02建筑声学基本知识_精品文档优质PPT.ppt
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“坎其击鼓，宛丘之下坎其击鼓，宛丘之下”-诗经诗经陈风陈风利用自然地形观看歌舞表演。
n“余音绕梁三日不绝余音绕梁三日不绝”-列子列子已经注意到混响的问题11/1/202244建筑声环境概述建筑声环境概述o15世纪天坛的回音壁-利用回声知识建造回音壁、三音石和圜丘。
n我国50年代初，中科院电子学研究所马大猷教授开创建筑声学系统；
58年人民大会堂万人大礼堂（10000座）声学设计成功；
n现代大都市电影院、剧场、音乐厅、歌厅、演播室。
11/1/202255建筑声学基本知识建筑声学基本知识建筑声环境之一11/1/20226o一、产生和传播的条件一、产生和传播的条件n声音是如何产生的？
结论：
声音是由物体振动产生的。
声音是如何传播的？
人耳听觉的产生n声源：
由于振动正在发声的物体宋代学者言：
“声者，形气相軋而成也”形振动的物体；
气空气媒介；
相軋相互作用。
n声音产生和传播的条件：
（）声源（）传播的媒介o二、波阵面、波长、声速二、波阵面、波长、声速n几何声学：
声线的观点研究在封闭的空气中传播；
n物理声学：
用波动的观点研究声学问题n声线：
自声源发出代表能量传播方向的曲线，声的波动限制不计第一节声音的产生和传播第一节声音的产生和传播建筑声学基本知识建筑声学基本知识11/1/202277n11、波波阵阵面面：
声波从声源发出，在某一介质内按同一方向传播，在某一时间到达空间各点所包络的面称为波阵面。
o球面波：
点声源发出的波，波阵面为同心球面的波，声线与波阵面垂直。
如人、乐器发出的声波。
o平面波：
波阵面为与传播方向垂直的平行平面，如多个线声源或多个点声源叠排。
o柱面波：
波阵面为同轴柱面，如单个线声源发出的声波。
n22、波长波长：
在传播途径上，两相邻同相位质点距离。
单位m（米）声波完成一次振动所走的距离。
f：
频率，每秒钟振动的次数，单位Hz（赫兹）T:
完成一次全振动所需的时间建筑声学基本知识建筑声学基本知识第一节声音的产生和传播第一节声音的产生和传播11/1/202288n3、声速声速C：
声波在某一介质中传播的速度。
单位m/s。
c是指声源振动状态传播的速度，与介质特性有关声波在空气中声速：
在0oC时，C钢=5000m/s,C水=1450m/s在15oC时，C空气=340m/s参数间存在如下关系：
c=f*或=c/fn人耳可听频率范围为20Hz20KHz（听觉范围）20KHz为超声其中，人耳感觉最重要的部分约在100Hz4000Hz,相应的波长约3.4m8.5cm。
建筑声学基本知识建筑声学基本知识第一节声音的产生和传播第一节声音的产生和传播11/1/202299o三三、声波的绕射、反射和散射、透射和吸收、声波的绕射、反射和散射、透射和吸收n1、声波的绕射：
由于媒质中的障碍物或其它不连续引起的波阵面畸变。
声波在传播过程中遇到障碍或孔洞时将发生绕射。
绕射的情况与声波的波长和障碍物（或孔）的尺寸有关。
建筑声学基本知识建筑声学基本知识第一节声音的产生和传播第一节声音的产生和传播11/1/2022101011/1/20221111n2、声波的反射当声波遇到一块尺寸比波长大得多的障碍时，声波将被反射。
类似于光在镜子上的反射。
反射的能量与反射面有关反射的规则：
1）入射线、反射线法线在同一侧。
2）入射线和反射线分别在法线两侧。
3）入射角等于反射角。
i=建筑声学基本知识建筑声学基本知识第一节声音的产生和传播第一节声音的产生和传播11/1/20221212n3、声波的散射当障碍物的尺寸与声波相当时，将不会形成定向反射，而以障碍物为一子波源，向不同方向发生不规则的反射、折射、绕射建筑声学基本知识建筑声学基本知识第一节声音的产生和传播第一节声音的产生和传播11/1/20221313n4、声波的透射与吸收o声波具有能量，简称声能。
o当声波碰到室内某一界面后（如天花、墙），一部分声能被反射，一部分被吸收（主要是转化成热能），一部分穿透到另一空间。
建筑声学基本知识建筑声学基本知识第一节声音的产生和传播第一节声音的产生和传播透射系数：
反射系数：
吸声系数：
应用：
不同材料，不同的构造对声音具有不同的性能。
在隔声中希望用透射系数小的材料防止噪声。
在音质设计中需要选择吸声材料，控制室内声场。
11/1/20221414o声波是能量的一种传播形式。
人们常谈到声音的大小或强弱，或一个声音比另一个声音响或不响，这就提出了声音强弱的计量。
o一、一、声功率、声强、声压声功率、声强、声压n1、声功率W：
单位时间内物体向外辐射的能量W。
（瓦W或微瓦W）声源声功率包括全部可听频率范围声功率是声源本身的一种重要属性。
相关声源的声功率：
人正常讲话：
50W100万人同时讲话50W,相当于一个灯泡。
训练有素的歌手：
500010000W。
汽车喇叭:
0.1W,喷气飞机:
10KW。
在厅堂设计中如何充分利用有限的声功率是很重要的问题。
建筑声学基本知识建筑声学基本知识第二节声音的计量第二节声音的计量11/1/20221515n2、声强：
单位时间内通过与声波传播方向垂直的单位面积波阵面上的声能的多少。
符号：
I单位：
w/m2可听声强范围10-12w/m21w/m2对于点声源有：
