聲能因轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收。影響因素：材料密度、孔隙率、材料中空氣的流阻、材料的結(jié)構(gòu)因子、材料厚度、材料容重、安裝條件、飾面狀況、材料的含濕量。提高多孔吸聲材料在中低頻吸聲能力的措施

8、有：增加吸聲材料厚度，按照中低頻范圍所需要的吸聲系數(shù)值來選擇材料厚度；在吸聲材料后附加空氣層；使用薄膜或穿孔板飾面層。吸聲材料作用：吸聲材料主要用于控制和調(diào)整室內(nèi)的混響時間， 吸聲材料消除回聲，以改善室內(nèi)的聽聞條件；用于降低喧鬧場所的噪聲，以改善生活環(huán)境和勞動條件（見吸聲降噪）；還廣泛用于降低通風(fēng)空調(diào)管道的噪聲。共振吸聲結(jié)構(gòu)：不透氣軟質(zhì)膜狀材料，與其背后的封閉空氣層形成一個質(zhì)量彈簧共振系統(tǒng)。當(dāng)受到聲波作用時，在該系統(tǒng)共振頻率附近具有最大的聲吸收。吸收低中頻。分為：薄板吸聲結(jié)構(gòu)，穿孔板，柔順材料共振頻率：共振是指一個物理系統(tǒng)在特定頻率下，以最大振幅做振動的情形。此一特定頻率稱之為共振頻率。薄板吸

9、聲機理：薄板吸聲結(jié)構(gòu)在聲波作用下發(fā)生振動時，由于板內(nèi)部和木龍骨之間出現(xiàn)摩擦損耗，使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械振動，最后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鸬轿曌饔谩４┛装宓奈暀C理：當(dāng)薄壁與孔徑比聲波小很多時，孔徑處空氣變形很小，起質(zhì)量塊作用。類似于活塞，空腔中空氣起彈簧作用。吸聲特性：在共振頻率處有最大吸聲系數(shù)。提高措施：由于穿孔板結(jié)構(gòu)一般在其共振頻率處有較大的吸聲系數(shù)，聲音頻率離共振頻率越遠，吸聲系數(shù)迅速下降。因此，要使穿孔板結(jié)構(gòu)在很寬的頻率范圍內(nèi)有較大的吸聲系數(shù)，可在穿孔板背后填設(shè)多孔吸聲材料作為底層材料。如果在有底層多孔材料的情況下，面層同時使用不同共振頻率的穿孔板，就可在很寬的頻率范圍內(nèi)提高吸聲系數(shù)7. 空間吸聲體

10、、簾幕等吸聲的定義及原理空間吸聲體：將多孔吸聲材料做成一定形體，外加透氣護面，吊掛在空中，叫空間吸聲體。優(yōu)點：吸聲性能好，中高頻較好 經(jīng)費節(jié)省 容易與照明空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合 美觀 安裝方便 設(shè)計中注意問題：吸聲體護面材料 吸聲體數(shù)量過密，單個吸聲量降低 吸聲體懸掛位置過高則表面失去作用原理：空間吸聲體與室內(nèi)表面上的吸聲材料相比，在同樣投影面積下，空間吸聲體具有較高的吸聲效率。這是由于空間吸聲體具有更大的有效吸聲面積（包括空間吸聲體的上頂面、下底面和側(cè)面）；另外，由于聲波在吸聲體的上頂面和建筑物頂面之間多次反射，從而被多次吸收，使吸聲量增加，提高了吸聲效率。通常以中、高頻段吸聲效率的提高最為顯著。簾幕

