建筑聲學基本知識課件

1、建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 聲音本質聲音本質 機械波 縱波傳播聲音的媒質中的每點都在以點原無聲波情況下所在位置為中點做來回振動。從圓管內活塞模擬聲波可以看出：聲波是縱波，振動的方向與聲音傳播方向在同一直線上。媒質質點的來回振動造成了媒質的疏密分布。彈性媒質是聲音傳播不可缺的條件。 建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 聲音三要素聲音三要素 大小聲音攜帶的能量，稱為聲能。一般聲能較小。想象一下，如果有一個能容400萬人的禮堂中，里面人同時大聲發(fā)聲是一個什么樣子的場景！但其所等價的能量只能維持一盞40瓦的燈泡發(fā)光！由此，我們也可以得出這樣的結論：人對聲音的感覺是很

2、敏銳的，或者說，聲音是一種能顯著引起人的感官的物質。高低人耳能聽到的聲音范圍是20 HZ -20000HZ。在建筑聲學中，一般把125 HZ250 HZ以下的頻率稱為低頻，把2000 HZ40000 HZ以上的頻率稱為高頻。而中間的那一段，則為中頻。20HZ以下的聲波，稱為次聲波。20000HZ以上的，稱為超聲波。 音色人耳通常聽到的聲音是一系列一定寬度頻率帶的波范圍。人耳能聽到的聲音范圍是20 HZ -20000HZ。 建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 級的概念級的概念 為什么要使用級的概念？我們知道：人耳可聽聲的范圍從聲壓2*105到2*102pa，相差7個數(shù)量級，跨度范圍

3、相當大。再者，人的聽聞與聲的數(shù)量不成比例，而是與之的對數(shù)成比例。因而，為了研究聲音，科學家們采用了級的概念。簡單來說：級是采用一種對數(shù)標度，他能使描述聲音的物理特性更為方便，也更真實。建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 級的概念級的概念 聲功率與聲功率級：聲功率就是表征聲音攜帶能量多少的物理量。數(shù)量上聲功率等于單位時間內聲音攜帶聲能的多少。聲功率級則是一個對數(shù)標度。數(shù)量上為聲功率與國際規(guī)定的標準聲功率w。之比的以10為底對數(shù)的10倍。計算式為：Lw = 10lgW/W。 （W。=1*10 - 12）建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 級的概念級的概念 聲強與聲強級：

4、在垂直聲音的傳播方向的單位面積上單位時間內通過聲功率的多少，稱為聲強。即聲功率的面密度。與聲功率級相應，聲強級則為聲強與標準聲強之比的以10為底的對數(shù)的10倍，計算式為：Li = 10lgI/I。 （I。=1*10 - 12） 建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 級的概念級的概念 聲壓與聲壓級：聲音在傳播途中，由于媒質質點的振動使媒質質點的周圍氣壓要高于大氣壓強的值，這一高出的壓強值就為聲壓值（瞬時聲壓）。與聲強和聲功率級不同的是的，聲壓級是聲壓與標準聲壓之比的以10為底的對數(shù)20倍。計算式為：Lp = 20lgP/P。 （P。=2*10 - 5）建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識

5、建筑聲學基礎知識 室內聲現(xiàn)象室內聲現(xiàn)象 聲反射聲吸收聲隔絕建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 聲反射實例天壇聲反射實例天壇三音石回聲壁圜丘建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 聲反射聲反射/Sound reflection 概念：聲波前進過程中遇到尺寸大于波長的界面，發(fā)生反射建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 聲反射聲反射/Sound reflection 鏡像反射 條件：聲波前進過程中遇到光滑表面符合反射定律入射聲線、反射聲線和界面法線在同一平面內反射聲能與界面的吸聲系數(shù)有關 擴散反射 條件：聲波前進過程中遇到凸形界面，最小凸出處需要達到聲波波長的1/

6、7 聲波被分解成許多較小的反射聲波，傳播立體角擴大完全擴散將入射聲線均勻地向四面擴散，反射方向完全與入射方向無關不完全擴散同時具有鏡像反射和擴散反射注：室內聲學中大多數(shù)情況都是部分擴散反射（粗糙的墻面、觀眾區(qū)等）適當?shù)臄U散反射可以促使聲音均勻分布，并可防止一些聲學缺陷的出現(xiàn)（聲聚焦等） 建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 吸聲吸聲 /Sound Absorption當聲音到達物體表面，除了反射部分外，還有一部分被物體吸收。聲音的吸收其實是一個能量轉化的過程。大部分的聲吸收是聲能轉化為熱能。建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 吸聲吸聲 /Sound Absorptio

