聲波傳輸基本現(xiàn)象課件

第一節(jié)聲波傳輸基本現(xiàn)象第二節(jié)室內(nèi)聲場第三節(jié)室內(nèi)音質(zhì)的評價與改善第四節(jié)吸音與隔聲材料的結(jié)構(gòu)與機理第一節(jié)聲波傳輸基本現(xiàn)象聲波的疊加及干涉聲波的反射、折射和吸收聲擴散聲衍射聲波的疊加及干涉

聲波的疊加聲波的干涉駐波第二節(jié)室內(nèi)聲場一、室內(nèi)聲場的基本特征室內(nèi)聲場的組成簡正方式和簡正頻率室內(nèi)聲場的基本特征簡正方式和簡正頻率駐波條件：L=n*λ/2

式中：（n＝1，2，3，……），λ相應波長按駐波條件形成的每一個駐波稱為房間的一個簡正方式，其相應的頻率為簡正頻率。簡正頻率相同而簡正方式不同的現(xiàn)象，稱之為簡正頻率的“簡并”。二、混響和混響時間室內(nèi)聲場的建立穩(wěn)定和衰減混響時間的計算1）混響時間的定義2）賽賓(W.C.Sabine)公式3）艾潤(C.F.Eyring)公式4）其它混響公式混響時間的頻率特性混響和混響時間混響時間的定義：通常，我們定義Lp衰減60(dB)的時間為混響時間。記為T60。T60＝（Tb-Ta）×60/（Lpa-Lpb）0－60abt（s）T60賽賓公式T=KV/A或T60＝0.161V/Sα艾潤公式0.161V－S㏑（1－α）T60＝混響半徑(臨界距離)聲源指向因子Q：自由聲場中，聲源在某方向上某點產(chǎn)生的聲強Id與相同功率無指向性聲源在該方向該點產(chǎn)生的聲強Ido的比值房間的傳輸響應1、頻率/聲壓關(guān)系曲線自激現(xiàn)象，相鄰極大值之間的平均間隔：混響時間的頻率特性混響時間的頻率特性是指：房間的混響時間隨聲信號的頻率變化而變化的特性（T60頻譜）室內(nèi)聲場的基本特征室內(nèi)聲源輻射的連續(xù)穩(wěn)定聲波，室內(nèi)各受音點接受到的聲壓值也是穩(wěn)定的，聲壓隨聲源距衰減沒有室外明顯。由于室的周邊對聲的反射作用，室內(nèi)聲源停止發(fā)聲后，室內(nèi)聲并不立即停止，而是繼續(xù)持續(xù)以段時間，這種聲的殘響現(xiàn)象通常稱之為混響。由于室形狀的復雜性，聲波在室內(nèi)傳播時，還會產(chǎn)生回聲、聚焦、蛙鳴以及聲染色等特異聲現(xiàn)象。矩形房間的駐波狀態(tài)第三節(jié)室內(nèi)音質(zhì)評價的評價與改善室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計的基本要求主要評價量及評價標準室內(nèi)噪聲水平最佳混響時間混響時間的頻率特性混響感前期反射聲的時間序列與方向序列聲場擴散特性一、室內(nèi)音質(zhì)評價室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計的基本要求無噪聲干擾語言用房，應追求聲音的清晰音樂用房，要求聲音圓潤、豐滿和足夠的力度立體聲效果用房，追求立體感、空間感和臨場感整個聲場應充分擴散、分布均勻沒有回聲、顫音、蛙鳴、嗡聲（低頻聲染色）以及聲聚焦等明顯特異聲缺陷室內(nèi)噪聲水平“噪聲評價指數(shù)”（N曲線）“N25線”、“N90線”Lp=a+bNA聲級〔dB（A）〕N曲線用于噪聲頻譜比較特殊的場合，突出了噪聲的煩惱度；A聲級〔dB（A）〕計量較為方便，多用于一般噪聲。最佳混響時間現(xiàn)代演播室、錄音室等聲室，都要求有短而平直的混響時間，因為：短混響的節(jié)目可以通過電聲手段任意加進人工混響，以模擬各種聲現(xiàn)場的情景，而如果節(jié)目已據(jù)有長時間的混響則很難減短。