-距离平方反比定律距离平方反比定律n3、声压：
指在某一瞬时压强相对于无声波时的压强变化。
符号P单位N/m2（牛顿/米2）或Pa（帕斯卡）范围210-5N/m220N/m2n4、声强与声压的关系：
建筑声学基本知识建筑声学基本知识第二节声音的计量第二节声音的计量11/1/20221616o二、声压级、声功率级及其叠加二、声压级、声功率级及其叠加n“级级”（level）的概念？
的概念？
o“级级”：
声学中被研究的声学量与其同类基准值之比的常用对数叫“级”。
实际应用中，表示声音强弱的单位并不采用声压或声功率的绝对值，而采用相对单位级（类似于风级、地震级）。
单位分贝（dB）:
是贝尔的十分之一n为什么要采用为什么要采用“级级”的计量方法？
的计量方法？
o1）声压对人耳感觉的变化非常大，1000Hz的声音，听觉下限Po=210-5N/m2,上限P=20N/m2,相差106倍。
o2）人耳对声音强弱的变化的感受并不与声压成正比，而与声压的对数成正比，两个同样的声源放在一起，感觉并不是响一倍。
建筑声学基本知识建筑声学基本知识第二节声音的计量第二节声音的计量11/1/20221717n1、声压级、声压级（soundpressurelevel）：
Lp取参考声压为Po=210-5N/m2为基准声压，任一声压P的Lp为：
听觉下限：
p=210-5N/m20dB能量提高100倍的P=210-3N/m240dB听觉上限：
P=20N/m2120dBn2、声功率级、声功率级（soundpowerlevel）:
Lw取Wo为10-12W，任一声功率W的声功率级Lwn3、声强级、声强级（soundintensitylevel）LI建筑声学基本知识建筑声学基本知识第二节声音的计量第二节声音的计量11/1/20221818n3声压级的叠加声压级的叠加10dB+10dB=?
0dB+0dB=?
0dB+10dB=?
答案分别是：
13dB、3dB、10dB.几个声源同时作用时，某点的声能是各个声源贡献的能量的代数和。
因此其声压是各声源贡献的声压平方和的开根号。
即：
建筑声学基本知识建筑声学基本知识第二节声音的计量第二节声音的计量11/1/20221919o思考：
n1）两个相同声压级的声音加起来声压级是多少？
多个相同声压级的声音加起来声压级是多少？
n2）两个或多个不同的声压级的声音加起来声压级是多少？
（见例题）n3）70、81、81、84、87、90dB六个声音加起来声压级是多少？
o例题1两辆汽车声压级分别77dB和80dB，求总声压级o例题2车间总声压级92dB，停止运转一台设备，背景噪声为88dB，求该设备运转时的噪声级。
建筑声学基本知识建筑声学基本知识第二节声音的计量第二节声音的计量11/1/20222020o1、声音的频谱与声源的指向性nA、声音的频谱频谱表示某种声音频率成分及其声压级组成情况的图形，傅立叶理论及现代信号处理技术证明：
理论上任何振动的波形都可以分解为若干单频简谐振动的合成。
分立谱：
如弦振动产生的声音。
连续谱：
谈话、机器的噪声，大多的自然声。
频谱通常根据需要分成若干个频带，带宽（Band）可宽可窄。
最常用的有倍频带和1/3倍频带。
n倍频程：
f2=2f1通常将可闻频率范围内2020Hz分为十个倍频带，其中心频率按2倍增长，共十一个，为：
1631.5631252505001K2K4K8K16Kn1/3倍频程：
f2=21/3f1将倍频程再分成三个更窄的频带，使频率划分更加细化，其中心频率按倍频的1/3增长，为：
12.516202531.540506380100125160.建筑声学基本知识建筑声学基本知识第三节人的听觉感觉第三节人的听觉感觉11/1/20222121建筑声学基本知识建筑声学基本知识第三节人的主观听觉感觉第三节人的主观听觉感觉在进行声音计量和频谱表示时，往往使用中心频率作为频带的代表，声压级值使用整个频带声压级的叠加。
11/1/2022222211/1/20222323第三节人的主观听觉感觉第三节人的主观听觉感觉建筑声学基本知识建筑声学基本知识11/1/20222424nB、声源的指向性o声源发出的声音在各个方向上分布不均匀，具有指向性。
o声源尺寸比波长小得多时，可看作点声源，无指向性。
o声源尺寸比波长差不多或更大时，声源不再是点声源，出现指向性。
人们使用喇叭，目的是为了增加指向性。
建筑声学基本知识建筑声学基本知识第三节人的主观听觉感觉第三节人的主观听觉感觉11/1/20222525o2、人耳的主观听觉特性n人耳的结构：
外耳、中耳、内耳、骨传导n听觉范围：
最高最低频率可听极限一般地，青少年2020KHz,中年3015KHz,老年10010KHz。
n最小最大可听极限人耳有一定的适应性，常人上限为120dB,经常噪声暴露的人有可能达到135140dB。
下限频率与频率有关。
n最小可辩阈（差阈）一般情况1dB声压级的变化能够察觉：
3dB以上有明显感觉；
频率变化的察觉：
一般是3%，低频时3Hz。
建筑声学基本知识建筑声学基本知识第三节人的主观听觉感觉第三节人的主观听觉感觉11/1/20222626oA听觉定位听觉定位n人耳判断声源的远近比较差，但确定声源的方向比较准确。
水平方向1030可辩人耳判断
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