7、n吸聲吸聲材料和吸聲結構在音質設計中的主要用途：控制混響時間消除回聲、顫動回聲、聲聚焦等音質缺陷在噪聲控制中的主要作用：室內吸聲降噪通風空調系統(tǒng)和動力設備排氣管中的管道消聲 建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 吸聲吸聲 /Sound Absorption材料和結構的吸聲能力吸聲系數(shù)，即被吸收的和透過的聲能與入射聲能之比 式中：吸聲系數(shù)； E透射聲能； E吸收聲能； Er 反射聲能； E0 入射聲能。 0EEE0EEE0EEE建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 吸聲吸聲/Sound Absorption吸聲材料與吸聲結構的分類多孔吸聲材料 構造特點：大量內外連通的孔隙

8、和氣泡，聲波入射時引起孔隙中空氣振動 吸聲原理：聲能轉化為熱能 吸聲頻率特性：中高頻吸聲系數(shù)較大，低頻較小 材料實例：超細玻璃棉、巖棉、珍珠巖 影響因素：空氣流阻、孔隙率、厚度、表觀密度、背后條件、面層、濕度和溫度共振型吸聲結構 構造特點：穿孔薄板、薄膜或薄板等與結構層之間形成適當距離的空氣層 吸聲原理：入聲聲波頻率與系統(tǒng)固有頻率相同而發(fā)生共振 吸聲頻率特性：共振頻率附近吸聲系數(shù)大 材料實例：穿孔石膏板、膠合板、塑料薄膜 影響因素：空氣流阻、孔隙率、厚度、表觀密度、背后條件、面層、濕度和溫度復合吸聲結構 兼具多孔吸聲結構與共振型吸聲結構的特點，如礦棉板吊頂結構 建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識

9、建筑聲學基礎知識 室內聲場室內聲場在室內放置一個持續(xù)發(fā)聲的穩(wěn)定聲源，經(jīng)過一定時間的直達聲和來自各個界面的反射聲（混響）聲的共同作用，室內聲場會達到一個穩(wěn)態(tài)。此時，如果聲源停止發(fā)生，則室內穩(wěn)態(tài)聲壓級離開開始衰減。建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 混響時間混響時間/Reverberation Time 概念：當室內聲場達到穩(wěn)態(tài)后，令聲源停止發(fā)聲，自此刻起聲壓級衰變60dB所經(jīng)歷的時間賽賓公式： 式中：V房間容積； S室內總表面積； 室內平均吸聲系數(shù)。伊林公式：SVT161. 060)1ln(161. 060SVT式中：4m空氣衰減系數(shù)建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識

10、 室內某點的聲壓級室內某點的聲壓級SPLLp=Lw+10lg（1/4r2+Q/R）R為房間常數(shù)R=S/（1-）公式表示了直達聲與混響聲一起作用的聲壓級。我們可以隨著距離的變化，反射聲與直達聲的作用效果是不同的。我們反射聲與直達聲相當?shù)狞c距聲源的距離稱為混響半徑，我們可以得到，混響半徑為：。所以，在混響半徑之外，就是混響聲為主，而在小于混響半徑的球體空間內，則是以直達聲為主。建筑聲學基本知識建筑聲學基礎知識建筑聲學基礎知識 隔聲隔聲/Sound Isolation 式中：構件透射系數(shù)隔聲構件的結構形式：單層勻質密實墻、雙層勻質密實墻、輕質墻、門窗、組合墻隔聲特性：質量定律、吻合效應固體聲隔絕噪聲產(chǎn)生：振動物體直接撞擊結構物噪聲傳播途徑：物體直接撞擊、受撞擊而振動的結構與其它建筑構件連接而傳播隔絕途徑：減弱振動源的振動、阻隔振動傳播、阻隔振動結構向空間輻射聲能實例：樓板下做隔聲吊頂 隔聲噪聲控制的重要手段