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第3篇建筑聲學(xué)人們所處的各種空間環(huán)境,總是伴隨著一定的聲環(huán)境。在各種空間環(huán)境里,人們對(duì)需要聽的聲音,希望聽得清楚、聽得好;對(duì)于不需要聽的聲音,則希望盡可能的降低,以減少其干擾。因此,適宜的聲環(huán)境是人們對(duì)空間環(huán)境功能要求的組成部分。建筑聲學(xué)是研究控制室內(nèi)外聲環(huán)境的一門重要學(xué)科。本課程的目的在于使建筑設(shè)計(jì)人員懂得控制聲環(huán)境的要求、內(nèi)容和方法,并能有效地綜合到城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)中去。第3篇建筑聲學(xué)人們所處的各種空間環(huán)境,總是伴隨著一定的1第3篇建筑聲學(xué)聲音與人空間大小與聲音的關(guān)系聲音對(duì)人的審美感受的作用(利用聲音與行為的互動(dòng)關(guān)系來設(shè)計(jì)環(huán)境)

“雨打芭蕉”蘇州拙政園的“留聽閣”——“秋陰不散霜飛晚,留得枯荷聽雨聲”“聽雨軒”-------”聽雨入秋竹,留僧覆舊棋”。聽雨寒更徹,開門落葉深

絕對(duì)安靜的影響;音樂療法聲音與人的行為方式音樂節(jié)奏與行為的關(guān)系噪聲對(duì)人的影響聽力喪失;損害身體和精神健康;噪聲與社會(huì)生活;噪聲對(duì)動(dòng)物的影響;噪聲的其他危害。

聲音客觀存在主觀感受(生理及心理影響)第3篇建筑聲學(xué)聲音與人聲音客觀存在主觀感受(生理及心理2建筑聲學(xué)是研究控制室內(nèi)外聲環(huán)境的一門重要學(xué)科聲環(huán)境設(shè)計(jì):是專門研究如何為建筑使用者創(chuàng)造一個(gè)合適的聲音環(huán)境1、音質(zhì)設(shè)計(jì)主要是音樂廳、劇院、禮堂、報(bào)告廳、多功能廳、電影院等。設(shè)計(jì)得好:音質(zhì)豐滿、渾厚、有感染力、為演出和集會(huì)創(chuàng)造良好效果。設(shè)計(jì)得不好:嘈雜、聲音或干癟或渾濁,聽不清、聽不好、聽不見。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、居民住宅臥室等等。建筑聲學(xué)是研究控制室內(nèi)外聲環(huán)境的一門重要學(xué)科聲環(huán)境設(shè)計(jì):是34、噪聲的防止與治理

了解噪聲的標(biāo)準(zhǔn),規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)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。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。

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。5、其他

電聲:隨著電子工業(yè)日新月異的發(fā)展,電聲系統(tǒng)在建筑中的應(yīng)用越來越廣泛,電聲系統(tǒng)逐漸成為建筑中滿足聽聞功能要求的重要設(shè)備系統(tǒng)。

4、噪聲的防止與治理

了解噪聲的標(biāo)準(zhǔn),規(guī)劃建筑4第3.1章基本知識(shí)3.1.1基本概念周期:聲源完成一次振動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間。符號(hào):T,單位s頻率:一秒鐘內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)。符號(hào):f,單位:Hz。人耳可聽范圍:20~20000Hz,大于20000Hz為超聲,低于20Hz為次聲,250Hz以下的通常稱為低頻,250Hz至500Hz為中頻,1kHz以上的稱為高頻。

其中,人耳感覺最重要的部分約在100Hz~4000Hz,相應(yīng)的波長(zhǎng)約3.4m~8.5cm

第3.1章基本知識(shí)5第3.1章基本知識(shí)波長(zhǎng):聲波在傳播途徑上,兩個(gè)相鄰?fù)辔毁|(zhì)點(diǎn)間的距離。符號(hào):λ,單位:m。聲速:聲波在彈性介質(zhì)中傳播的速度。符號(hào):C,單位:m/s,介質(zhì)的密度愈大,聲音傳播的速度愈快,在真空中的聲速為0,在15oC時(shí),在空氣中的速度C=340m/s.在0℃時(shí),鋼=5000m/s,水=1450m/s

C=λ.f或C=λ/T

(f=1/T)

第3.1章基本知識(shí)6縱波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳遞方向平行。(聲波)橫波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳遞方向垂直。(水波)波陣面:聲波從聲源發(fā)出,在同一介質(zhì)中按一定方向傳播,在某一時(shí)刻,波動(dòng)所到達(dá)的各點(diǎn)的包跡面稱為波陣面

平面波:波陣面平行于傳播方向垂直的平面的波——面聲源球面波:波陣面為同心球面的波—————————點(diǎn)聲源柱面波:波陣面為同軸柱面的波—————————線聲源聲線:聲波的傳播方向可用聲線來表示。聲線是假想的垂直于波陣面的直線,主要用于幾何聲學(xué)中對(duì)聲傳播的跟蹤??v波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳遞方向平行。(聲波)聲線:聲波7惠更斯(Huygens)原理

惠更斯(Huygens)原理

8

原理的依據(jù):

波動(dòng)在介質(zhì)中是逐點(diǎn)傳播的★

各質(zhì)點(diǎn)作與波源完全相同的振動(dòng)說明②.知某一時(shí)刻波前,可用幾何方法決定下一時(shí)刻波前;①.該原理對(duì)非均勻媒質(zhì)也成立,只是波前的形狀和傳播方向可能發(fā)生變化。(1)行進(jìn)中的波面上任意一點(diǎn)都可看作是新的子波源;(2)所有子波源各自向外發(fā)出許多子波;(3)各個(gè)子波所形成的包絡(luò)面,就是原波面在一定時(shí)間內(nèi)所傳播到的新波面。惠更斯原理:原理的依據(jù):★波動(dòng)在介質(zhì)中是逐點(diǎn)傳播的★各質(zhì)點(diǎn)作9

球面波波源........平面波.....傳播方向t+t波面t波面?zhèn)鞑シ较騮波面t+t波面utut球面波波源........平面波.....傳播方向t10聲源的方向性

聲波的傳播是能量的傳遞,而非質(zhì)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移??諝赓|(zhì)點(diǎn)總是在其平衡點(diǎn)附近來回振動(dòng),而不傳向遠(yuǎn)處。一般用聲源的方向性來描述聲源向空間各個(gè)方向輻射聲波的能力,多用“極坐標(biāo)圖”來表示。

聲源的方向性強(qiáng)弱一方面與聲源本身有很大關(guān)系,另一方面,與聲波的頻率有關(guān)。頻率越高方向性越強(qiáng)。聲源的方向性11頻帶:人耳可聽的頻率范圍相當(dāng)(20Hz~20kHz),不可能處理某一單個(gè)的頻率,只能將整個(gè)可聽聲音的頻率范圍劃分成為許多頻帶,以便研究與聲源頻帶有關(guān)的建筑材料和圍蔽空間的聲學(xué)特性。簡(jiǎn)單地說,頻帶是兩個(gè)頻率限值之間的連續(xù)頻率,頻帶寬度是頻率上限值與下限值之差。例如,假設(shè)任意選擇的頻帶寬度為200Hz,第一個(gè)頻帶的下限頻率為20Hz,上限頻率為220Hz;后續(xù)的頻帶的下限頻率和上限頻率分別是220Hz和420Hz以及420Hz和620Hz,等等。頻帶:人耳可聽的頻率范圍相當(dāng)(20Hz~20kHz),不可能12在建筑聲環(huán)境的研究中,借助音樂的概念把整個(gè)可聽頻率范圍劃分為許多倍頻帶。倍頻帶的上限頻率是下限頻率的2倍,例如從200Hz至400Hz是一個(gè)倍頻帶,其相鄰的一個(gè)較高的倍頻帶是400Hz至800Hz。因?yàn)轫樞虻谋额l帶帶寬都不相等,而是增加為2倍。例如從200Hz到400Hz的頻帶,帶寬是200Hz;從400Hz到800Hz頻帶,帶寬則為400Hz。因此,倍頻帶的中心頻率須由上限頻率與下限頻率的幾何平均值求得,就是上限頻率與下限頻率乘積的平方根。范圍在200Hz至400Hz的頻帶,其中心頻率是283Hz(可由算式求得)。

