聲波傳輸基本現(xiàn)象

聲波傳輸基本現(xiàn)象第1頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(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(kuò)散聲衍射第2頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月聲波的疊加及干涉

聲波的疊加聲波的干涉駐波第3頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月聲波的反射、折射和吸收聲波的反射及應(yīng)用聲波的折射聲波的吸收吸音系數(shù)（見第四節(jié)）第4頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)室內(nèi)聲場(chǎng)一、室內(nèi)聲場(chǎng)的基本特征室內(nèi)聲場(chǎng)的組成簡(jiǎn)正方式和簡(jiǎn)正頻率室內(nèi)聲場(chǎng)的基本特征第5頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月簡(jiǎn)正方式和簡(jiǎn)正頻率駐波條件：L=n*λ/2

式中：（n＝1，2，3，……），λ相應(yīng)波長(zhǎng)按駐波條件形成的每一個(gè)駐波稱為房間的一個(gè)簡(jiǎn)正方式，其相應(yīng)的頻率為簡(jiǎn)正頻率。簡(jiǎn)正頻率相同而簡(jiǎn)正方式不同的現(xiàn)象，稱之為簡(jiǎn)正頻率的“簡(jiǎn)并”。第6頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月二、混響和混響時(shí)間室內(nèi)聲場(chǎng)的建立穩(wěn)定和衰減混響時(shí)間的計(jì)算1）混響時(shí)間的定義2）賽賓(W.C.Sabine)公式3）艾潤(rùn)(C.F.Eyring)公式4）其它混響公式混響時(shí)間的頻率特性第7頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月脈沖聲的時(shí)間序列第一反射聲直達(dá)聲前期反射聲混響聲第8頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月混響和混響時(shí)間混響時(shí)間的定義：通常，我們定義Lp衰減60(dB)的時(shí)間為混響時(shí)間。記為T60。T60＝（Tb-Ta）×60/（Lpa-Lpb）0－60abt（s）T60第9頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月賽賓公式T=KV/A或T60＝0.161V/Sα第10頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月艾潤(rùn)公式0.161V－S㏑（1－α）T60＝第11頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月房間常數(shù)第12頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月混響半徑(臨界距離)第13頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月聲源指向因子Q：自由聲場(chǎng)中，聲源在某方向上某點(diǎn)產(chǎn)生的聲強(qiáng)Id與相同功率無指向性聲源在該方向該點(diǎn)產(chǎn)生的聲強(qiáng)Ido的比值第14頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月房間的傳輸響應(yīng)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：第15頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2、混響室房間的自然混響來自：一是反射波延時(shí)疊加的空間回響效果；二是兩面相互平行的墻面之間形成大量的駐波共振。混響時(shí)間的調(diào)節(jié)：高、中頻使用面積可改變的吸聲簾幕，低頻使用可移動(dòng)的吸聲體。（音箱內(nèi)）第16頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月混響時(shí)間的頻率特性混響時(shí)間的頻率特性是指：房間的混響時(shí)間隨聲信號(hào)的頻率變化而變化的特性（T60頻譜）第17頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月室內(nèi)聲場(chǎng)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(diǎn)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(duì)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(shí)間，這種聲的殘響現(xiàn)象通常稱之為混響。由于室形狀的復(fù)雜性，聲波在室內(nèi)傳播時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生回聲、聚焦、蛙鳴以及聲染色等特異聲現(xiàn)象。第18頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月矩形房間的駐波狀態(tài)第19頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月三、室內(nèi)聲場(chǎng)分布房間常數(shù)混響半徑聲源指向因子室內(nèi)聲場(chǎng)分布的計(jì)算第20頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)室內(nèi)音質(zhì)評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)與改善室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)的基本要求主要評(píng)價(jià)量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)噪聲水平最佳混響時(shí)間混響時(shí)間的頻率特性混響感前期反射聲的時(shí)間序列與方向序列聲場(chǎng)擴(kuò)散特性第21頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月一、室內(nèi)音質(zhì)評(píng)價(jià)室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)的基本要求無噪聲干擾語言用房，應(yīng)追求聲音的清晰音樂用房，要求聲音圓潤(rùn)、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(chǎng)感整個(gè)聲場(chǎng)應(yīng)充分?jǐn)U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第22頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月室內(nèi)噪聲水平“噪聲評(píng)價(jià)指數(shù)”（N曲線）“N25線”、“N90線”Lp=a+bNA聲級(jí)〔dB（A）〕N曲線用于噪聲頻譜比較特殊的場(chǎng)合，突出了噪聲的煩惱度；A聲級(jí)〔dB（A）〕計(jì)量較為方便，多用于一般噪聲。