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1、建筑聲學基本知識1 建筑聲學基礎(chǔ)知識 聲音本質(zhì) 機械波 縱波傳播聲音的媒質(zhì)中的每點都在以點原無聲波情況下所在位置為中點做來回振動。從圓管內(nèi)活塞模擬聲波可以看出：聲波是縱波，振動的方向與聲音 傳播方向在同一直線上。媒質(zhì)質(zhì)點的來回振動造成了媒質(zhì)的疏密分布。彈性媒質(zhì)是聲音傳播不可缺的條件。 建筑聲學基本知識2 建筑聲學基礎(chǔ)知識 聲音三要素 大小聲音攜帶的能量，稱為聲能。一般聲能較小。想象一下，如果有一個能容400萬人的禮堂中，里面人同時大聲發(fā)聲是一個什么樣子的場景！但其所等價的能量只能維持一盞40瓦的燈泡發(fā)光！由此，我們也可以得出這樣的結(jié)論：人對聲音的感覺是很敏銳的，或者說，聲音是一種能顯著引起人的

2、感官的物質(zhì)。高低人耳能聽到的聲音范圍是20 HZ -20000HZ。在建筑聲學中，一般把125 HZ250 HZ以下的頻率稱為低頻，把2000 HZ40000 HZ以上的頻率稱為 高頻。而中間的那一段，則為中頻。20HZ以下的聲波，稱為次聲波。20000HZ以上的，稱為超聲波。 音色人耳通常聽到的聲音是一系列一定寬度頻率帶的波范圍。人耳能聽到的聲音范圍是20 HZ -20000HZ。 建筑聲學基本知識3 建筑聲學基礎(chǔ)知識 級的概念 為什么要使用級的概念？我們知道：人耳可聽聲的范圍從聲壓2*105到2*102pa，相差7個數(shù)量級，跨度范圍相當大。再者，人的聽聞與聲的數(shù)量不成比例，而是與之的對數(shù)成

3、比例。因而，為了研究聲音，科學家們采用了級的概念。簡單來說：級是采用一種對數(shù)標度，他能使描述聲音的物理特性更為方便，也更真實。 建筑聲學基本知識4 建筑聲學基礎(chǔ)知識 級的概念 聲功率與聲功率級：聲功率就是表征聲音攜帶能量多少的物理量。數(shù)量上聲功率等于單位時間內(nèi)聲音攜帶聲能的多少。聲功率級則是一個對數(shù)標度。數(shù)量上為聲功率與國際規(guī)定的標準聲功率w。之比的以10為底對數(shù)的10倍。計算式為：Lw = 10lgW/W。 （W。=1*10 - 12） 建筑聲學基本知識5 建筑聲學基礎(chǔ)知識 級的概念 聲強與聲強級：在垂直聲音的傳播方向的單位面積上單位時間內(nèi)通過聲功率的多少，稱為聲強。即聲功率的面密度。與聲功

4、率級相應(yīng)，聲強級則為聲強與標準聲強之比的以10為底的對數(shù)的10倍，計算式為：Li = 10lgI/I。 （I。=1*10 - 12） 建筑聲學基本知識6 建筑聲學基礎(chǔ)知識 級的概念 聲壓與聲壓級：聲音在傳播途中，由于媒質(zhì)質(zhì)點的振動使媒質(zhì)質(zhì)點的周圍氣壓要高于大氣壓強的值，這一高出的壓強值就為聲壓值（瞬時聲壓）。與聲強和聲功率級不同的是的，聲壓級是聲壓與標準聲壓之比的以10為底的對數(shù)20倍。計算式為：Lp = 20lgP/P。 （P。=2*10 - 5） 建筑聲學基本知識7 建筑聲學基礎(chǔ)知識 室內(nèi)聲現(xiàn)象 聲反射聲吸收聲隔絕 建筑聲學基本知識8 建筑聲學基礎(chǔ)知識 聲反射實例天壇三音石回聲壁圜丘 建筑

5、聲學基本知識9 建筑聲學基礎(chǔ)知識 聲反射/Sound reflection 概念：聲波前進過程中遇到尺寸大于波長的界面，發(fā)生反射 建筑聲學基本知識10 建筑聲學基礎(chǔ)知識 聲反射/Sound reflection 鏡像反射 條件：聲波前進過程中遇到光滑表面符合反射定律入射聲線、反射聲線和界面法線在同一平面內(nèi)反射聲能與界面的吸聲系數(shù)有關(guān) 擴散反射 條件：聲波前進過程中遇到凸形界面，最小凸出處需要達到聲波波長的1/7 聲波被分解成許多較小的反射聲波，傳播立體角擴大完全擴散將入射聲線均勻地向四面擴散，反射方向完全與入射方向無關(guān) 不完全擴散同時具有鏡像反射和擴散反射注：室內(nèi)聲學中大多數(shù)情況都是部分擴散反