11、：吸聲簾幕屬于多孔有機纖維吸聲材料。當(dāng)聲波沿著這些孔隙進入材料內(nèi)部時，與材料產(chǎn)生的摩擦作用將聲能轉(zhuǎn)化成熱能，從而達到吸聲的作用。簾幕：紡織品除了帆布類具有流阻大，透氣性差，具有膜狀材料的性質(zhì)具有多孔材料的吸聲性能，離開墻面一定距離，如同多孔材料背后設(shè)置了空氣層，對高頻甚至低頻有一定吸聲效果。防火性、可受吸聲性、易安裝、裝飾性8. 常用吸聲材料應(yīng)如何選擇選擇吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu)布置吸聲材料與結(jié)構(gòu)計算條件與安裝條件一致吸聲性能：頻率 防火：不染或阻燃材料 防潮：游泳池 護面層：防止材料外溢 結(jié)構(gòu)與材料結(jié)合 穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)填吸聲材料，穿孔率13%20% 還應(yīng)考慮材料材料耐久性，力學(xué)強度，化學(xué)性

12、質(zhì)，尺寸穩(wěn)定性9. 空氣聲隔聲量、隔聲指數(shù)空氣聲隔聲量：指建筑構(gòu)件的傳聲損失，R，單位為（dB）。隔聲指數(shù)：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）建議采用單一值隔聲指數(shù)Ia來評價空氣聲的隔聲效果。標(biāo)準(zhǔn)曲線在100400赫間為每倍頻帶增加9分貝，4001250赫間為每倍頻帶增加3分貝，12503150赫間平直。 低于標(biāo)準(zhǔn)曲線的任何 1/3倍頻帶的隔聲量與標(biāo)準(zhǔn)曲線的差值不得超過8分貝；低于標(biāo)準(zhǔn)曲線的各個1/3倍頻帶的隔聲量與標(biāo)準(zhǔn)曲線的差值總和不得超過32分貝。1/3倍頻帶的中心頻率為500赫所對應(yīng)的隔聲量Ia即為隔聲指數(shù)的讀數(shù)。補充空氣聲：聲源直接激發(fā)空氣振動而傳播的聲音。撞擊聲：物體撞擊結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的聲音。隔聲

13、量R：圍護結(jié)構(gòu)對空氣聲的隔聲能力的量用R表示10. 各類不同墻板的（單層均質(zhì)墻板、雙層墻、輕質(zhì)隔墻）等隔聲性能及提高隔聲性能的措施？組合墻體空氣聲隔聲性能的計算單層均質(zhì)墻板：和入射聲波的頻率有關(guān)。其頻率特性取決于墻本身的單位面積、質(zhì)量、剛度、材料的內(nèi)阻尼以及墻的邊界條件等因素。 （入射頻率和面密度有關(guān)。）雙層墻：空氣層起著緩沖的彈性作用。要把雙層板材隔離開形成空氣層，或在空氣層中加填吸聲材料，或采用不同厚度或勁度的板材使其具有不同的吻合頻率，以提高輕墻的隔聲量。輕質(zhì)隔墻：紙面石膏板、圓孔珍珠巖石膏板和加氣混凝土板。提高措施：將多層密實材料用多孔彈性材料（如玻璃棉或泡沫塑料等）分隔，做成夾層結(jié)構(gòu)

14、。加厚空氣間層的厚度，一般當(dāng)將空氣間層的厚度增加到7.5cm以上，在大多數(shù)的頻帶內(nèi)可以隔聲量8-10dB。 用松軟的吸聲材料填充空氣間層。組合墻體隔聲性能計算 組合墻體平均隔聲系數(shù) 式中：S表示面積，表示透射系數(shù)，角標(biāo)d、w、c、分別表示門、墻體、窗等。組合墻板的平均隔聲量：聲鎖：要使門具有較高的隔聲能力,可設(shè)置“聲鎖”，即在兩道門之間的空間(門斗)內(nèi)布置強吸聲材料。聲橋概念：兩層墻之間常有剛性連接，聲能容易從一側(cè)傳到另一側(cè)，這種剛性連接叫做聲橋，工程中應(yīng)該避免產(chǎn)生。 處理措施：減少剛性連接點的數(shù)量，磚墻基礎(chǔ)也要分開 用柔性支撐代替剛性連接11. 影響門窗隔聲性能的因素有哪些？提高門窗隔聲性能

