第七章 建筑聲環(huán)境

第七章建筑聲環(huán)境第1頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲環(huán)境控制的意義創(chuàng)造良好的滿足要求的聲環(huán)境保證居住者的健康提高勞動生產(chǎn)率保證工藝過程要求

錄音棚、演播室高保真音樂廳2第2頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲音是什么？在彈性媒質中傳播的機械波聲源：振動的固體、液體、氣體特性：波長

、頻率f、聲速c波長

3第3頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲音的傳播速度聲速與媒質的彈性、密度和溫度有關空氣中的聲速：理想氣體中

k絕熱指數(shù)，R氣體常數(shù)，T絕對溫度?？諝庵新曀偈菧囟鹊膯沃岛瘮?shù)。在建筑環(huán)境領域中變化范圍很小，近似：340m/s固液體中的聲速鋼5000m/s松木3320m/s水1450m/s軟木500m/s4第4頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲音的頻帶人耳可以聽見范圍為20~20000Hz人耳聽不見的范圍20Hz以下：次聲20000Hz以上：超聲

高頻聲低頻聲中頻聲31.25Hz頻率5第5頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲音的頻帶頻程：把聲頻范圍劃分成幾個頻段，稱作頻程或頻帶倍頻程：兩個頻率之比為2:1的頻程。一般用倍頻程劃分頻帶，中心頻率分別為：31.3(31.25)、63(62.5)、125、250、500、1000、2000、4000、8000Hz。6第6頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲音的度量聲功率W：聲源在單位時間內對外輻射的聲能，即在全部可聽范圍所輻射的功率，單位W。也可特指在某個有限頻率范圍所輻射的功率，亦稱頻帶聲功率。聲強I：單位時間內通過垂直于傳播方向上單位面積的平均聲功率，W/m2。聲壓p：聲波的壓強與媒質的靜壓之差，Pa媒質的密度7第7頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲源的擴散和疊加特性點聲源的聲功率和聲強：聲音球面擴散聲強可以直接疊加，故有:總聲壓是各聲壓的均方根:rW8第8頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聽覺范圍

可聞閾(聽閾)——人耳剛能感受的聲音，p0=2×10-5Pa，I0=1×10-12W/m2

痛閾——聞之人耳則痛，p=20Pa，I=1W/m29第9頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲音的度量分貝標度和聲級L，單位dB設立的必要性數(shù)據(jù)范圍太大，如2×10－5Pa~20Pa人的聽覺響應與聲強、聲壓呈對數(shù)關系聲強級聲壓級聲功率級可聞閾值1×10-12W10第10頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲源聲級疊加：非線性！兩個聲源疊加(I、P、W聲級同理)：

n個相同聲源L1疊加：兩個相同聲源疊加，聲級增加了10lg2=3dBL=3dB11第11頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月兩個不同聲源疊加，差別超過10~15dB，可以忽略。增加的聲級數(shù)聲源聲級差12第12頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲音的傳播規(guī)律遇到障礙物：反射、散射、衍射(繞射)A

E障礙物相對波長的尺度由大至小13第13頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲音的透射和吸收吸收透射吸收透射14第14頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲音的傳播和衰減對于點聲源相對參考值1115第15頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲音在室內的增長和衰減室內吸聲量越大，衰減越快房間容積越大，衰減越慢聲能密度D(t)，J/m216第16頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月rrLpLpLWLWS0為聲源面積，f為頻率，I～IV是聲源的4種位置指向性因數(shù)QAB室內的聲壓級室內某點聲壓級Q－指向性因數(shù)，取決與聲源與接收點的相對關系R－房間常數(shù)S－房間總表面積

a－平均吸聲系數(shù)17第17頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月人體對聲音的反應原理什么是噪聲？人們不愿意聽到的任何聲音空氣聲：經(jīng)空氣和圍護結構傳播固體聲：振動噪聲18第18頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月音樂聲與普通聲響的區(qū)別音樂為非連續(xù)頻譜，只含有基頻和諧頻，而諧頻是基頻的整倍數(shù)。普通聲響頻譜一般為連續(xù)頻譜，無上述特征。19第19頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月不同噪聲源的頻譜圖20第20頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月人耳的聽覺特征

特征：對高頻聲比對低頻聲敏感響度級：用1000Hz純音的聲壓級代表其等響曲線的響度級，單位Phon等響曲線聽閾痛閾21第21頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月掩蔽效應一種聲音存在提高了另一種聲音的可聞閾頻率相近則掩蔽作用顯著對高頻掩蔽作用比對低頻掩蔽作用大有利有弊