在建筑聲環(huán)境的研究中,借助音樂的概念把整個(gè)可聽頻率范圍劃分為13將可聽頻率范圍的聲音分段測(cè)量,以中心頻率作為本段的名稱,分為:倍頻程(倍頻帶):f2/f1=2n,n=1,中心頻率:125,250,500,1000,2000,,4000…Hz。1/3倍頻程(1/3倍頻帶):f2/f1=2n,n=1/3中心頻率是上限和下限的幾何平均值f=f1f2f1=f2n求上限和下限頻率:如中心頻率為500Hz的下限頻率為f1=356Hz;上限頻率為f2=710Hz將可聽頻率范圍的聲音分段測(cè)量,以中心頻率作為本段的名稱,分為14例如,把中心頻率為125Hz的倍頻帶分為3個(gè)1/3倍頻帶時(shí),它們的中心頻率分別是100Hz(由125Hz被1.26除)、125Hz及160Hz(由125Hz乘1.26)。例如,把中心頻率為125Hz的倍頻帶分為3個(gè)1/3倍頻帶時(shí),15將可聽頻率范圍的聲音分段測(cè)量,以中心頻率作為本段的名稱,分為:倍頻程(倍頻帶):f2/f1=2n,n=1,中心頻率:125,250,500,1000,2000,,4000…Hz。1/3倍頻程(1/3倍頻帶):f2/f1=2n,n=1/33.1.2聲能分析透射系數(shù):τ=——,τ小為隔聲材料反射系數(shù):γ=——,γ小為吸聲材料吸聲系數(shù):α=1-γ=1-——=————

吸聲系數(shù)是指被吸收的聲能(即沒有被表面反射的部分)與入射聲能之比。E0EγEαEτEτE0EγE0EγE0E0Eα+Eτ將可聽頻率范圍的聲音分段測(cè)量,以中心頻率作為本段的名稱,分為163.1.3聲音的計(jì)量聲功率是指聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲音能量,記作W,單位為瓦(W)或微瓦(μW)。在建筑聲學(xué)中,對(duì)聲源輻射的聲功率,一般可看作是不隨環(huán)境條件而改變的、屬于聲源本身的一種特性。所有聲源的平均聲功率都是很微小的。一個(gè)人在室內(nèi)說話,自己感到比較合適時(shí),其聲功率大致是10~50μW,400萬人同時(shí)大聲講話產(chǎn)生的功率只相當(dāng)于一只40W燈泡的電功率,獨(dú)唱或一件樂器輻射的聲功率為幾百至幾千微瓦。充分而合理地利用人們講話、演唱時(shí)發(fā)出的有限聲功率,是室內(nèi)聲學(xué)研究的主要內(nèi)容之一。3.1.3聲音的計(jì)量173.1.3.1聲功率、聲強(qiáng)、聲壓聲功率:聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能,符號(hào):W,單位:瓦(W),微瓦(μW)聲強(qiáng):在單位時(shí)間內(nèi),垂直于聲波傳播方向的單位面積所通過的聲能。符號(hào):I,單位:(W/m2),

在自由聲場(chǎng),點(diǎn)聲源的聲強(qiáng)隨距離的平方呈反比,遵循平方反比定律:

I=——(W/m2)

平面波聲強(qiáng)不變。I=——(W/m2)

線聲源的柱面波聲強(qiáng):

I=——(W/m2)W4πr2

W2πr1mWSSW4πr2W2πr1mWSS18聲壓:某瞬時(shí),介質(zhì)中的壓強(qiáng)相對(duì)于無聲波時(shí)壓強(qiáng)的改變量。符號(hào):p,單位:N/m2,Pa(帕),μb(微巴)。1N/m2=1Pa=10μb在自由聲場(chǎng),聲壓與聲強(qiáng)的關(guān)系:

I=——(W/m2)式中:

p——有效聲壓,N/m2;

ρ0——空氣密度,kg/m3,一般取1.225kg/m3;

c——空氣中的聲速,340m/s;

ρ0c——介質(zhì)的特性阻抗,20°C時(shí)為415N?S/m3。

聲壓和聲強(qiáng)有密切的關(guān)系,在自由聲場(chǎng)中,測(cè)得聲壓和已知測(cè)點(diǎn)到聲源的距離,就可計(jì)算出該測(cè)點(diǎn)之聲強(qiáng)和聲源的聲功率

p2

ρ0c

聲壓:某瞬時(shí),介質(zhì)中的壓強(qiáng)相對(duì)于無聲波時(shí)壓強(qiáng)的改變量。符號(hào)193.1.3.2分貝、聲功率級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲壓級(jí)、聲音的疊加對(duì)于頻率為1000HZ的聲音,聽閾范圍下限10-12W/m2聲強(qiáng)上下相差一萬億倍上限1W/m2

下限2×10-5N/m2聲壓上下相差一百萬倍上限20

N/m2

因此直接用聲強(qiáng)、聲壓來度量聲音的強(qiáng)弱是很不方便,而且人耳對(duì)聲音大小的感覺并不與聲強(qiáng)、聲壓成正比,即人耳對(duì)聲音變化的反應(yīng)不是線性的,而是近似地與它們對(duì)數(shù)值成正比。

如果以10倍為一級(jí),即對(duì)比值為10,X為級(jí)數(shù):

——=10xX=log10——=lg—(BL貝爾)=10lg—(dB分貝)II0II0I0II0I3.1.3.2分貝、聲功率級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲壓級(jí)、聲音的疊20聲壓級(jí):一個(gè)聲音的聲壓與基準(zhǔn)聲壓之比的常用對(duì)數(shù)乘以20。Lp=20lg—

(dB)

在0~120分貝之間)式中

p0——參考聲壓(基準(zhǔn)聲壓),p0=210-5N/m2,使人耳感到疼痛的上限聲壓為20N/m2當(dāng)P=20N/m2時(shí)Lp=20lg———

=120(dB)

從式中可知,聲壓每增加一倍,聲壓級(jí)就增加6dB,聲壓增加10倍聲壓級(jí)增加20dB。聲強(qiáng)級(jí):一個(gè)聲音的聲強(qiáng)與基準(zhǔn)聲強(qiáng)之比的常用對(duì)數(shù)乘以10。LI=10lg—

(dB)(

在0~120分貝之間)式中I0——參考聲強(qiáng)(基準(zhǔn)聲強(qiáng)),I0=10-12W/m2,使人耳感到疼痛的上限聲壓為10W/m2。

20p0p210-5II0聲壓級(jí):一個(gè)聲音的聲壓與基準(zhǔn)聲壓之比的常用對(duì)數(shù)乘以20。21聲功率級(jí):一個(gè)聲音的聲功率與基準(zhǔn)聲功率之比的常用對(duì)數(shù)乘以10。

LW=10lg—

(dB)(

在0~120分貝之間)式中W0——參考聲功率(基準(zhǔn)聲功率),W0=10-12W

作業(yè):證明兩個(gè)數(shù)值不相等的聲壓級(jí)疊加(Lp1>Lp2):

疊加后的聲壓級(jí)Lp=Lp1+10lg(1+10)(dB)聲音的疊加:聲音的疊加不能將分貝值直接相加減,應(yīng)將聲壓或聲強(qiáng)相加減后再求聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)。聲壓級(jí)的疊加:

Lp=20lg——————=20lg——=Lp1+10lgn(當(dāng)P1=P2=P3=??·)二個(gè)相同聲源聲壓疊加后(n=2),總聲壓級(jí)比一個(gè)聲壓級(jí)增加3dB

W

W0

LP1-Lp2

10

P12+P22+P32+???

P0

P0

nP12WW0LP1-Lp210P12+P22+22如果聲壓級(jí)改變1dB,人們很難察覺這種變化,因此,對(duì)于聲壓級(jí)總是以整數(shù)表示。人耳能判斷的聲壓最小變化是3dB,對(duì)于5dB的變化則有明顯的感覺。在分貝標(biāo)度中,聲壓每加1倍,聲壓級(jí)就增加6dB;聲壓每乘10,聲壓級(jí)就增加20dB;聲壓級(jí)每增加10dB,人耳主觀聽聞的響度大致增加1倍。人們長(zhǎng)時(shí)間暴露在高于80dB的噪聲級(jí)下,有可能導(dǎo)致暫時(shí)的或永久的聽力損失。如果聲壓級(jí)改變1dB,人們很難察覺這種變化,因此,對(duì)于聲壓級(jí)23聲壓級(jí)相加的簡(jiǎn)單實(shí)用方法包括兩個(gè)步驟:首先,算出擬相加的兩個(gè)聲壓級(jí)差;其次,依下表決定擬加到較高一個(gè)聲壓級(jí)上的數(shù)值.例1.2在人行道測(cè)得2輛汽車聲音的聲壓級(jí)分別是77dB和80dB,它們的總聲壓級(jí)是多少?解:兩個(gè)聲音的聲壓級(jí)差為80-77=3dB,由表1-1可知需加在較高一個(gè)聲壓級(jí)上的量為2dB,所以總聲壓級(jí)為80+2=82dB。聲壓級(jí)相加的簡(jiǎn)單實(shí)用方法包括兩個(gè)步驟:首先,算出擬相加的兩個(gè)24例:一個(gè)工業(yè)車間現(xiàn)有的噪聲級(jí)為87dB,擬在車間新增加5臺(tái)設(shè)備,每臺(tái)設(shè)備噪聲的聲壓級(jí)各為80dB。求安裝新設(shè)備后車間噪聲的總聲壓級(jí)。解:依前式可以算得新增5臺(tái)設(shè)備的總聲壓級(jí)為80+10lg5=87dB。依表1-1可知安裝新設(shè)備后車間噪聲的總聲壓級(jí)為90dB。由前述可知,3dB的增加是人耳能判斷的變化。例:一個(gè)工業(yè)車間現(xiàn)有的噪聲級(jí)為87dB,擬在車間新增加5臺(tái)設(shè)25以上諸例說明:由許多聲音組成的總聲壓級(jí),并不與所組成的聲源數(shù)量多少成比例,隨著聲壓級(jí)的相加,各個(gè)聲源在總的聲壓級(jí)增量中所起的作用逐漸減??;如果兩個(gè)聲音的聲壓級(jí)相等,總聲壓級(jí)比單個(gè)的聲壓級(jí)增加3dB,當(dāng)聲壓級(jí)差大于10dB,總聲壓級(jí)就不在增加以上諸例說明:由許多聲音組成的總聲壓級(jí),并不與所組成的聲源數(shù)26例:在一個(gè)吵鬧車間里測(cè)量的總聲壓級(jí)為92dB,當(dāng)某設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后,車間里背景噪聲的聲壓級(jí)為88dB。求該停運(yùn)設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的聲壓級(jí)。解:LP總-LP背景=92-88=4dB,由表1-2可知需在總聲壓級(jí)中扣除2dB,所以該設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的聲壓級(jí)為90dB。例:在一個(gè)吵鬧車間里測(cè)量的總聲壓級(jí)為92dB,當(dāng)某設(shè)備停止27聲強(qiáng)級(jí)疊加:LI=10lg—————=10lg(—+—+—+???)

