声学计算公式大全.docx

1、声学计算公式大全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。透射系数：反射系数：吸声系数：声压和声强有密切的关系，在自由声场中，测得声压和已知测点到声源的距离， 就可计算出该测点之声强和声源的声功率。声压级 Lp取参考声压为 Po=2*10-5N/m2 为基准声压，任一声压 P 的 Lp 为：听觉下限： p=2*10-5N/m2 能量提高 100 倍的 P=2*10-3N/m2 听觉上限： P=20N/m21、声压级 Lp为 0dB为 20dB为 120dB取参考声压为 Po=2*10-5N/m2 为基准声压，任一声压

2、P 的 Lp 为：听觉下限： p=2*10-5N/m2 能量提高 100 倍的 P=2*10-3N/m2 听觉上限： P=20N/m22、声功率级 Lw取 Wo 为 10-12W,基准声功率级为 0dB为 20dB为 120dB任一声功率 W 的声功率级 Lw 为：3、声强级：3、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：声压级为：声压级的叠加两个数值相等的声压级叠加后，总声压级只比原来增加 3dB，而不是增加

3、一倍。 这个结论对于声强级和声功率级同样适用。此外，两个声压级分别为不同的值时，其总的声压级为 两个声强级获声功率级的叠加公式与上式相同在建筑声学中，频带划分的方式通常不是在线性标度的频率轴上等距离的划分 频带，而是以各频率的频程数 n 都相等来划分。声波在室内的反射与几何声学3.2.1 反射界面的平均吸声系数（1）吸声系数：用以表征材料和结构吸声能力的基本参量通常采用吸声系数， 以 表示，定义式：混响室界面全反射，声能在声音停止后，无限时间存 在。普通厅堂房间 等界面部分反射，声能在声音停止后，经过多次 反射吸收，能量逐渐下降。消声室界面全吸收，声能在声音停止后，完全没有任 何反射吸收，在接

4、触界面后，声能立即消失。材料和结构的吸声特性和声波入射角度有关。声波垂直入射到材料和结构表面的吸声系数，成为“垂直入射（正入射）吸声系数”。这种入射条件可在驻波管中实现。其吸声系数的大小可通过驻波管法来测定。当声波斜向入射时，入射角度为 ，这是的吸声系数称为斜入射吸声系数， 。建筑声环境中，出现垂直入射和斜入射的情况较少，而普遍情况是声波从各个 方向同时入射到材料和结构表面，如果入射声波在半空间中均匀分布，则称这种入射情况为“无规则入射”或“扩散入射”。这时材料和结构的吸声系数称为“无规则吸声系数”获“扩散吸声系数”，这种入射条件是一种理想的假设条件 ，在混响室内可以较好的接 近这种条件，通常

5、也是在混响室内测定“扩散吸声系数”某一种材料和结构对于不同频率的声波有不同的吸声系数。工程上通常采用 125，250，500，1000，2000，4000 Hz 六个频率的吸声系数来表示某一种材料 和结构的吸声频率特性 。有时也把 250，500，1000，2000Hz 四个频率吸声系 数的算术平均值（取为 0.05 的整数倍）称为“降噪系数”（NRC），用在吸声降 噪时粗略的比较和选择吸声材料。2）吸声量：用以表征某个具体吸声构件的实际吸声效果的量，它和构件的尺寸 大小有关，对于建筑空间的围蔽结构，吸声量 A 是：如一个房间由 n 面墙（包括顶棚和地面）：对于在声场中的人（如观众）和物（如座

6、椅）、或空间吸声体，其面积很难确 定，表征它们的吸声特性，有时不用吸声系数，而直接用单个人或物的吸声量。 当房间中有若干个人或物时，他（它）们的吸声量是用数量乘个体吸声量，然 后再把结构纳入房间总的吸声量中。房间的平均吸声系数：房间的总吸声量和房间界面面积的比值：混响时间 Reverberation Time（ RT ）混响和混响时间是室内声学中最为重要和最基本的概念。混响，是指声源停止发声后，在声场中还存在着来自各个界面的迟到的反射声 形成的声音的“残留”现象。这种残留现象的长短以混响时间来表示 。3.3.1 什么是混响时间？衰减过程即为混响时间，室内总吸声量越大，衰减越快，室容积越大，衰减

7、越 慢。室内声场达到稳态后，声源突然停止发声，室内声压级将按线性规律衰减。衰 减 60dB 所经历的时间叫混响时间 T60，单位 S。实际的混响衰减曲线。由于衰减量程及本底噪声的干扰，造成很难在 60dB 内都有良好的衰减 曲线，因此有时取 T30 或 T20 代替 T60。3.3.2赛宾(Sabine)公式赛宾是美国物理学家，他发现混响时间近似与房间体积成正比，与房间总吸声 量成反比，并提出了混响时间经验计算公式赛宾公式。3.3.3 伊林（Eyring)公式在室内总吸声量较小（吸声系数小于 0.2)、混响时间较长的情况下，有赛宾的混响时间计算公式求出的数值与实际测量值相当一致，而在室内总吸声

