建筑聲學(xué)基本知識(shí)課件

1、建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 聲音本質(zhì)聲音本質(zhì) 機(jī)械波 縱波傳播聲音的媒質(zhì)中的每點(diǎn)都在以點(diǎn)原無(wú)聲波情況下所在位置為中點(diǎn)做來回振動(dòng)。從圓管內(nèi)活塞模擬聲波可以看出：聲波是縱波，振動(dòng)的方向與聲音傳播方向在同一直線上。媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的來回振動(dòng)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(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 聲音三要素聲音三要素 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(gè)能容400萬(wàn)人的禮堂中，里面人同時(shí)大聲發(fā)聲是一個(gè)什么樣子的場(chǎng)景！但其所等價(jià)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(duì)聲音的感覺是很

2、敏銳的，或者說，聲音是一種能顯著引起人的感官的物質(zhì)。高低人耳能聽到的聲音范圍是20 HZ -20000HZ。在建筑聲學(xué)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(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 級(jí)的概念級(jí)的概念 為什么要使用級(jí)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(gè)數(shù)量級(jí)，跨度范圍

3、相當(dāng)大。再者，人的聽聞與聲的數(shù)量不成比例，而是與之的對(duì)數(shù)成比例。因而，為了研究聲音，科學(xué)家們采用了級(jí)的概念。簡(jiǎn)單來說：級(jí)是采用一種對(duì)數(shù)標(biāo)度，他能使描述聲音的物理特性更為方便，也更真實(shí)。建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 級(jí)的概念級(jí)的概念 聲功率與聲功率級(jí)：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(shí)間內(nèi)聲音攜帶聲能的多少。聲功率級(jí)則是一個(gè)對(duì)數(shù)標(biāo)度。數(shù)量上為聲功率與國(guó)際規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)聲功率w。之比的以10為底對(duì)數(shù)的10倍。計(jì)算式為：Lw = 10lgW/W。 （W。=1*10 - 12）建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 級(jí)的概念級(jí)的概念 聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級(jí)：

4、在垂直聲音的傳播方向的單位面積上單位時(shí)間內(nèi)通過聲功率的多少，稱為聲強(qiáng)。即聲功率的面密度。與聲功率級(jí)相應(yīng)，聲強(qiáng)級(jí)則為聲強(qiáng)與標(biāo)準(zhǔn)聲強(qiáng)之比的以10為底的對(duì)數(shù)的10倍，計(jì)算式為：Li = 10lgI/I。 （I。=1*10 - 12） 建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 級(jí)的概念級(jí)的概念 聲壓與聲壓級(jí)：聲音在傳播途中，由于媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)使媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的周圍氣壓要高于大氣壓強(qiáng)的值，這一高出的壓強(qiáng)值就為聲壓值（瞬時(shí)聲壓）。與聲強(qiáng)和聲功率級(jí)不同的是的，聲壓級(jí)是聲壓與標(biāo)準(zhǔn)聲壓之比的以10為底的對(duì)數(shù)20倍。計(jì)算式為：Lp = 20lgP/P。 （P。=2*10 - 5）建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

5、建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 室內(nèi)聲現(xiàn)象室內(nèi)聲現(xiàn)象 聲反射聲吸收聲隔絕建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 聲反射實(shí)例天壇聲反射實(shí)例天壇三音石回聲壁圜丘建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 聲反射聲反射/Sound reflection 概念：聲波前進(jìn)過程中遇到尺寸大于波長(zhǎng)的界面，發(fā)生反射建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 聲反射聲反射/Sound reflection 鏡像反射 條件：聲波前進(jìn)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(kuò)散反射 條件：聲波前進(jìn)過程中遇到凸形界面，最小凸出處需要達(dá)到聲波波長(zhǎng)的1/

6、7 聲波被分解成許多較小的反射聲波，傳播立體角擴(kuò)大完全擴(kuò)散將入射聲線均勻地向四面擴(kuò)散，反射方向完全與入射方向無(wú)關(guān)不完全擴(kuò)散同時(shí)具有鏡像反射和擴(kuò)散反射注：室內(nèi)聲學(xué)中大多數(shù)情況都是部分?jǐn)U散反射（粗糙的墻面、觀眾區(qū)等）適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散反射可以促使聲音均勻分布，并可防止一些聲學(xué)缺陷的出現(xiàn)（聲聚焦等） 建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 吸聲吸聲 /Sound Absorption當(dāng)聲音到達(dá)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(shí)是一個(gè)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(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 吸聲吸聲 /Sound Absorptio

7、n吸聲吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)在音質(zhì)設(shè)計(jì)中的主要用途：控制混響時(shí)間消除回聲、顫動(dòng)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(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和動(dòng)力設(shè)備排氣管中的管道消聲 建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 吸聲吸聲 /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。 0EEE0EEE0EEE建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 吸聲吸聲/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(diǎn)：大量?jī)?nèi)外連通的孔隙

8、和氣泡，聲波入射時(shí)引起孔隙中空氣振動(dòng) 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(shí)例：超細(xì)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(diǎn)：穿孔薄板、薄膜或薄板等與結(jié)構(gòu)層之間形成適當(dāng)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(shí)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(fù)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(diǎn)，如礦棉板吊頂結(jié)構(gòu) 建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

9、建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 室內(nèi)聲場(chǎng)室內(nèi)聲場(chǎng)在室內(nèi)放置一個(gè)持續(xù)發(fā)聲的穩(wěn)定聲源，經(jīng)過一定時(shí)間的直達(dá)聲和來自各個(gè)界面的反射聲（混響）聲的共同作用，室內(nèi)聲場(chǎng)會(huì)達(dá)到一個(gè)穩(wěn)態(tài)。此時(shí)，如果聲源停止發(fā)生，則室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)離開開始衰減。建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 混響時(shí)間混響時(shí)間/Reverberation Time 概念：當(dāng)室內(nèi)聲場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，令聲源停止發(fā)聲，自此刻起聲壓級(jí)衰變60dB所經(jīng)歷的時(shí)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：SVT161. 060)1ln(161. 060SVT式中：4m空氣衰減系數(shù)建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

10、 室內(nèi)某點(diǎn)的聲壓級(jí)室內(nèi)某點(diǎn)的聲壓級(jí)SPLLp=Lw+10lg（1/4r2+Q/R）R為房間常數(shù)R=S/（1-）公式表示了直達(dá)聲與混響聲一起作用的聲壓級(jí)。我們可以隨著距離的變化，反射聲與直達(dá)聲的作用效果是不同的。我們反射聲與直達(dá)聲相當(dāng)?shù)狞c(diǎn)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(dá)聲為主。建筑聲學(xué)基本知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 隔聲隔聲/Sound Isolation 式中：構(gòu)件透射系數(shù)隔聲構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)螌觿蛸|(zhì)密實(shí)墻、雙層勻質(zhì)密實(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)源的振動(dòng)、阻隔振動(dòng)傳播、阻隔振動(dòng)結(jié)構(gòu)向空間輻射聲能實(shí)例：樓板下做隔聲吊頂 隔聲噪聲控制的重要手段