3.1.4聲音在戶外的傳播(一)點(diǎn)聲源隨距離的衰減

在自由聲場(chǎng)中,聲功率為W的點(diǎn)聲源,在與聲源距離為r處的聲壓級(jí)Lp和距離r的關(guān)系式:

Lp=LI=10lg

=10lg

———=10lg

——?—

Lp=Lw–11–20lgr(dB)

從上式可以看出,觀測(cè)點(diǎn)與聲源的距離增加一倍,聲壓級(jí)降低6dB,I1+I2+I3+???I0I0I1I2I3I0I0WII04πr2

10-12

W

10-12

14πr2

聲強(qiáng)級(jí)疊加:I1+I2+I3+???I0I028(二)線聲源隨距離的衰減

線聲源,如公路上的車輛,聲波以圓柱狀向外傳播,當(dāng)線聲源單位長(zhǎng)度的聲功率為W,在與聲源距離為r處的聲強(qiáng)為

WI=——2πr聲壓級(jí)為:

Lp=Lw–8–10lgr(dB)

因此,觀測(cè)點(diǎn)與聲源的距離每增加一倍,聲壓級(jí)降低3dB。(三)面聲源隨距離的衰減如果觀測(cè)點(diǎn)與聲源的距離比較近,聲能沒有衰減,在距聲源較遠(yuǎn)的觀測(cè)點(diǎn)有3~6dB的衰減。(二)線聲源隨距離的衰減293.1.5聲音的三要素音調(diào)的高度————由頻率決定音量的大小————由聲壓級(jí)或聲強(qiáng)級(jí)決定音色的好壞————由頻譜決定

頻譜表示某聲音的頻率組成及各頻率音量的大小關(guān)系。

頻率

聲壓級(jí)

3.1.5聲音的三要素頻率聲壓級(jí)30我們熟知的由敲擊音叉所聽到的單一頻率的聲音稱為純音。然而由一件樂器發(fā)出的聲音,往往包含有一系列的頻率成分,其中的一個(gè)最低頻率的聲音稱為基音,人們據(jù)以辨別其音調(diào),其頻率稱為基頻;另一些則稱為諧音,它們的頻率都是這個(gè)最低頻率的整數(shù)倍,這些頻率稱為諧頻,把它們組合在一起時(shí),則決定了聲音的音色或音質(zhì)。借助于這個(gè)特性,才可能對(duì)不同樂器發(fā)出的聲音加以區(qū)別,音樂聲只含有基頻和諧頻,而諧頻是基頻的整數(shù)倍,所以音樂的頻譜是斷續(xù)的線狀譜。我們熟知的由敲擊音叉所聽到的單一頻率的聲音稱為純音。313.1.6聲波的反射、折射、衍射、擴(kuò)散、吸收和透射、干涉(一)聲反射

聲波在傳播過程中,遇到介質(zhì)密度變化時(shí)會(huì)發(fā)生反射。對(duì)于平面,反射聲波呈球狀分布,曲率中心就是聲源的“像”。凹面使聲波聚集,凸面使聲波發(fā)散。

(二)聲折射

聲波在傳播過程中,遇到介質(zhì)密度變化時(shí)還會(huì)發(fā)生折射。聲波在空氣中傳播時(shí),白天由于近地面的氣溫較高,聲速較大,聲速隨地面高度的增加而減少導(dǎo)致傳播方向向上彎曲;夜晚相反。SS′

?

?

θi

θr

θτ

θ

θSinθiSinθτ

=

C1

C23.1.6聲波的反射、折射、衍射、擴(kuò)散、吸收和透射、干涉32(三)聲衍射聲音在傳播的過程中,如果遇到比波長(zhǎng)大的障壁或構(gòu)件時(shí),在其背后會(huì)出現(xiàn)聲影,聲音繞過壁邊緣進(jìn)入聲影的現(xiàn)象叫聲衍射。同樣尺寸的反射板對(duì)低頻聲的衍射作用較大,反射作用較少。

解釋

波達(dá)到狹縫處,縫上各點(diǎn)都可看作子波源,作出子波包絡(luò),得到新的波前。在縫的邊緣處,波的傳播方向發(fā)生改變。當(dāng)狹縫縮小,與波長(zhǎng)相近時(shí),衍射效果顯著。聲衍射現(xiàn)象是聲波動(dòng)特征之一。(三)聲衍射聲音在傳播的過程中,如果遇到比波長(zhǎng)大的障壁或構(gòu)件33(四)聲擴(kuò)散反射

聲波在傳播過程中,如果遇到表面有凸凹變化的反射面,就會(huì)被分解成許多小的比較弱的反射聲波,這種現(xiàn)象稱為擴(kuò)散反射。

擴(kuò)散反射類似于光由粗糙的粉刷墻面或磨砂玻璃表面的反射。導(dǎo)致聲波擴(kuò)散反射的表面必須很不規(guī)則,其不規(guī)則的尺度應(yīng)與聲波波長(zhǎng)相當(dāng)。

(四)聲擴(kuò)散反射34(五)聲吸收

吸聲系數(shù)是指被吸收的聲能(即沒有被表面反射的部分)與入射聲能之比。

材料的吸聲量:材料表面的面積(平方米)乘以材料的吸聲系數(shù)。單位為平方米(m2)(六)聲透射

材料的透聲能力以透射系數(shù)τ表示,材料的透聲能力愈強(qiáng)(τ值大),材料的隔聲能力愈差。工程中用隔聲量表示建筑構(gòu)件的隔聲性能。(五)聲吸收35隔聲量:R=10lg——=10lg——=10lgE0–10lgEτ隔聲量:墻或構(gòu)件的一側(cè)入射聲能與另一側(cè)透射聲能相差的分貝值。3.1.7聲音在圍蔽空間的傳播特征駐波和房間共振、混響時(shí)間、室內(nèi)聲壓級(jí)3.1.7.1駐波和房間共振(一)駐波

當(dāng)兩列相同的波在同一直線上相向傳播時(shí),疊加后產(chǎn)生的波。相距為L(zhǎng)的兩平行墻產(chǎn)生駐波的條件是:

λL=n?——(m)n=1,2,3···。2

1

τE0Eτ

L隔聲量:1τE0EτL36(七)波的干涉波的干涉現(xiàn)象:頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng),某些區(qū)域的振動(dòng)減弱,而且振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互隔開,這種現(xiàn)象叫做波的干涉現(xiàn)象。(七)波的干涉波的干涉現(xiàn)象:頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域37

當(dāng)同一質(zhì)元同時(shí)參與兩個(gè)或兩個(gè)以上的振動(dòng)時(shí),該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是所有分振動(dòng)的合振動(dòng)。當(dāng)介質(zhì)中有兩列或兩列以上的波動(dòng)時(shí),介質(zhì)中任一質(zhì)元運(yùn)動(dòng)情況如何?

