建筑聲學(xué)概述

建筑聲學(xué)概述第一頁，共三十頁，2022年，8月28日

為創(chuàng)造安靜的環(huán)境，降低、隔絕和控制不需要的聲音―噪聲控制

提供良好的聽聞環(huán)境，滿意的音質(zhì)

―音質(zhì)設(shè)計(jì)第二頁，共三十頁，2022年，8月28日一、建筑聲學(xué)課程的內(nèi)容1.了解聲音的基本性質(zhì)：聲音的產(chǎn)生和傳播等物理現(xiàn)象2.

人對聲音的感知和評價(jià),涉及心理和生理聲學(xué)3.

研究室內(nèi)傳聲的質(zhì)量，以使在建筑設(shè)計(jì)中從音質(zhì)上保證符合使用要求4.

材料和構(gòu)件的吸聲和隔聲性能5.

建筑物內(nèi)部噪聲的控制6.

戶外環(huán)境噪聲的控制第三頁，共三十頁，2022年，8月28日主要是音樂廳、劇院、禮堂、報(bào)告廳、多功能廳、電影院等。設(shè)計(jì)得好:音質(zhì)豐滿、渾厚、有感染力、為演出和集會創(chuàng)造良好效果。設(shè)計(jì)得不好:嘈雜、聲音或干癟或渾濁，聽不清、聽不好、聽不見。音質(zhì)設(shè)計(jì)第四頁，共三十頁，2022年，8月28日1、主要是針對有安靜要求的房間，如錄音室、演播室、旅館客房、居民住宅臥室等等。

2、對于錄音室、演播室等聲學(xué)建筑對隔聲隔振要求非常高，需要專門的聲學(xué)設(shè)計(jì)。加裝隔振結(jié)構(gòu)使機(jī)器與建筑分開隔聲隔振第五頁，共三十頁，2022年，8月28日3、對于旅館、公用建筑、民用住宅等，人們對安靜的要求也越來越重視。當(dāng)前，為了節(jié)約空間和建筑造價(jià)，越來越多地使用薄而輕的隔墻材料，施工時(shí)常帶有縫隙，造成隔聲問題越來越多。加裝隔振結(jié)構(gòu)使機(jī)器與建筑分開隔聲墻與隔聲玻璃第六頁，共三十頁，2022年，8月28日

材料的吸聲機(jī)理、如何測定材料的吸聲系數(shù)、不同吸聲材料的應(yīng)用等等。例如：各種穿孔板、纖維材料的吸聲性能，劇場座椅吸聲性能的研究。.吸聲材料第七頁，共三十頁，2022年，8月28日微穿孔板第八頁，共三十頁，2022年，8月28日植物纖維環(huán)保材料第九頁，共三十頁，2022年，8月28日第十頁，共三十頁，2022年，8月28日材料的隔聲機(jī)理，如何提高材料的隔聲性能，如何評定材料的隔聲性能，材料隔振的機(jī)理，不同材料隔振效果等。輕質(zhì)隔墻產(chǎn)品隔聲性能、如何提高隔聲能力？隔聲材料：第十一頁，共三十頁，2022年，8月28日