第23頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月最佳混響時(shí)間結(jié)論：混響時(shí)間是影響室內(nèi)音質(zhì)的最基本要素，也是最基本評(píng)價(jià)量。音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)術(shù)語：“清晰”、“平衡”、“豐滿”、“力度”、“圓潤(rùn)”、“明亮”、“柔和”、“臨場(chǎng)感”等都與混響時(shí)間相關(guān)。最佳混響時(shí)間：對(duì)于不同用途的聲室，不同的音質(zhì)設(shè)計(jì)，應(yīng)有不同容積的室空間，在此容積下，有某一段混響時(shí)間范圍，其間聲效果最好。最佳混響時(shí)間通常取500Hz—1000Hz作為標(biāo)準(zhǔn)。第24頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月最佳混響時(shí)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(shí)間，因?yàn)椋憾袒祉懙墓?jié)目可以通過電聲手段任意加進(jìn)人工混響，以模擬各種聲現(xiàn)場(chǎng)的情景，而如果節(jié)目已據(jù)有長(zhǎng)時(shí)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(chǎng)拾音距離較大，如混響時(shí)間長(zhǎng)，就會(huì)影響講話者的親切感和實(shí)在感。第25頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月混響感混響感是人對(duì)混響程度的主觀感受。聽覺比＝混響聲聲能密度（es）/直達(dá)聲聲能密度（ed）“混響感”比“最佳混響時(shí)間”更能反映聽音者的聽音音質(zhì)。第26頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月前期反射聲的時(shí)間序列與方向序列前期反射聲的時(shí)間序列前期反射聲的方向序列第27頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月聲場(chǎng)擴(kuò)散特性聲波室內(nèi)傳播是靠界面反射進(jìn)行的。如果這種傳播完全處于無規(guī)狀態(tài)，從統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)來說可以認(rèn)為聲波通過室內(nèi)任何位置的幾率是相同的，通過的方向幾率也是相同的，各反射聲相遇時(shí)的位相也是無規(guī)的，由此造成的室內(nèi)聲場(chǎng)平均能量密度分布是均勻的，我們就將這種統(tǒng)計(jì)平均均勻的聲場(chǎng)稱為擴(kuò)散聲場(chǎng)。實(shí)際聲場(chǎng)擴(kuò)散特性的評(píng)價(jià)方法：實(shí)測(cè)混響時(shí)間，并計(jì)算與理論值的偏差；或者根據(jù)實(shí)測(cè)混響曲線的不規(guī)則度來評(píng)價(jià)實(shí)際聲場(chǎng)的擴(kuò)散特性。實(shí)測(cè)室內(nèi)聲壓級(jí)分布并與理想分布比較。測(cè)量實(shí)際聲場(chǎng)的指向擴(kuò)散度，并據(jù)此評(píng)價(jià)其擴(kuò)散特性。第28頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月聲場(chǎng)擴(kuò)散特性在“刺猬圖”中，每根“針”的長(zhǎng)度表示該方向傳來的聲能強(qiáng)度。設(shè)各空間角測(cè)次樣本總數(shù)為N，則針長(zhǎng)平均值第29頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月室內(nèi)音質(zhì)的改善常見聲缺陷及其對(duì)音質(zhì)的影響室內(nèi)音質(zhì)改善的建筑聲學(xué)方法第30頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月常見聲缺陷及其對(duì)音質(zhì)的影響外界噪聲對(duì)室內(nèi)聲場(chǎng)的干擾通過門、窗、管道進(jìn)入；透過墻壁等傳入，二次聲源。建筑物構(gòu)建受機(jī)械撞擊，振動(dòng)沿隔離物傳播輻射干擾混響時(shí)間對(duì)音質(zhì)的影響混響時(shí)間過長(zhǎng)混響時(shí)間過短混響時(shí)間頻率特性畸變房間大小及線度比例對(duì)簡(jiǎn)正頻率分布的影響第31頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月室內(nèi)音質(zhì)改善的建筑聲學(xué)方法控制噪聲和振動(dòng)干擾，提高聲信噪比修正混響時(shí)間及其頻率特性，以符合設(shè)計(jì)要求改善房間形體、結(jié)構(gòu)，提高房間擴(kuò)散性能長(zhǎng)方體形房間長(zhǎng)、寬、高比例盡量避免1:2、1:1等簡(jiǎn)單比例關(guān)系。房間容積應(yīng)足夠大，使間隔較大的簡(jiǎn)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(duì)長(zhǎng)寬高比例不當(dāng)?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(duì)稱為宜。合理設(shè)計(jì)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32頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)吸聲與隔聲材料的結(jié)構(gòu)與機(jī)理吸聲材料與吸聲機(jī)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(jì)算公式常用隔聲構(gòu)件及隔聲量第33頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月穿孔板吸聲結(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）第34頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月隔聲的基本參量與常用計(jì)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(dāng)聲波垂直入射時(shí)：R0=20lgm＋20lgf－43(dB)當(dāng)聲波無規(guī)入射時(shí)：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第35頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月常用隔聲構(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第36頁，課件共37頁，創(chuàng)作