當(dāng)介質(zhì)中有兩列或兩列以上的波動(dòng)時(shí),介質(zhì)中任一質(zhì)元也將同時(shí)參與兩個(gè)或兩個(gè)以上的振動(dòng)?,F(xiàn)在討論其規(guī)律,也就是波的合成。當(dāng)同一質(zhì)元同時(shí)參與兩個(gè)或兩個(gè)以上的振動(dòng)時(shí),該質(zhì)381.波的獨(dú)立作用原理——幾列波在傳播時(shí),無論是否相遇,都將保持各自原有特性(頻率、波長(zhǎng)、振幅、振動(dòng)方向)不變,互不干擾地各自獨(dú)立傳播。2.波的疊加原理——在相遇區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)的振動(dòng),為各列波單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所引起的振動(dòng)位移的矢量和。(一)波的疊加原理1.波的獨(dú)立作用原理——幾列波在傳播時(shí),無論是否相遇,都將保39

1、干涉現(xiàn)象——兩列波相遇區(qū)域內(nèi)振動(dòng)在空間上出現(xiàn)穩(wěn)定的周期性的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象。1)頻率相同;2)振動(dòng)方向相同;3)同相或相位差恒定。

滿足上述三條件的波稱為相干波,其波源稱為相干波源。2、相干波條件(二)波的干涉現(xiàn)象1、干涉現(xiàn)象——兩列波相遇區(qū)域內(nèi)振動(dòng)在空間上出1)頻率相40加強(qiáng)減弱加強(qiáng)減弱41第3篇建筑聲學(xué)課件423.1.7駐波和房間共振、混響時(shí)間、室內(nèi)聲壓級(jí)3.1.7.1駐波和房間共振(一)駐波

當(dāng)兩列相同的波在同一直線上相向傳播時(shí),疊加后產(chǎn)生的波。相距為L(zhǎng)的兩平行墻產(chǎn)生駐波的條件是:

λL=n

——(m)n=1,2,3···2

1

L3.1.7駐波和房間共振、混響時(shí)間、室內(nèi)聲壓級(jí)1L43駐波的現(xiàn)象

1、一列波在向前傳播的途中遇到障礙物或兩種介質(zhì)的分界面時(shí),會(huì)發(fā)生反射,如果反射波和原來向前傳播的波相互疊加。(1)波節(jié):弦線上有些始終靜止不動(dòng)的點(diǎn)叫做波節(jié)。(2)波腹:在波節(jié)和波節(jié)之間的那段弦線上,各質(zhì)點(diǎn)以相同的頻率,相同的步調(diào)振動(dòng),但振幅不同,振幅最大的那些點(diǎn)叫波腹。(3)駐波:波形雖然隨時(shí)間而改變,但是不向任何方向移動(dòng),這種現(xiàn)象叫做駐波。2.駐波的產(chǎn)生:兩列沿相反方向傳播的振幅相同,頻率相同的波疊加時(shí),形成駐波。

3.駐波是一種特殊的干涉現(xiàn)象。駐波的現(xiàn)象44圍蔽空間是復(fù)雜的共振系統(tǒng),不只有上述的一維駐波,或稱簡(jiǎn)正振動(dòng)、簡(jiǎn)正波。對(duì)于一個(gè)矩形圍蔽空間,其簡(jiǎn)正頻率的計(jì)算式為:Lx、Ly、Lz------分別為房間的3個(gè)邊長(zhǎng)(m);nx、ny、nz------分別為任意正整數(shù);c------空氣中的聲速(m/s)。圍蔽空間是復(fù)雜的共振系統(tǒng),不只有上述的一維駐波,或稱簡(jiǎn)正振動(dòng)45在矩形房間中的共振1—軸向共振;2—切向共振;3—斜向共振在矩形房間中的共振46房間對(duì)不同的頻率有不同的“響應(yīng)”,房間本身有共振頻率(也稱“固有頻率”或“簡(jiǎn)正頻率”)。聲源的頻率與房間的共振頻率越接近,越易引起房間的共振,共振頻率的聲能密度也就越強(qiáng)。房間對(duì)不同的頻率有不同的“響應(yīng)”,房間本身有共振頻率(也稱“47駐波:由于頻率相同的同類自由行波相互干涉而形成的空間分布固定的周期波。聲染色(房間共振):由于共振頻率的疊加,使某些與共振頻率相同的聲音被大大加強(qiáng),導(dǎo)致室內(nèi)原有聲音失真的現(xiàn)象。

克服由于聲染色(房間共振)導(dǎo)致室內(nèi)原有聲音失真的方法:(1)選擇合適的房間尺寸、比例,房間的三個(gè)尺度不相等或不成整數(shù)倍。小房間:高:寬:長(zhǎng)=1:1.25:1.6大房間:高:寬:長(zhǎng)=1:1.5:2.5(2)用不規(guī)則表面作聲擴(kuò)散以及適當(dāng)布置吸聲材料;(3)將房間作成不規(guī)則的形狀。駐波:由于頻率相同的同類自由行波相互干涉而形成的空間分布固定48第3篇建筑聲學(xué)課件493.1.7.2混響和混響時(shí)間計(jì)算混響:是指聲源停止發(fā)聲后,在聲場(chǎng)中還存在著來自各個(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)間來表示?;祉懯窃诼曉赐V拱l(fā)聲后,聲音由于多次反射或散射而延續(xù)的現(xiàn)象;或者聲源停止發(fā)聲后,由于多次反射或散射而延續(xù)的聲音。兩個(gè)相繼到達(dá)的聲音時(shí)差超過50ms時(shí)(相當(dāng)于直達(dá)聲與反射聲之間的聲程差大于17m),人耳能分辯出來自不同方向的兩個(gè)獨(dú)立的聲音,這時(shí)有可能出現(xiàn)回聲。

3.1.7.2混響和混響時(shí)間計(jì)算503.1.7.2混響時(shí)間

混響:聲源停止發(fā)聲后,聲音由于房間界面的多次反射或散射而逐漸衰減的現(xiàn)象。聲音的增長(zhǎng)、穩(wěn)態(tài)、衰減

聲壓級(jí)

時(shí)間(s)

衰減

穩(wěn)態(tài)

增長(zhǎng)60dB混響時(shí)間(s)3.1.7.2混響時(shí)間聲壓級(jí)時(shí)間(s)衰減穩(wěn)態(tài)增51室內(nèi)聲音的增長(zhǎng)、穩(wěn)態(tài)和衰減

室內(nèi)聲音的增長(zhǎng)、穩(wěn)態(tài)和衰減52混響時(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,聲音衰減60dB所經(jīng)歷的時(shí)間叫混響時(shí)間,符號(hào):T60,單位:s。(一)賽賓(Sabine)混響時(shí)間計(jì)算公式

T60=————

(s)(α

<0.2)

式中V——房間容積,m3;

A——室內(nèi)總吸聲量,A=S?α

;

m2

S——室內(nèi)總表面積,m2;

α——室內(nèi)平均吸聲系數(shù)。

α1S1+α2S2+···+αnSn

α=———————————S1+S2+···+Sn

式中α

1,α

2

···αn

——不同材料的吸聲系數(shù);S1,S2

···Sn——室內(nèi)不同材料的表面積,m2。賽賓(Sabine)混響時(shí)間計(jì)算公式只適用于室內(nèi)平均吸聲系數(shù)較小(α

<0.2)的房間的混響時(shí)間計(jì)算,否則計(jì)算誤差較大。

A0.161V

混響時(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,聲音衰減6053賽賓(Sabine,WallaceClementWare)美國(guó)物理學(xué)家。1868年6月13日生于俄亥俄州里奇伍德;1919年1月10日卒于馬薩諸塞州坎布里奇。賽賓于1886年畢業(yè)于俄亥俄國(guó)大學(xué),后入哈佛大學(xué)攻讀研究生。最后在哈佛任教并于1905年成為該校的物理學(xué)教授。第一座按照賽賓的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的建筑物是1900年10月15日落成的波士頓音樂廳。此音樂廳被證明是一項(xiàng)巨大的成功。

塞賓公式是建立在室內(nèi)聲場(chǎng)擴(kuò)散的基礎(chǔ)上,該式的運(yùn)用有一定限制。例如一個(gè)尺寸為6×5×4m(高)的房間,如果各個(gè)表面對(duì)入射的聲能完吸收(即A=∑sα=s),是一個(gè)“沉寂”的房間(即消聲室)。把上述數(shù)據(jù)代入塞賓公式,得到混響時(shí)間為0.13s而不是0值。賽賓(Sabine,WallaceClementWare54為了有一定程度的擴(kuò)散,房間在聲學(xué)上必須是“活躍”的,即其表面要有相當(dāng)?shù)姆瓷渎?。如果房間表面的平均吸聲系數(shù)達(dá)到0.2或稍少一點(diǎn),一般認(rèn)為這種房間是“活躍”的。換句話說,塞賓公式限用于平均吸聲系數(shù)≤0.2的房間。如果房間表面都是很好的反射面(即α=0),正如所預(yù)計(jì)的,依賽賓公式計(jì)算的混響時(shí)間是無限長(zhǎng)。為了有一定程度的擴(kuò)散,房間在聲學(xué)上必須是“活躍”的,即其表面55一般的講演廳、會(huì)堂等可以認(rèn)為是“活躍”的或接近于“活躍”的房間,運(yùn)用賽賓公式計(jì)算有效的。對(duì)于不“活躍”的房間或吸聲材料分布很不均勻的房間以及相對(duì)“沉寂”的房間的混響計(jì)算,可用作了某些修正的下述伊林(Eyring)公式

:式中:S1、S2、S3、….Sn——室內(nèi)界面不同材料的表面(m2);

α1、α2、α3…αn——不同材料的吸聲系數(shù)。

一般的講演廳、會(huì)堂等可以認(rèn)為是“活躍”的或接近于“活躍”的房56(二)伊林-努特生(Eyring-Knudsen)混響時(shí)間計(jì)算公式(用于工程計(jì)算)