15、的措施有哪些？門：提高門扇本身的隔聲能力及門縫的密閉程度?？刹捎脧?fù)合結(jié)構(gòu)的門，即夾層門，也可選用密實厚重的材料做門，甚至是鋼筋混凝土做的門扇。經(jīng)常開啟的門，門扇不宜太重，否則門縫不易密封。當(dāng)要求較高時，可采用雙層門，也可設(shè)置“聲閘”，即做成門斗形式，在門斗兩道門之間布置強吸聲材料。窗：要保證窗玻璃有足夠的厚度，各層玻璃的厚度應(yīng)不相同，以錯開“吻合谷”，同時兩層玻璃不應(yīng)平行，以免引起共振。另外，兩層玻璃之間的窗樘上應(yīng)布置強吸聲材料，保證玻璃與窗扇邊梃、窗扇與窗框、窗框與墻壁等所有接口的密封。12. 室內(nèi)聲壓級計算、房間常熟計算、室內(nèi)吸聲降噪量計算、室內(nèi)空氣聲隔聲計算、混響時間計算（賽賓公式和伊林

16、公式）或以上個公式的混合計算室內(nèi)聲壓級LP=LW+10Lg（Q/4r²+4/R）dB LW聲源的聲功能級dB，W聲功率w，r距聲源的距離，Q聲源指向性因數(shù)，R房間常數(shù) R=S×/（1-） 其中S室內(nèi)總表面積 室內(nèi)平均吸聲系數(shù)室內(nèi)吸聲降噪LP=LP1LP2 LP=10 LgQ/4r ²+4/ Q1/ Q/4r ²+4/ Q2近聲源處: Q/4r ²遠4/R 得LP=0Db 吸聲幾乎無效遠聲源處: Q/4r ²遠4/R 得LP=10 Lg4/ R1/ 4/ R2 = 10 Lg R2/ R1= 10 Lg 2/ 1= 10 Lg A2/

17、R1隔聲D= LP1LP2 P1是聲源 P2是受聲室D=(R+10lg A2/S ) dB R隔墻的隔聲量dB S隔墻的面積m² A2受聲室的吸聲量m²13. 規(guī)范化撞擊聲壓級、撞擊聲隔聲指數(shù)、樓板隔絕撞擊聲的措施有哪些？撞擊聲壓級：是指用標(biāo)準(zhǔn)撞擊機在樓板上撞擊而在樓下接收室內(nèi)測得的平均聲壓級。撞擊聲壓級低的樓板對樓下房間的噪聲干擾小。標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲壓級LPn=LPi10 Lg A0/A LPi100-3150Hz范圍內(nèi)1/3倍頻帶聲壓級LPiA接受室中吸聲量 A0標(biāo)準(zhǔn)條件下吸聲量，規(guī)定為10m ²撞擊聲隔聲指數(shù)I 所有標(biāo)準(zhǔn)曲線上方隔聲量差值和不大于32dB 任何一

18、個OCT的隔聲量在標(biāo)準(zhǔn)曲線上方最大不超過8dB 參考曲線上500Hz對應(yīng)的撞擊聲隔聲指數(shù)I措施:樓板隔絕撞擊聲的措施：彈性面層處理。在樓板表面鋪設(shè)柔軟材料（地毯、橡皮布、軟木板、塑料地面等）；彈性墊層處理，在樓板結(jié)構(gòu)層與面層間做彈性墊層，將其放在面層或龍骨下面，如“浮筑樓板”；樓板做吊頂處理14. 混響時間的定義、兩個計算公式、混響時間計算、混響時間設(shè)計。不同類型房間對混響時間不同的要求混響時間：指當(dāng)室內(nèi)聲場達到穩(wěn)態(tài)，聲源停止發(fā)聲后，聲壓級降低60dB所經(jīng)歷的時間。兩個計算公式賽賓（Sabine）公式 ：適用于計算吸聲系數(shù)較小的房間的混響時間。 T60=（V大廳容積m3，A大廳表面吸收量m2）