短混響的房間由于吸音條件好，有利于降低背景噪聲。在電視節(jié)目中，多數(shù)節(jié)目不希望在畫面中出現(xiàn)傳聲器，這樣現(xiàn)場拾音距離較大，如混響時間長，就會影響講話者的親切感和實在感。混響感混響感是人對混響程度的主觀感受。聽覺比＝混響聲聲能密度（es）/直達聲聲能密度（ed）“混響感”比“最佳混響時間”更能反映聽音者的聽音音質(zhì)。聲場擴散特性在“刺猬圖”中，每根“針”的長度表示該方向傳來的聲能強度。設(shè)各空間角測次樣本總數(shù)為N，則針長平均值室內(nèi)音質(zhì)的改善常見聲缺陷及其對音質(zhì)的影響室內(nèi)音質(zhì)改善的建筑聲學方法常見聲缺陷及其對音質(zhì)的影響外界噪聲對室內(nèi)聲場的干擾通過門、窗、管道進入；透過墻壁等傳入，二次聲源。建筑物構(gòu)建受機械撞擊，振動沿隔離物傳播輻射干擾混響時間對音質(zhì)的影響混響時間過長混響時間過短混響時間頻率特性畸變房間大小及線度比例對簡正頻率分布的影響室內(nèi)音質(zhì)改善的建筑聲學方法控制噪聲和振動干擾，提高聲信噪比修正混響時間及其頻率特性，以符合設(shè)計要求改善房間形體、結(jié)構(gòu)，提高房間擴散性能長方體形房間長、寬、高比例盡量避免1:2、1:1等簡單比例關(guān)系。房間容積應足夠大，使間隔較大的簡正頻率盡量推向很低頻段使頻率范圍內(nèi)頻率分布均勻。對長寬高比例不當?shù)姆块g，可通過空間分割盡量減少房間平行內(nèi)壁。室內(nèi)吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)的鋪裝以非對稱為宜。合理設(shè)計反射面，改善前期反射聲反射面的形體處理改變反射面或聲源位置第四節(jié)吸聲與隔聲材料的結(jié)構(gòu)與機理吸聲材料與吸聲機理多孔吸聲材料穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)薄板、薄膜吸聲結(jié)構(gòu)掛簾吸聲結(jié)構(gòu)空間吸聲體隔聲材料與結(jié)構(gòu)隔聲的基本參量與常用計算公式常用隔聲構(gòu)件及隔聲量穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)F0=（d/2π）×√P/T(t+δ)式中：F0共振頻率（Hz）；P穿孔率T腔深（cm）；t板厚（cm）；δ板厚修正；d穿孔的孔徑（cm）隔聲的基本參量與常用計算公式透射系數(shù)：τ＝Eτ/E0隔聲量：R＝10lg1/τ（dB）隔聲量頻率特性：隔聲量與入射聲頻率的關(guān)系。平均隔聲量：各頻帶隔聲量的算數(shù)平均值。隔聲量定律：（m為隔聲材料的面密度）當聲波垂直入射時：R0=20lgm＋20lgf－43(dB)當聲波無規(guī)入射時：R=20lgm＋20lgf－48(dB)雙層墻共振頻率：f0＝600/√L×√1/m1-1/m0（Hz）雙層墻的附加隔聲量：R`=20lg(m1＋m2)＋20lgf－48（dB）R=R`+ΔR常用隔聲構(gòu)件及隔聲量隔聲門：35—40（dB）隔聲窗隔聲聲閘：N=10lg1/

s〔cosφ/2πd2

+（1－α）/A〕N為附加隔聲量隔聲屏（聲障）：N=2δ/λ稱為夫累涅爾數(shù)δ＝a＋b－c作業(yè)1、某房間的長=50米，寬=40米，高=30米，吸聲系數(shù)=0.35，求