0.161VT60=———————————(s)

–S?ln(1–α)+4mV式中V——房間容積,m3;

A——室內(nèi)總吸聲量,A=S?α;

m2

S——室內(nèi)總表面積,m2;

α——室內(nèi)平均吸聲系數(shù)。式中4m——空氣吸收系數(shù):空氣中的水蒸汽、灰塵的分子對(duì)波長(zhǎng)較小,一般指1000Hz以上的高頻聲音的吸收作用。(二)伊林-努特生(Eyring-Knudsen)混響57室內(nèi)平均吸聲系數(shù)α

的求法S2S1

α=—————————————坐席占地面積S(S–S1)α+N1×α1+N2×α2S1——坐席占地面積N1——滿坐席位數(shù)N2——空坐席位數(shù)S——室內(nèi)總表面積α1——一個(gè)滿坐席位的吸聲量α2——一個(gè)空坐席位的吸聲量α

——除坐席占地外的室內(nèi)其他表面的平均吸聲系數(shù)室內(nèi)平均吸聲系數(shù)α的求法S2S1坐席占地面積S58對(duì)于在聲場(chǎng)中的人(如觀眾)和物(如座椅)、或空間吸聲體,其面積很難確定,表征它們的吸聲特性,有時(shí)不用吸聲系數(shù),而直接用單個(gè)人或物的吸聲量。當(dāng)房間中有若干個(gè)人或物時(shí),他(它)們的吸聲量是用數(shù)量乘個(gè)體吸聲量,然后再把結(jié)構(gòu)納入房間總的吸聲量中。對(duì)于在聲場(chǎng)中的人(如觀眾)和物(如座椅)、或空間吸聲體,其面59混響時(shí)間T60;或記為RT(ReverberationTime),是第一個(gè)也是最重要的音質(zhì)評(píng)價(jià)物理指標(biāo)?;祉憰r(shí)間與音質(zhì)的豐滿度和清晰度有關(guān)。一般而言,混響時(shí)間長(zhǎng)則豐滿度增加,而清晰度下降。這是因?yàn)榛祉憰r(shí)間長(zhǎng),對(duì)于聆聽演奏而言,則音的起奏和自然衰變都可能淹沒在混響聲中而顯得模糊不清。對(duì)于語言聲也有類似的情況。過長(zhǎng)的混響時(shí)間,使語言聽聞模糊不清。但是若混響時(shí)間過短,則表明廳堂各界面的反射聲過弱,聲吸收過大,就會(huì)影響音質(zhì)的豐滿度。混響時(shí)間T60;或記為RT(ReverberationTi60一般而言,對(duì)于以語言聽聞為主的廳堂,如教室、演講廳、話劇院等,不希望混響時(shí)間過長(zhǎng),以1s左右為宜;而對(duì)于以聽音樂為主的廳堂,如音樂廳等,則希望混響時(shí)間較長(zhǎng)些。對(duì)于語言聽聞與音樂并重的廳堂,如歌劇院,多功能廳的混響時(shí)間,可取折衷值,為1.3—1.5s??傊?,必須針對(duì)具體廳堂的主要用途選擇最佳混響時(shí)間,以達(dá)到豐滿度和清晰度適當(dāng)平衡。

一般而言,對(duì)于以語言聽聞為主的廳堂,如教室、演講廳、話劇院等61對(duì)不同廳堂推薦的中頻(500Hz與1000Hz倍頻程的平均值)混響時(shí)間見表

對(duì)不同廳堂推薦的中頻(500Hz與1000Hz倍頻程的平均值62第3篇建筑聲學(xué)課件63混響時(shí)間計(jì)算的不確定性室內(nèi)條件與原公式假設(shè)條件(一、聲場(chǎng)是均勻的;二、聲場(chǎng)是完全擴(kuò)散的)并不完全一致。

1)室內(nèi)吸聲分布不均勻;

2)室內(nèi)形狀,高寬比例過大,造成聲場(chǎng)分布不均勻,擴(kuò)散不完全,計(jì)算用材料的吸聲系數(shù)與實(shí)際情況有誤差,一般誤差在10%—15%計(jì)算RT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)問題。混響時(shí)間計(jì)算的不確定性643.1.7.2室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)當(dāng)一已知聲功率級(jí)為L(zhǎng)W的聲源在室內(nèi)連續(xù)發(fā)聲,聲場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),距離聲源為r處的穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)由直達(dá)聲與混響聲兩部分組成。其中直達(dá)聲聲強(qiáng)與r之平方成反比,混響聲的強(qiáng)度則主要決定于室內(nèi)的吸聲狀況。在室內(nèi)距離聲源r處的聲壓級(jí)可按下式計(jì)算:3.1.7.2室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)65Q---聲源指向因數(shù)Q---聲源指向因數(shù)66室內(nèi)聲壓級(jí)

Q4Lp=10lgW+10lg(——+——)+120(dB)4πr2R或?qū)憺?/p>

Q4

Lp=Lw+10lg(——+——)(dB)(Lw=10lgW+120)

4πr2R式中W——聲源的聲功率,W;r——測(cè)點(diǎn)和聲源間的距離,m;

S?αR——房間常數(shù),R=——(m2)

1-α

α值趨近1時(shí),Lp=Lw–11–20lgr(與自由聲場(chǎng)相同)

α——室內(nèi)平均吸聲系數(shù);S——室內(nèi)總表面積,m2;Q——聲源的指向性因數(shù),室內(nèi)聲壓級(jí)67例:位于房間中部的一個(gè)無方向性聲源在頻率500Hz的聲功率級(jí)為105dB(基準(zhǔn)聲功率為10-12W),房間的總表面積為400m2,對(duì)頻率為500Hz聲音的平均吸聲系數(shù)為0.1。求在與聲源距離3m處的聲壓級(jí)。解:該聲源的指向性因數(shù)=1。將各已知數(shù)據(jù)代入公式,則有:例:位于房間中部的一個(gè)無方向性聲源在頻率500Hz的聲功率級(jí)683.1.8人對(duì)聲音的感受實(shí)驗(yàn)證明,不同頻率,相同聲壓級(jí)的聲音,人聽起來的響度感覺不一樣。

在800Hz~1500Hz的頻率范圍內(nèi),聽閾沒有顯著變化;低于800Hz,聽覺的靈敏度隨頻率的降低而降低。例如400Hz時(shí),靈敏度為標(biāo)準(zhǔn)閾強(qiáng)度的1/10;頻率為40Hz時(shí)只有1/106;最靈敏的聽覺范圍大致在3000Hz~4000Hz,幾乎是標(biāo)準(zhǔn)閾強(qiáng)度的10倍;在高于6000Hz的頻率,靈敏度又減小。3.1.8人對(duì)聲音的感受實(shí)驗(yàn)證明,不同頻率,相同聲壓級(jí)的聲693.1.8人對(duì)聲音的感受(一)時(shí)差效應(yīng):人耳的聽覺暫留為50ms,如果直達(dá)聲和反射聲的時(shí)間差大于50ms,即聲程差大于17m(0.05s×340m/s),可能聽到回聲。3.1.8人對(duì)聲音的感受70時(shí)差效應(yīng)的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)可以說明時(shí)差效應(yīng)。如果站在離高大照壁25mm遠(yuǎn)處大喊一聲,就能清楚地聽到回聲,因?yàn)榉瓷渎暯?jīng)過50m的行程,比直達(dá)聲遲到147ms.如果站在離照壁20m處發(fā)出同樣的聲音,則回聲更響,因反射聲的行程縮短為40m,相對(duì)于直達(dá)聲的時(shí)間延遲為118ms。如果站到離照壁僅為3m遠(yuǎn)處,此時(shí)反射聲的行程只有6m,相當(dāng)于時(shí)延18ms,此時(shí)聽不出回聲。時(shí)差效應(yīng)的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)71

哈斯(Hass)效應(yīng)人耳有聲覺暫留現(xiàn)象(就像人眼視覺暫留:20ms以內(nèi)連續(xù)),人對(duì)聲音的感覺在聲音消失后會(huì)暫留一小段時(shí)間。如果到達(dá)人耳的兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔小于50ms,那么就不會(huì)覺得聲音是斷續(xù)的。直達(dá)聲到達(dá)后50ms以內(nèi)到達(dá)的反射聲會(huì)加強(qiáng)直達(dá)聲。直達(dá)聲到達(dá)后50ms后到達(dá)的“強(qiáng)”反射聲會(huì)產(chǎn)生“回聲”——哈斯效應(yīng)。根據(jù)哈斯效應(yīng),人耳在多聲源發(fā)聲內(nèi)容相同的情況下,判斷聲源位置主要是根據(jù)“第一次到達(dá)”的聲音。因此,劇場(chǎng)演出時(shí),多揚(yáng)聲器的情況下要考慮“聲象定位”的問題。