弊：聽不清要聽的內容，降低工作效率利：避免一些噪聲的干擾，提高工作效率掩蔽音的聲壓級被掩蔽音的聲壓級dB22第22頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月掩蔽效應適合的掩蔽背景聲的特點無表達含義響度不大連續(xù)無方位感掩蔽背景聲低響度的空調通風系統(tǒng)噪聲往往是很好的掩蔽背景聲輕微的音樂聲隱約的語言聲23第23頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月打電話聲打電話聲干擾大干擾不大談話聲電話鈴聲空調聲周圍同事工作的聲音辦公設備聲統(tǒng)計率(%)日本辦公樓噪聲干擾感覺的調查24第24頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲音的測量：A聲級聲級計為模擬人耳聽覺而進行濾波，分別模擬人耳對40方、70方和100方純音的反應而得到A、B、C三種計權方式。用A計權方式測得的噪聲級稱作A聲級，是一個綜合疊加得到的單一的數(shù)值。由于通常環(huán)境噪聲響度多在40方上下，故A聲級能夠較好地反映人對噪聲的主觀反應。25第25頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月聲音的測量：A聲級26第26頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月噪聲評價曲線：NR

(NoiseRating)單值A聲級不能反映噪聲的頻譜特性。NR曲線：中國、歐洲常用，ISO推薦考慮了低頻噪聲難消除的因素

LA=NR+5dB27第27頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月噪聲評價曲線：NCNC曲線(NoiseCriterionCurves)，Beranek于1957年提出，1968年開始實施。ISO推薦，英、美、日常用。對低頻的要求比NR曲線苛刻LA=NC+10dBNC＝NR－528第28頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月噪聲評價曲線：PNCPNC(PreferredNoiseCurves)是對NC曲線進行的修正對低頻部分更進一步進行了降低PNC=3.5+NC29第29頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月我國的室內噪聲標準房間類型 NR(dB) A聲級dB(A)臥室、書房、病房 35~45 40~50起居室 40~45 40~50語言教室 35 40一般教室 45 50門診室 50~55 55~60手術室 40~45 40~50賓館客房 30~45 35~50會議室 30 35學術報告廳、閱覽室 25 30室內樂、演唱廳 20 25辦公室 35 40宴會廳 35 4030第30頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月噪聲控制措施降低噪聲源噪聲噪聲源的控制、減振傳播途徑降低噪聲吸聲、隔聲、消聲、隔振掩蔽主動加入掩蔽噪聲31第31頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月吸聲材料和吸聲結構多孔吸聲材料微孔很多且相互連通，吸收多，反射少，效果好，如纖維板、毛氈、礦棉微孔靠得很近卻不相通，效果不好，如泡沫樹脂、多孔橡膠共振吸聲結構 薄膜、薄板共振吸聲結構空腔、穿孔板共振吸聲結構空間吸聲體32第32頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月吸聲材料吸聲原理聲波導致空氣在吸聲材料中行進、反射、折射過程中產(chǎn)生摩擦而損耗聲能，轉變?yōu)闊崮芪暡牧弦踩菀淄嘎?3第33頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月吸聲系數(shù)a：吸收聲占入射聲的比例34第34頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月共振消聲原理共振結構在聲波激發(fā)下振動，振動的結構由于本身的內摩擦和與空氣間的摩擦把部分振動能量轉變?yōu)闊崮芏鴵p耗。因此振動的結構消耗聲能，產(chǎn)生吸聲效果。適應頻帶：中、低頻共振會放大聲音嗎？共振

共鳴！共鳴：機械能激發(fā)物體振動向空氣輻射聲能共振：空氣中傳播的聲能激發(fā)物體機械振動35第35頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月薄膜薄板共振吸聲結構不透氣薄膜薄板與板壁間有一空氣夾層，薄膜、薄板振動消耗聲能。36第36頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月空腔共振器空腔孔頸空氣柱由于共振而激烈運動，消耗能量，腔內空氣起彈簧緩沖作用37第37頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月穿孔板共振器穿孔板與墻間空腔形成共振腔38第38頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月空間吸聲體消聲材料當房間表面不足作吸聲表面時使用。39第39頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月隔聲40第40頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣層對隔聲效果的影響空氣層厚度有一個最佳值41第41頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月設備隔聲隔聲罩的作用沒有隔音措施用板材圍合密封用25mm厚玻璃纖維隔音板材罩內襯25mm厚的玻璃纖維風機馬達42第42頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月小孔對隔聲作用的影響孔徑相對波長越大，衍射作用越強=11.7cm=3.4m43第43頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月氣流噪聲控制：消聲器消聲器種類阻性消聲器：利用吸聲材料，中、高頻有效抗性消聲器：中、低頻有效擴張型共振型

復合型消聲器：多種形式組合，寬頻帶消聲44第44頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月阻性消聲：管道內加吸聲材料45第45頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月阻性管道消聲器46第46頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月抗性管道消聲器(擴張型)對低中頻噪聲控制有效頻率Hz消聲量47第47頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月頻率Hz消聲量48第48頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月掩蔽

SoundMask用途1：大型敞開式辦公室，減少相互干擾。“聲音香料”?？衫眠m當?shù)目照{系統(tǒng)的背景噪聲。49第49頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月用途2：減少降低外部傳入噪聲的代價50第50頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月振動與隔振原理振動的危害使人煩惱，妨礙工作產(chǎn)生噪聲損壞建筑物和設備振動傳遞比T：輸出的動力占振源輸入動力的百分比

f為振源頻率，f0為減振結構固有頻率51第51頁，課件共53