6、射（粗糙的墻面、觀眾區(qū)等）適當?shù)臄U散反射可以促使聲音均勻分布，并可防止一些聲學缺陷的出現(xiàn)（聲聚焦等） 建筑聲學基本知識11 建筑聲學基礎(chǔ)知識 吸聲 /Sound Absorption當聲音到達物體表面，除了反射部分外，還有一部分被物體吸收。聲音的吸收其實是一個能量轉(zhuǎn)化的過程。大部分的聲吸收是聲能轉(zhuǎn)化為熱能。 建筑聲學基本知識12 建筑聲學基礎(chǔ)知識 吸聲 /Sound Absorption吸聲吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)在音質(zhì)設(shè)計中的主要用途：控制混響時間消除回聲、顫動回聲、聲聚焦等音質(zhì)缺陷在噪聲控制中的主要作用：室內(nèi)吸聲降噪通風空調(diào)系統(tǒng)和動力設(shè)備排氣管中的管道消聲 建筑聲學基本知識13 建筑聲學基礎(chǔ)知識

7、 吸聲 /Sound Absorption材料和結(jié)構(gòu)的吸聲能力吸聲系數(shù)，即被吸收的和透過的聲能與入射聲能之比 式中：吸聲系數(shù)； E透射聲能； E吸收聲能； Er 反射聲能； E0 入射聲能。 0E EE 建筑聲學基本知識14 建筑聲學基礎(chǔ)知識 吸聲/Sound Absorption吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu)的分類多孔吸聲材料 構(gòu)造特點：大量內(nèi)外連通的孔隙和氣泡，聲波入射時引起孔隙中空氣振動 吸聲原理：聲能轉(zhuǎn)化為熱能 吸聲頻率特性：中高頻吸聲系數(shù)較大，低頻較小 材料實例：超細玻璃棉、巖棉、珍珠巖 影響因素：空氣流阻、孔隙率、厚度、表觀密度、背后條件、面層、濕度和溫度共振型吸聲結(jié)構(gòu) 構(gòu)造特點：穿孔薄板、薄

8、膜或薄板等與結(jié)構(gòu)層之間形成適當距離的空氣層 吸聲原理：入聲聲波頻率與系統(tǒng)固有頻率相同而發(fā)生共振 吸聲頻率特性：共振頻率附近吸聲系數(shù)大 材料實例：穿孔石膏板、膠合板、塑料薄膜 影響因素：空氣流阻、孔隙率、厚度、表觀密度、背后條件、面層、濕度和溫度復合吸聲結(jié)構(gòu) 兼具多孔吸聲結(jié)構(gòu)與共振型吸聲結(jié)構(gòu)的特點，如礦棉板吊頂結(jié)構(gòu) 建筑聲學基本知識15 建筑聲學基礎(chǔ)知識 室內(nèi)聲場在室內(nèi)放置一個持續(xù)發(fā)聲的穩(wěn)定聲源，經(jīng)過一定時間的直達聲和來自各個界面的反射聲（混響）聲的共同作用，室內(nèi)聲場會達到一個穩(wěn)態(tài)。此時，如果聲源停止發(fā)生，則室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級離 開開始衰減。 建筑聲學基本知識16 建筑聲學基礎(chǔ)知識 混響時間/Rev

9、erberation Time 概念：當室內(nèi)聲場達到穩(wěn)態(tài)后，令聲源停止發(fā)聲，自此刻起聲壓級衰變60dB所經(jīng)歷的時間賽賓公式： 式中：V房間容積； S室內(nèi)總表面積； 室內(nèi)平均吸聲系數(shù)。伊林公式：S VT 161.0 60 )1ln(161.060 S VT式中：4m空氣衰減系數(shù) 建筑聲學基本知識17 建筑聲學基礎(chǔ)知識 室內(nèi)某點的聲壓級SPLLp=Lw+10lg（1/4r2+Q/R）R為房間常數(shù)R=S/（1-）公式表示了直達聲與混響聲一起作用的聲壓級。我們可以隨著距離的變化，反射聲與直達聲的作用效果是不同的。我們反射聲與直達聲相當?shù)狞c距聲源的距離稱為混響半徑，我們可以得到，混響半徑為：。所以，在混

10、響半徑之外，就是混響聲為主，而在小于混響半徑的球體空間內(nèi)，則是以直達聲為主。 建筑聲學基本知識18 建筑聲學基礎(chǔ)知識 隔聲/Sound Isolation 式中：構(gòu)件透射系數(shù)隔聲構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式：單層勻質(zhì)密實墻、雙層勻質(zhì)密實墻、輕質(zhì)墻、門窗、組合墻隔聲特性：質(zhì)量定律、吻合效應(yīng) 固體聲隔絕噪聲產(chǎn)生：振動物體直接撞擊結(jié)構(gòu)物噪聲傳播途徑：物體直接撞擊、受撞擊而振動的結(jié)構(gòu)與其它建筑構(gòu)件連接而傳播隔絕途徑：減弱振動源的振動、阻隔振動傳播、阻隔振動結(jié)構(gòu)向空間輻射聲能實例：樓板下做隔聲吊頂 隔聲噪聲控制的重要手段空氣聲隔絕隔聲量R 1lg10R 1lg10R 建筑聲學基本知識19 建筑聲學基礎(chǔ)知識 聲學漫畫聲源、噪聲1lg10R 建筑聲學基本知識20 建筑聲學基礎(chǔ)知識 聲學漫畫音質(zhì)1lg10R 建筑聲學基本知識21 建筑聲學基礎(chǔ)知識 聲學漫畫吸聲與隔聲1lg10R