哈斯(Hass)效應(yīng)72兩個(gè)聲音的響度相加并且集成為一個(gè)聲音,認(rèn)為所有的聲音都是來自把聲音首先傳播到聽者的聲源。換句話說,由首先到達(dá)聽者的聲音確定聲源位置。對(duì)于聲音只是來自第一個(gè)(較早到達(dá)的)聲源的錯(cuò)覺稱為優(yōu)先效應(yīng)。兩個(gè)聲音的響度相加并且集成為一個(gè)聲音,認(rèn)為所有的聲音都是來自73(二)響度級(jí):如果某一聲音與已定的1000Hz的純音聽起來一樣響,這個(gè)1000Hz純音的聲壓級(jí)就定義為待測(cè)聲音的響度級(jí),單位是方(Phon)。人耳對(duì)不同頻率的聲音的感受性是不同的。響度級(jí)結(jié)合了聲壓級(jí)和頻率,反映了人耳對(duì)各種頻率聲音響度的感受性,其單位是方(phon)。(二)響度級(jí):如果某一聲音與已定的1000Hz的純音聽起來74在無回聲室內(nèi),以1000赫茲的純音為基準(zhǔn)音,兩兩比較其他頻率聲音(比較音)的主觀響度。當(dāng)認(rèn)為比較音同基準(zhǔn)音一樣響時(shí),則比較音的響度級(jí)(方值)在數(shù)值上就等于那個(gè)等響的基準(zhǔn)音的聲壓級(jí)(分貝)。如100赫茲67分貝的純音和1000赫茲60分貝的純音等響,則100赫茲67分貝的比較音的響度級(jí)即為60方。用上述方法可得到整個(gè)可聽域中不同頻率不同聲強(qiáng)純音的響度級(jí)。

在無回聲室內(nèi),以1000赫茲的純音為基準(zhǔn)音,兩兩比較其他頻率75在1000Hz的40dB的聲音正好與100Hz的50dB或5000Hz的35dB一樣響。人耳對(duì)低頻聲的靈敏度較差,這一特點(diǎn)有助于減弱低頻聲的干擾;人耳對(duì)頻率為2000—5000Hz聲音的靈敏度很高,這對(duì)于聽聞?wù)Z言和欣賞音樂,都是很重要的頻率范圍。由等響曲線可知(1)當(dāng)聲音的聲壓級(jí)較小時(shí),人對(duì)高頻聲敏感。(2)當(dāng)聲音的聲壓級(jí)較大時(shí)人對(duì)高、低頻聲響度感覺比較一致。在1000Hz的40dB的聲音正好與100Hz的50dB或576對(duì)在兩個(gè)聲音聲級(jí)之間差異的主觀感受的變化,可以用右圖說明。由圖可知,對(duì)于聲壓級(jí)1dB的改變只能在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境里檢測(cè)出來;3dB的改變(相當(dāng)于聲音能量增加1倍),可以在一般的室內(nèi)環(huán)境中感覺出來。另一方面,如果要使主觀感受的聲音響度增加1倍(或減為1/2),則聲壓級(jí)的改變須有10dB。為了在房屋建筑中有效處理噪聲控制問題,必須記住人耳聽覺響應(yīng)的這種特性,也就是說,只有1~2dB的改進(jìn)不可能有明顯的降噪效果。對(duì)在兩個(gè)聲音聲級(jí)之間差異的主觀感受的變化,可以用右圖說明。由77

(三)聲級(jí)計(jì)A聲級(jí)聲級(jí)計(jì)是利用聲——電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)并反映人耳聽覺特征的測(cè)量設(shè)備,即按照一定的頻率計(jì)權(quán)和時(shí)間計(jì)權(quán)測(cè)量聲壓級(jí)和聲級(jí)的儀器,是聲環(huán)境測(cè)量中最常用的儀器之一。聲級(jí)計(jì)中的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)想象地模擬正常人耳對(duì)不同頻率聲音的響應(yīng),使各個(gè)頻率對(duì)總聲級(jí)讀數(shù)提供的數(shù)量近似地與人們對(duì)該頻率的主觀響應(yīng)成比例并對(duì)測(cè)量的量以單一數(shù)值表示。(三)聲級(jí)計(jì)A聲級(jí)78對(duì)于復(fù)合聲,不能使用純音等響曲線,其響度級(jí)需通過計(jì)算求得。目前在測(cè)量聲音響度級(jí)與聲壓級(jí)時(shí)所使用的儀器稱為“聲級(jí)計(jì)”。在聲級(jí)計(jì)中設(shè)有A、B、C三個(gè)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò),這三個(gè)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)大致是參考某幾條等響曲線而設(shè)計(jì)的。他們與相應(yīng)的曲線是倒置關(guān)系:A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是參考40方等響曲線,對(duì)500HZ以下的聲音有較大的衰減,以模仿人耳對(duì)低頻不敏感的特性。C計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)具有接近線性的較平坦的特性,在整個(gè)可聽范圍內(nèi)幾乎不衰減,以模仿人耳對(duì)85(N)方以上的聽覺響應(yīng),可代表總聲壓級(jí)。對(duì)于復(fù)合聲,不能使用純音等響曲線,其響度級(jí)需通過計(jì)算求得。目79聲級(jí)計(jì)的計(jì)權(quán)特性已經(jīng)由國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定了A、B、C及D4種頻率計(jì)權(quán)特性,在聲級(jí)計(jì)中,A計(jì)權(quán)特性參考40方等響線,對(duì)500Hz以下的聲音有較大的衰減,模擬人耳對(duì)低頻聲不敏感的特性。用A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)稱為A聲級(jí),記作dB(A)。由于A聲級(jí)應(yīng)用最廣泛,因此,聲級(jí)計(jì)中都具有A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。圖11-30給出了A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)對(duì)不同頻率響應(yīng)的降低值。如果將該圖與圖11-28比較,則可以看出該曲線與40方曲線的倒置大致相同。倘若已經(jīng)知道一個(gè)噪聲的頻譜,就可以將這些數(shù)值轉(zhuǎn)換為在聲級(jí)計(jì)上讀出的等效的。聲級(jí)計(jì)的計(jì)權(quán)特性已經(jīng)由國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定了A、B、C及D480計(jì)權(quán)(Weighted)也稱加權(quán),有兩種含義:一是考慮到設(shè)備在正常使用和測(cè)量時(shí)的條件不同,對(duì)測(cè)量值所加的人為修正,稱為加權(quán)。或者在測(cè)量中附加的一種校正系數(shù),以正確地反映被測(cè)對(duì)象。如在測(cè)量噪聲時(shí),由于人耳對(duì)1~5kHz的靈敏度最高,對(duì)低頻分量不敏感,從聽覺上評(píng)價(jià)噪聲大小時(shí),必須對(duì)音頻頻譜的各部分進(jìn)行計(jì)權(quán),即在測(cè)量噪聲時(shí)需要使它通過一個(gè)與聽覺頻率特性等效的濾波器,以反映人耳在3000Hz附近敏銳的靈敏度和60Hz時(shí)較差的靈敏度,這就是計(jì)權(quán)。

由于人耳的頻率響應(yīng)隨聲音的響度而變,故對(duì)不同的響度或聲壓級(jí)的聲音使用不同的計(jì)權(quán)曲線。目前,普遍采用計(jì)權(quán)曲線A,并用dB(A)表示這種A計(jì)權(quán)的測(cè)量值。計(jì)權(quán)(Weighted)也稱加權(quán),有兩種含義:一是考慮到設(shè)備81為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性,在聲級(jí)計(jì)內(nèi)設(shè)有一種能夠模擬人耳的聽覺特性,把電信號(hào)修正為與聽感近似值的網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)叫作計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí),已不再是客觀物理量的聲壓級(jí)(叫線性聲壓級(jí)),而是經(jīng)過聽感修正的聲壓級(jí),叫作計(jì)權(quán)聲級(jí)或噪聲級(jí)。為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性,在聲級(jí)計(jì)內(nèi)設(shè)有一種82計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)一般有A、B、C三種。A計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬人耳對(duì)55dB以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性,B計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬55dB到85dB的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性,C計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性。三者的主要差別是對(duì)噪聲低頻成分的衰減程度,A衰減最多,B次之,C最少。計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)一般有A、B、C三種。A計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬人耳對(duì)55dB83A計(jì)權(quán)聲級(jí)由于其特性曲線接近于人耳的聽感特性,因此是目前世界上噪聲測(cè)量中應(yīng)用最廣泛的一種,B、C已逐漸不用。從聲級(jí)計(jì)上得出的噪聲級(jí)讀數(shù),必須注明測(cè)量條件,如單位為dB,且使用的是A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò),則應(yīng)記為dB(A)A計(jì)權(quán)聲級(jí)由于其特性曲線接近于人耳的聽感特性,因此是目前世界84第3篇建筑聲學(xué)課件85第3篇建筑聲學(xué)課件86(四)掩蔽效應(yīng)人對(duì)聲音感受的另一個(gè)重要方面是聲掩蔽,在日常生活中幾乎每天都會(huì)有這種感受。人的聽覺系統(tǒng)能夠分辨同時(shí)存在的幾個(gè)聲音,但若其中某個(gè)聲音的聲壓級(jí)明顯增大,別的聲音就難以聽清甚至聽不到了。一個(gè)聲音的聽閾因另一個(gè)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。例如某聲音的聽閾為50dB,但在較吵鬧的環(huán)境中要提高到65dB才能被聽到,掩蔽量就是65-50=15dB。一個(gè)既定頻率的聲音容易受到相同頻率聲音的掩蔽,聲壓級(jí)愈高,掩蔽量愈大;低頻聲能夠有效地掩蔽高頻聲,但高頻聲對(duì)低頻聲的掩蔽作用不大。人們?cè)诠娘L(fēng)機(jī)房里因強(qiáng)烈的低頻噪聲很難交談,而在電鋸車間雖然噪聲刺耳,但可近距離交談的感受正說明這一點(diǎn)。(四)掩蔽效應(yīng)人對(duì)聲音感受的另一個(gè)重要方面是聲掩蔽,在日常生87第3.2章吸聲材料和隔聲材料(構(gòu)造)3.2.1吸聲材料(構(gòu)造)重點(diǎn)掌握各種吸聲材料(構(gòu)造)的吸聲機(jī)理、吸聲特性及吸聲特性曲線3.2.1.1多孔吸聲材料材料:玻璃棉、超細(xì)玻璃棉、巖棉、礦棉(散狀、氈片)、泡沫塑料、毛氈、木絲板、微孔吸聲磚等。一、吸聲機(jī)理(參見教材P367)二、吸聲特性三、吸聲特性曲線