19、伊林（Eying）公式 T60= 100Hz一下，4mv省略不計步驟：根據(jù)設(shè)計完成的體型，求出容積V和內(nèi)表面積S 根據(jù)廳的使用要求，確定混響時間及其頻率特性的設(shè)計值 根據(jù)混響時間計算公式求出大廳平均吸聲系數(shù)，一般采用的混響時間計算公式為T60= m空氣吸收衰減系數(shù)音樂廳：混響時間長，低頻比中頻略長，在低頻125hz附近可達到中頻500hz的1.2-1.5倍。歌劇院：混響時間較長，比音樂廳短。演講、話劇廳（語言為主）：混響時間短，頻率特性應(yīng)當(dāng)從低頻到高頻保持平直。多功能廳：折中。不同類型房間對混響時間不同的要求音樂演出用大廳應(yīng)有較長的混響時間 演講、話劇等語言為主的大廳，混響時間應(yīng)當(dāng)較短 語言音

20、樂兼用的多功能大廳，混響時間及其頻譜特性可根據(jù)情況取折中各廳堂設(shè)計要點電影院：（1）銀幕后墻的強吸聲處理；（2）側(cè)墻吸聲處理；（3）頂棚吸聲處理。電影院不宜設(shè)置鏡框式舞臺，控制電影廳容積。影院與劇院差別：（1）電影院使用電聲，劇院使用自然聲；（2）電影院音響效果依靠直達聲，需要消除有害前次反射聲；而劇院需要爭取和控制前次反射聲；（3）電影院混響時間小于同等容積的劇院；（4）電影院不強調(diào)聲擴散處理，依靠合理布置揚聲器使聲場均勻，而劇院必需通過擴散手段是聲場均勻。報告廳：（1）合適的混響時間 6000m3-0.95；（2）防止有害反射聲體育館：（1）頂棚吸聲處理：掛空間吸聲體；（2）墻面吸聲處理：

21、端墻必須吸聲處理，防止回聲；（3）比賽場地兩側(cè)矮墻的吸聲處理；（4）擴聲控制室、播音室、電視評員室的吸聲處理；（5）背景噪聲控制：標(biāo)準(zhǔn)WR-35；（7）擴聲系統(tǒng)設(shè)計。各廳堂設(shè)計要點電影院：（1）銀幕后墻的強吸聲處理；（2）側(cè)墻吸聲處理；（3）頂棚吸聲處理。電影院不宜設(shè)置鏡框式舞臺，控制電影廳容積。影院與劇院差別：（1）電影院使用電聲，劇院使用自然聲；（2）電影院音響效果依靠直達聲，需要消除有害前次反射聲；而劇院需要爭取和控制前次反射聲；（3）電影院混響時間小于同等容積的劇院；（4）電影院不強調(diào)聲擴散處理，依靠合理布置揚聲器使聲場均勻，而劇院必需通過擴散手段是聲場均勻。報告廳：（1）合適的混響時

22、間 6000m3-0.95；（2）防止有害反射聲體育館：（1）頂棚吸聲處理：掛空間吸聲體；（2）墻面吸聲處理：端墻必須吸聲處理，防止回聲；（3）比賽場地兩側(cè)矮墻的吸聲處理；（4）擴聲控制室、播音室、電視評員室的吸聲處理；（5）背景噪聲控制：標(biāo)準(zhǔn)WR-35；（7）擴聲系統(tǒng)設(shè)計。15. 噪聲評價指數(shù)、語言干擾級噪聲評價指數(shù)：A聲級、等效連續(xù)A聲級、晝夜等效聲級、積累分布聲級、噪聲沖擊指數(shù)語言干擾級：SIL語言干擾級：是清晰度的計算簡化。以600-1200、1200-2400、2400-4800Hz三個倍頻帶內(nèi)所測得的噪聲聲壓級的算術(shù)平均。16. 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同城市區(qū)域室外環(huán)境噪聲的最高極限，并規(guī)定夜間突發(fā)的噪聲，其最大值不準(zhǔn)超過標(biāo)準(zhǔn)值15dB(1)城市噪聲來源廣泛，包括交通噪聲、工廠噪聲、施工噪聲以及各種社會生活噪聲等。城市環(huán)境噪聲控制問題涉及的范圍也非常廣泛，包括：城市噪聲管理與噪聲控制法規(guī)通過