建筑物理-聲學基本知識課件

第一章建筑聲學基本知識聲音的頻率、波長和聲速聲波的頻率完全振動：一個完全振動所經(jīng)歷的時間(s)頻率：(Hz)頻率決定聲音的音調(diào)音頻、次聲、超聲聲波的波長與傳播速度波長：聲波在一個振動周期里傳播的距離聲速：聲波在彈性介質(zhì)中傳播的速度聲速與聲源的特性無關，而與介質(zhì)的彈性、密度以及溫度有關介質(zhì)軟木鋼水聲速(m/s)3320500500014503403/9/20231ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識聲音的計量聲功率、聲強以及聲壓聲功率W，[W,W]聲強I，[W/m2]聲壓p，[N/m2]相互關系分貝（dB）人耳聽聞下限：聲強10-12W/m2；聲壓2x10-5N/m2人耳疼痛感上限：聲強1W/m2；聲壓20N/m2人耳對聲音大小的感覺近似與聲強或聲壓的對數(shù)成正比聲功率級LW聲強級LI聲壓級Lp點聲源：自由聲場：聲源種類聲功率聲功率級dB噴氣飛機10kW160氣錘1W120汽車0.1W110鋼琴2mW93女高音1000~7200W90~98對話20W733/9/20232ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識聲音的計量分貝人耳聽聞的范圍：0dB~120dB聲壓每增加1倍，聲壓級增加6dB；聲壓每乘10，聲壓級增加20dB；聲壓級每增加10dB，人耳主觀聽聞的響度大致增加1倍；長時間暴露于80dB以上的噪聲環(huán)境，會導致暫時或永久的聽力損失聲音的疊加聲音的疊加是能量的直接相加；聲壓不能直接相加；聲壓級、聲強級也不能直接相加；0+0=？多個聲音的疊加3/9/20233ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識聲音的頻譜頻譜聲音往往包含多個頻率，所有頻率的集合成為頻譜線狀譜：由一些離散的頻率成分形成的譜連續(xù)譜：在一定頻率范圍內(nèi)頻率成分連續(xù)的譜音樂（樂音）純音基音和諧音、基頻和諧頻音符和音色線狀譜語言聲3/9/20235ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識聲音的頻譜噪聲頻率結(jié)構(gòu)成分更為復雜的聲音，一般為連續(xù)譜可以根據(jù)頻率的主要成分加以辨認咝咝的、轟轟的、隆隆的、刺耳的頻譜的劃分對聲音整個頻率范圍分段倍頻程和1/3倍頻程3/9/20236ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識聲音的計量聲音的疊加多個聲音的疊加3/9/20237ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識聲音的頻譜>>噪聲噪聲頻率結(jié)構(gòu)成分更為復雜的聲音，一般為連續(xù)譜可以根據(jù)頻率的主要成分加以辨認咝咝的、轟轟的、隆隆的、刺耳的頻譜的劃分對聲音整個頻率范圍分段倍頻程和1/3倍頻程下限頻率fL、上限頻率fH和中心頻率fC3/9/20239ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識聲波的性質(zhì)>>聲波的反射聲波的反射平面反射曲面反射凸面反射、凹面反射3/9/202310ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識聲波的性質(zhì)>>聲波的折射聲波的折射介質(zhì)的溫度、密度等條件發(fā)生變化后，會產(chǎn)生聲傳播的彎曲現(xiàn)象溫度的影響：白天，地面附近的空氣溫度高，聲波向上彎曲；夜間，地面附近的空氣溫度低，聲波向下彎曲風的影響：順風時聲波向下彎曲；逆風時向上彎曲3/9/202311ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識聲波的性質(zhì)>>聲擴散、吸收和透射聲擴散聲波的不定向反射擴散的產(chǎn)生反射板的尺寸聲波的頻率聲擴散的作用聲吸收和聲透射空氣的聲吸收材料的聲吸收和透射3/9/202313ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識聲音在戶外的傳播點源聲音隨距離的衰減球面聲波的向外擴展面源聲音隨距離的衰減近處：聲能沒有衰減遠處：傳播距離加倍，聲壓級降低3~6dB線源聲音隨距離的衰減無限長線聲源：傳播距離加倍，聲壓級降低3dB有限長線聲源：傳播距離加倍，聲壓級降低3~6dB傳播距離加倍，聲壓級降低6dB3/9/202314ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識人耳的主觀聽覺特性人耳的聽聞范圍聽覺過程：外耳——中耳——內(nèi)耳——大腦人耳對不同頻率的聲音的敏感程度不一樣對中、高頻敏感；對低頻不敏感聽聞范圍響度人耳所感覺的聲音的大小稱為響度相同聲壓級，不同頻率的聲音，響度不同相同頻率，不同聲壓級的聲音，響度不同等響響度的單位為宋(sone)頻率1kHz，聲強級40dB的純音的響度為1宋聲壓級增加10dB，響度增加1倍3/9/202315ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識人耳的主觀聽覺特性時差效應哈斯效應(HaasEffect)時差強度差雙耳聽聞效應（聽覺定位）人耳確定聲音遠近的準確度較差；確定聲音方位非常準確方位的確定主要依：強度差：>1400Hz的高頻聲時間差：<1400Hz的中、低頻聲方位感的判別水平方向比豎直方向好掩蔽效應掩蔽量、掩蔽閾寬頻掩蔽窄頻低音掩蔽高音3/9/202317ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識人耳的主觀聽覺特性人耳的聽聞范圍聽覺過程：外耳——中耳——內(nèi)耳——大腦人耳對不同頻率的聲音的敏感程度不一樣對中、高頻敏感；對低頻不敏感聽聞范圍響度人耳所感覺的聲音的大小稱為響度相同聲壓級，不同頻率的聲音，響度不同相同頻率，不同聲壓級的聲音，響度不同等響響度的單位為宋(sone)頻率1kHz，聲強級40dB的純音的響度為1宋聲壓級增加10dB，響度增加1倍3/9/202318ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識人耳的主觀聽覺特性掩蔽效應掩蔽效應的應用3/9/202319ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識室內(nèi)聲學原理混響與混響時間混響(Reverberation)混響時間(ReverberationTime)混響時間的計算Sabine公式：Eyring公式：1000Hz2000Hz4000Hz4m0.0040.010.0243/9/202321ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識室內(nèi)聲學原理混響與混響時間混響時間的意義及影響因素反映了聲波在房間衰減的快慢程度；大致反映了直達聲與反射聲的比例；混響時間越長，反射聲比例越大，房間清晰度越差；混響時間越短，反射聲比例越大，房間清晰度越好影響因素：房間容積V和吸聲量A混響時間的計算誤差吸聲量的布置位置；房間形狀；選用的數(shù)據(jù)3/9/202322ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識室內(nèi)聲學原理室內(nèi)聲壓級的計算直達聲與反射聲計算公式聲源及聲源位置的影響指向性因素Q混響半徑直達聲能量與反射聲能量相等時，接受點與聲源的距離R：房間常數(shù)3/9/202323ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識室內(nèi)聲學原理課后作業(yè)P.276-277(2),(7),(8),(10)兩周時間參觀聲學實驗室3/9/202325ArchitecturalAcoustics3/9/202326ArchitecturalAcoustics第一章建筑聲學基本知識室內(nèi)聲學原理室內(nèi)聲壓級的計算直達聲與反射聲計算公式聲源及聲源位置的影響指向性因素Q混響半徑