多孔吸聲材料的吸聲系數(shù)隨聲波的頻率的提高而增加。即對(duì)中高頻的聲音有較大的吸聲系數(shù),當(dāng)背后有空氣層時(shí)還能吸收低頻聲。

頻率f(Hz)

吸聲聲系數(shù)0.40.60.81.00.20第3.2章吸聲材料和隔聲材料(構(gòu)造)3.2.1吸聲材88四、影響因素1.材料中的空氣流阻:材料兩邊靜壓差和空氣流動(dòng)速度之比稱為單位面積流阻。多孔材料存在最佳流阻。2.材料的孔隙率:70%~80%。孔隙率是指材料中連通的孔隙的體積與總體積之比。3.厚度:厚度增加,中低頻吸收增加。上兩項(xiàng)測(cè)量不便,通常以材料的厚度和表觀密度來控制材料吸聲特性。隨著材料厚度的增加,中、低頻范圍的吸聲系數(shù)會(huì)有所增加。4.背后條件:后邊留空氣層與填充同樣材料效果近似。5.吸收頻率:多孔吸聲材料,對(duì)于中、高頻有較大的吸聲系數(shù)。材料吸聲系數(shù)可以用駐波管法測(cè)聲波垂直入射時(shí)的吸聲系數(shù)。用混響室法測(cè)無規(guī)則入射時(shí)的吸聲系數(shù)。6.吸濕、吸水的影響:材料含水率越高,對(duì)材料的吸聲系數(shù)影響越大。7.飾面材料的影響

罩面材料用金屬網(wǎng)、窗紗、紡織品,<0.05mm塑料薄膜,穿孔率>20%的穿孔板。四、影響因素89第3篇建筑聲學(xué)課件90第3篇建筑聲學(xué)課件91第3篇建筑聲學(xué)課件923.2.1.2共振吸聲結(jié)構(gòu)(一)空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)(穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu))亥姆霍茲(Helmholz)共振器穿孔石棉水泥板、石膏板、硬質(zhì)纖維板、金屬板。(金屬微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu))1、吸聲機(jī)理(參見教材P370)共振頻率:

f0=——————式中c——聲速,34000cm/s,S——頸口面積,cm2

;V——空腔容積,cm3;t——孔頸深度(板厚),cm;

δ——開口末端修正量,cm,直徑為d的圓孔δ=0.8d。2、吸聲特性

共振頻率處吸聲系數(shù)最大,板后放多孔吸聲材料時(shí),能加大聲音吸收的頻率范圍,板后有大空腔(如吊頂)能增加低頻吸收。VdKtMVdtV(t+δ)

S2πc3.2.1.2共振吸聲結(jié)構(gòu)VdKtMVdtV(t+δ93當(dāng)孔的深度t和孔徑d比聲波波長(zhǎng)小得多時(shí),孔徑中的空氣柱彈性變形小,可作為質(zhì)量塊,類似活塞??涨籚中的空氣起著空氣彈簧的作用。當(dāng)外界入射波的頻率等系統(tǒng)的固有頻率時(shí),孔徑中的空氣柱就由于共振而產(chǎn)生劇烈震動(dòng)在振動(dòng)過程中,克服摩擦阻力而消耗聲能。當(dāng)孔的深度t和孔徑d比聲波波長(zhǎng)小得多時(shí),孔徑中的空氣94第3篇建筑聲學(xué)課件953、吸聲特性曲線

頻率f(Hz)

吸聲聲系數(shù)01.0

f=f00.6(二)薄膜、薄板吸聲結(jié)構(gòu)薄膜材料:皮革,人造革,塑料薄膜,帆布,薄板材料:膠合板、石棉水泥板、石膏板、硬質(zhì)纖維板、金屬板。1、吸聲機(jī)理

薄膜、薄板與在它們背后的空氣層構(gòu)成共振系統(tǒng),當(dāng)投射到薄膜、薄板上的聲波頻率和這一系統(tǒng)的共振頻率一致時(shí),薄膜、薄板就發(fā)生共振,由于內(nèi)部摩擦而吸收聲音。3、吸聲特性曲線頻率f(Hz)吸聲聲系數(shù)01.0f962、吸聲特性(1)薄膜吸聲特性

共振頻率:f0=———

(Hz)

式中m——膜的平均單位面積質(zhì)量,kg/m2;L——背后空氣層的厚度,cm。薄膜這種系統(tǒng)的共振頻率通常是200~1000Hz,最大的吸收系數(shù)0.3~0.4,可用作為主要是對(duì)中頻范圍的吸聲材料。(2)薄板吸聲特性

共振頻率參見教材P373薄板這種系統(tǒng)的共振頻率通常是80~300Hz,其吸收系數(shù)約為0.2~0.5,可用作為低頻聲音的吸聲材料。薄板后的空氣層里填放多孔吸聲材料時(shí),會(huì)使吸收系數(shù)的峰值有所增加。

600

mL2、吸聲特性600mL97

f=f0

吸聲聲系數(shù)

頻率f(Hz)1.00.603、吸聲特性曲線3.2.1.3其它吸聲結(jié)構(gòu)(一)空間吸聲體

空間吸聲體上下前后左右都能吸收聲音,所以它的吸聲面積大于投影面積,吸聲系數(shù)可能大于1。(二)吸聲尖劈

用于無回聲室(消聲室),為了接近自由聲場(chǎng),α>0.99。吸聲尖劈用Φ3.2~3.5mm鋼筋做成楔形框架,底部20cm×60cm×15cm,尖長(zhǎng)125cm,外包玻璃布,內(nèi)裝玻璃棉氈。f=f0吸聲聲系數(shù)頻率f(Hz)1.00.6098(三)可變吸聲結(jié)構(gòu)(四)洞口

朝向自由聲場(chǎng)的洞α=1。不朝向自由聲場(chǎng),如朝向舞臺(tái),過道,房間的洞口

α=0.3~0.5。(五)人和家具如坐椅等

吸聲量=個(gè)數(shù)×單個(gè)吸聲量,或吸聲量=有效面積×吸聲系數(shù)。

3.2.1.4吸聲材料的選用除了考慮建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)要求外,還應(yīng)考慮材料的裝飾性,材料的強(qiáng)度、防火、防潮、反光、清潔、維護(hù)造價(jià)等。(三)可變吸聲結(jié)構(gòu)99吸聲在建筑聲學(xué)中的應(yīng)用舉例

室內(nèi)音質(zhì)的控制

玻璃棉產(chǎn)品可以制成吊頂板、貼墻板、空間吸聲體等,在建筑室內(nèi)起到吸聲作用,降低混響時(shí)間。一般地,房間體積越大,混響時(shí)間越長(zhǎng),語言清晰度越差,為了保證語言清晰度,需要在室內(nèi)做吸聲,控制混響時(shí)間。如禮堂、教室、體育場(chǎng),電影院。對(duì)音樂用建筑,為了保證一定豐滿度,混響時(shí)間要比較長(zhǎng)一些,但也不能過長(zhǎng),可以使用吸聲控制。在廳堂建筑中,為了防止回聲、聲聚焦等聲學(xué)缺陷,常在后墻面、二層眺臺(tái)欄桿面、側(cè)墻面及局部使用吸聲。吸聲降噪:在車間、廠房、大的開敞式空間(機(jī)場(chǎng)大廳、辦公室、展廳等),由于混響聲的原因,會(huì)使噪聲比之同樣聲源在室外高10-15dB。,通過在室內(nèi)布置吸聲材料,可以使混響聲被吸掉,降低室內(nèi)噪聲。吸聲在建筑聲學(xué)中的應(yīng)用舉例