8、量较大、混响时间较短的情况下，计算值与实测值不符。在室内表面的平均吸声系数较大（大于 0.2)时，只能用伊林公式计算室内 的混响时间。利用伊林公式计算混响时间时，在吸声量的计算上也应考虑两部分（1）室内表面的吸声量（2）观众厅内观众和座椅的吸声量（有两种计算方法：一种是观众或座椅的个数乘其单个吸声量；二种是按观众 或座椅所占的面积乘以单位面积的相应吸声量。3.3.3 伊林（Eyring)公式（伊林-努特生公式）赛宾公式和伊林公式只考虑了室内表面的吸收作用，对于频率较高的声音（一 般为 2000Hz 以上），当房间较大时，在传播过程中，空气也将产生很大的吸收。 这种吸收主要决定于空气的相对湿度，

9、其次是温度的影响。在计算混响时间时， 考虑空气的吸收：4m:空气吸收系数，空气吸收=4mV 当频率取=2KHz 时，一般地，4m 与湿度温度有关，通常取相对湿度 60%,温度 20时,其值见下表：计算 RT 时，一般取 125、250、500、1K、2K、4K 六个倍频程中心频率，求出 各个频带的混响时间空气吸收系数 4M 值 （室内温度 20 度）频率（Hz)室内相对湿度30%40%50%60%2000400063000.0120.0380.0840.0100.0290.0620.0100.0240.0500.0090.0220.0433.3.4 混响时间计算的不确定性室内条件与原公式假设条

10、件（一、声场是一个完整的空间；二、声场是完全扩散 的）并不完全一致。1）室内吸声分布不均匀 ；2）室内形状，高宽比例过大 ，造成声场分布不均匀，扩散不完全计算用材料的吸声系数与实际情况有误差，一般误差在 10%15%计算 RT 的意义：1）“控制性”地指导材料的选择与布置。2）预测建筑厅堂室内的声学效果3）分析现有的音质问题3.4 室内声压级计算及混响半径（一）当室内声源声功率一定时，稳态时，在室内距离为 r 的某点声压级可以 计算，室内稳态声压级的计算公式为：公式前提：1）点声源2）连续发声3）声场分布均匀Q-是指向因数，其取值见下表：（二）混响半径：根据室内稳态声压级的计算公式，室内的声能

11、密度有两部分组成：第一部分是直达声，相当于次及以后的反射声），即在离声源较近处在离声源较远处 混响半径表述的部分；第二部分是扩散声（包括第一表述的部分。直达声大于扩散声在直达声的声能密度与扩散声的声能密度相等处，距声源的距离称为 “混响半径”，或“临界半径吸声量或吸声系数的测量：1、混响室法其中：V -混响室体积 ； S- 材料表面积； n -吸声体个数； T1 -空 室混响室混响时间； T2-放入材料后混响时间。2、驻波管法：利用在管中平面波入射波和反射波形成极大声压 Pmax 和极小声压 Pmin 推 导出 03、 T 和 0 的值有一定差别， T 是无规入射时的吸声系数， 0 是正 入射

12、时的吸声系数。 工程上主要使用 T对于穿孔板吸声结构，板后空气层可划分为许多小空腔，每一个开孔与背后一个小空腔对应，是许多并联的亥姆霍兹共振器。 率的公式计算穿孔板吸声结构共振频在设计时，根据主要吸收频率，确定共振频率。在共振频率附近有最大的 吸声系数，离之越远，吸声愈小。建筑中的吸声降噪1、吸声降噪的原理：工厂车间或大型厅堂内，若内表面为清水砖墙、抹灰墙面，地面为水泥或水磨石地面，在房间内部，人听到的不只是由声源发出的直达 声，还会听到大量经各个界面多次反射形成的混响声。在直达声与混响声的共同作用下，当离开声源的距离大于混响半径 时，接收点上的声压级要比室外同一距离处高出 1015dB。如在

13、室内顶棚或墙面上布置吸声材料或吸声结构，可使混响声减弱，这时，人们主要听到的是直达声，那种被噪声“包围”的感觉将明显减弱。这种利用吸声原理降低噪声的方法称为“吸声降噪”。Q-是指向因数，其取值见右表：二）混响半径：1.根据室内稳态声压级的计算公式，室内的声能密度有两部分组成：第一部分是直达声，相当于表述的部分；第二部分是扩散声（包括第一次及以后的反射声），即表述的部分。在离声源较近处 -直达声大于扩散声在离声源较远处 -扩散声大于直达声 2、吸声降噪量的计算距声源 r 米处的声压级与直达声和混响声的关系是如下式：如进行吸声处理，则处理前后该点的声级差（或称降噪量）为进行吸声处理的降噪量：3、吸声降噪的设计步骤目前，国内外采用“吸声降噪”方法进行噪声控制已非常普遍，一般效 果约为 610dB。最大声压级计算式=灵敏度+10LOG 音响功率音响中轴线某处的声压级=音响的最大声压级20LOG 该店到音响的距离