室內(nèi)音質(zhì)的控制100補(bǔ)充內(nèi)容--材料吸聲系數(shù)的測(cè)定聲波垂直入射到材料和結(jié)構(gòu)表面的吸聲系數(shù),成為“垂直入射(正入射)吸聲系數(shù)”。這種入射條件可在駐波管中實(shí)現(xiàn)。其吸聲系數(shù)的大小可通過駐波管法來測(cè)定。當(dāng)聲波斜向入射時(shí),入射角度為θ,這是的吸聲系數(shù)稱為“斜入射吸聲系數(shù)”。建筑聲環(huán)境中,出現(xiàn)垂直入射和斜入射的情況較少,而普遍情況是聲波從各個(gè)方向同時(shí)入射到材料和結(jié)構(gòu)表面,如果入射聲波在空間中均勻分布,則稱這種入射情況為“無規(guī)則入射”或“擴(kuò)散入射”。這時(shí)材料和結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)稱為“無規(guī)則吸聲系數(shù)”或“擴(kuò)散吸聲系數(shù)”,這種入射條件是一種理想的假設(shè)條件,在混響室內(nèi)可以較好的接近這種條件,通常也是在混響室內(nèi)測(cè)定“擴(kuò)散吸聲系數(shù)”補(bǔ)充內(nèi)容--材料吸聲系數(shù)的測(cè)定聲波垂直入射到材料和結(jié)構(gòu)表面的101(1)混響室法測(cè)吸聲系數(shù)S1試材試材未放入混響室時(shí):賽賓(Sabine)混響時(shí)間T0=———----------------(1)0.161VSα試材放入混響室時(shí):混響時(shí)間Tm=———————------------(2)0.161VS1α1+(S–S1)α試材吸聲系數(shù)α1

:α1

=———(——–——)+α0.161VS1

11TmT0S1-----試材面積α1-----試材吸聲系數(shù)S-----混響室內(nèi)表面積α

-----混響室內(nèi)表面的平均吸聲系數(shù)(1)混響室法測(cè)吸聲系數(shù)S1試材試材未放入混響室時(shí):T0=102駐波管法測(cè)定吸聲材料的吸聲系數(shù)測(cè)試的是當(dāng)聲波垂直于射到材料時(shí)的吸聲系數(shù)值。它廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)和科學(xué)研究中.駐波管法測(cè)定吸聲材料的吸聲系數(shù)測(cè)試的是當(dāng)聲波垂直于射到材料時(shí)103駐波管為一優(yōu)質(zhì)金屬直管,長(zhǎng)150㎝,內(nèi)徑為10㎝,它的一端可以用夾具安裝試件,另一端接好揚(yáng)聲器,聲頻訊號(hào)由聲頻發(fā)生器產(chǎn)生,經(jīng)放大器進(jìn)行放大,由揚(yáng)聲器發(fā)出單頻聲波,聲波在駐波管內(nèi)傳播,由于管徑較小,對(duì)于音頻聲波的波長(zhǎng)相比,可近似將聲波面看作為平面入射波,沿管內(nèi)直線傳播。當(dāng)入射到試件后,進(jìn)行反射,由于反射波與入射波傳遞的方向和相位相反,聲壓產(chǎn)生疊加,干涉而形成駐波,并在管內(nèi)某個(gè)位置上形成聲壓極大值Pmax(N/m2),和聲壓極較小值Pmin,其間距為1/4波長(zhǎng)。駐波管為一優(yōu)質(zhì)金屬直管,長(zhǎng)150㎝,內(nèi)徑為10㎝,它的一端可104吸聲系數(shù)α=4n/(n2+2n+1)其中n為駐波比:Pmax/Pmin=nPmax為聲壓極大值、Pmin為聲壓極小值波腹與波節(jié)聲壓級(jí)差ΔLp=Lpmax-Lpmin=20lgPmax/P0-20lgPmin/P0=20lgnn=lg-1ΔLp/20=10ΔLp/20Lpmax為波腹處的聲壓級(jí)Lpmin為波節(jié)處的聲壓級(jí)吸聲系數(shù)α=4n/(n2+2n+1)10512.2隔聲和構(gòu)件的隔聲特性聲波在房屋建筑中的傳播途徑可以歸納為3種:1、經(jīng)由空氣直接傳播;空氣傳聲2、經(jīng)由圍護(hù)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)傳播;3、固體的撞擊或振動(dòng)的直接作用而傳播;固體傳聲

空氣傳聲

空氣傳聲

固體傳聲

12.2隔聲和構(gòu)件的隔聲特性空氣傳聲空氣傳10610.2.1透射系數(shù)和隔聲量10.2.1透射系數(shù)和隔聲量107空氣聲隔聲量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)隔聲實(shí)驗(yàn)室按照《建筑隔聲測(cè)量規(guī)范》進(jìn)行測(cè)量。為了反映可比性。引入單一數(shù)值評(píng)價(jià)量。計(jì)權(quán)隔聲量。Rw??諝饴暩袈暳繙y(cè)量標(biāo)準(zhǔn)隔聲實(shí)驗(yàn)室按照《建筑隔聲測(cè)量規(guī)范》進(jìn)行測(cè)10812.2.2單層勻質(zhì)密實(shí)墻影響板墻隔聲的主要因素有以下幾個(gè)方面:

1、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,隔聲量愈大;對(duì)于同一墻體而言,隨著聲音的頻率增加,墻體的隔聲量也隨之加大。在理想情況下,(無剛度、無阻尼、柔順質(zhì)量、忽略邊界條件),單層墻體隔聲量理論推導(dǎo)得到:R=20lgm+

20lgf–48(dB)(聲音無規(guī)則入射時(shí))

(參見教材P382)隔墻隔聲存在質(zhì)量定律,即單層墻越重隔聲性能越好,單位面積的質(zhì)量提高一倍,隔聲量提高6dB。120磚墻的面密度為260kg/m2,隔聲量為46-48dB;240磚墻的面密度為520kg/m2,隔聲量為52-54dB。12.2.2單層勻質(zhì)密實(shí)墻R=20lgm+20109磚墻墻體過重,結(jié)構(gòu)荷載負(fù)擔(dān)較大,使用黏土磚也不利于耕地保護(hù),因此,輕墻得以廣泛使用。為了使輕墻達(dá)到良好的隔聲性能,需要使用多層墻板內(nèi)填吸聲材料的方法。75龍骨內(nèi)填玻璃棉的雙面雙層紙面石膏板墻的面密度只有60kg/m2左右,隔聲量可以達(dá)到50dB。同樣面密度的90厚加氣混凝土板墻的隔聲量只有36dB。對(duì)于住宅隔聲,Rw應(yīng)至少大于45dB,最好大于50dB。磚墻墻體過重,結(jié)構(gòu)荷載負(fù)擔(dān)較大,使用黏土磚也不利于耕地保護(hù),1102、共振頻率:任何隔墻都存在固有的共振頻率,當(dāng)聲波的頻率和墻的共振頻率一致時(shí),墻體整體產(chǎn)生共振,該頻率的隔聲量將大大下降。一般地,墻體越厚重,共振頻率越低,當(dāng)共振頻率低于隔聲評(píng)價(jià)最低參考頻率100Hz時(shí),由于人耳聽覺特性對(duì)低頻不敏感,對(duì)隔聲量Rw的影響大大降低2、共振頻率:任何隔墻都存在固有的共振頻率,當(dāng)聲波的頻率和111

3、吻合效應(yīng):聲波接觸墻板后,墻板除了垂直方向的受迫振動(dòng)以外,還有沿著板面方向的受迫彎曲振動(dòng)。在某個(gè)特定頻率以上,受迫彎曲振動(dòng)將和板固有的自由彎曲振動(dòng)發(fā)吻合,這時(shí)板就非常順從地跟隨入射聲彎曲,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),墻板非常“順從”地跟隨入射聲波彎曲,使大量聲能透射到另一側(cè)去,形成隔聲量的低谷。這種現(xiàn)象被稱作吻合效應(yīng),這個(gè)與材料有關(guān)的特定截止頻率被稱為吻合頻率fc。

3、吻合效應(yīng):聲波接觸墻板后,墻板除了垂直方向的受迫振動(dòng)以外112吻合效應(yīng):當(dāng)聲波斜入射到墻體上時(shí),墻壁的受迫彎曲波速度與聲波沿墻面進(jìn)行的速度相等,墻板的彎曲波振動(dòng)達(dá)到最大,從而降低墻板的隔聲量。出現(xiàn)吻合效應(yīng)的最低頻率稱為吻合臨界頻率。幾種常用建筑材料的密度和吻合臨界頻率(參見教材P384)吻合效應(yīng):當(dāng)聲波斜入射到墻體上時(shí),墻壁的受迫彎曲波速度與聲波1134、聲橋:板材直接固定在龍骨上時(shí),受聲一側(cè)板的振動(dòng)會(huì)通過龍骨傳到另一側(cè)板,這種象橋一

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