噪聲的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃階段如何避免噪聲、出現(xiàn)噪聲如何解決、交通噪聲。采用消音片消除噪聲隔音罩隔絕電機(jī)噪聲環(huán)境噪聲的防止與治理附第十二頁，共三十頁，2022年，8月28日利用公共建筑底層做聲屏障建設(shè)地下道路或鐵路利用聲屏障第十三頁，共三十頁，2022年，8月28日利用植物綠化做聲屏障某豪華別墅前的植物聲屏障第十四頁，共三十頁，2022年，8月28日利用聲屏障貴黃高速公路聲屏障第十五頁，共三十頁，2022年，8月28日日本高速公路聲屏障隔聲屏障第十六頁，共三十頁，2022年，8月28日第十七頁，共三十頁，2022年，8月28日二、建筑聲學(xué)發(fā)展簡史第十八頁，共三十頁，2022年，8月28日圜丘壇第十九頁，共三十頁，2022年，8月28日回音壁、三音石第二十頁，共三十頁，2022年，8月28日天壇回音壁、山西永濟(jì)的普救蟾聲、河南三門峽蛤蟆塔四川潼南大佛寺石琴山西省永濟(jì)市鸛雀樓第二十一頁，共三十頁，2022年，8月28日古羅馬的露天劇場露天劇場存在的問題是：1、露天狀態(tài)下，聲能下降很快。2、相當(dāng)大的聲能被觀眾吸收。3、噪聲干擾。解決方法：加聲反射罩；控制演出時(shí)周圍的噪聲干擾。第二十二頁，共三十頁，2022年，8月28日中世紀(jì)教堂建筑自從羅馬帝國被推翻后，中世紀(jì)建造的唯一廳堂就是教堂。中世紀(jì)的室內(nèi)聲學(xué)知識主要來源于經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)的成分很少。教堂的聲學(xué)環(huán)境的特點(diǎn)是音質(zhì)特別豐滿，混響時(shí)間很長，可懂度很差。第二十三頁，共三十頁，2022年，8月28日十五世紀(jì)的劇場

十五世紀(jì)后歐洲建了很多劇場，有些劇場的觀眾容量很大。如意大利維琴察，由帕拉帝迪奧設(shè)計(jì)的奧林匹克劇院，建于1579~1584，有3000個(gè)座位。又如1618年由亞歷迪奧設(shè)計(jì)的意大利帕爾馬市的法內(nèi)斯劇場，可容納觀眾2500人。從掌握的資料來看，雖然這個(gè)時(shí)代的建筑師幾乎沒有任何室內(nèi)聲學(xué)知識，但這個(gè)時(shí)代建造的幾座劇院和其他廳堂沒有發(fā)現(xiàn)任何顯著的音質(zhì)缺陷。主要的原因是由于觀眾的吸聲和劇場內(nèi)華麗的表面裝飾起到了擴(kuò)散作用，使劇場的混響時(shí)間控制比較合理，聲能分布也比較均勻。第二十四頁，共三十頁，2022年，8月28日17世紀(jì)的馬蹄形歌劇院

從十五世紀(jì)修建的一些劇院發(fā)展到十七世紀(jì)，出現(xiàn)了馬蹄形歌劇院。這種歌劇院有較大的舞臺和舞臺建筑，以及環(huán)形包廂或臺階式座位阿，排列至接近頂棚。這種劇院的特點(diǎn)是利用觀眾坐席大面積吸收聲音，是混響時(shí)間比較短，這種聲學(xué)環(huán)境適合于輕松愉快的意大利歌劇演出。在十七世紀(jì)開始有人研究室內(nèi)聲學(xué)。十七世紀(jì)的阿．柯切爾所著的《聲響》,最早介紹了室內(nèi)聲學(xué)現(xiàn)象，并論述了早期的聲學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐。十九世紀(jì)初，德國人E.F.弗里德利科察拉迪所著的《聲學(xué)》一書中，致力于解釋有關(guān)混響的現(xiàn)象。第二十五頁，共三十頁，2022年，8月28日19世紀(jì)的音樂廳

音樂廳早期發(fā)展階段是在十七世紀(jì)中后到十九世紀(jì)，包括：早期音樂演奏室、娛樂花園和大尺度的音樂廳，后來古典“鞋盒型”音樂廳的就是在這一時(shí)期逐漸發(fā)展起來的。

19世紀(jì)前作曲家所做的音樂作品是與其表演空間相適應(yīng)的，這一時(shí)期的演奏空間基本是矩形空間。19世紀(jì)以后，隨著浪漫主義音樂及現(xiàn)代音樂的產(chǎn)生，演出空間變得豐富多彩，出現(xiàn)了扇形、多邊形、馬蹄形、橢圓形、圓形等多種形狀，其混響時(shí)間及室內(nèi)裝飾風(fēng)格也各不相同。在這一時(shí)期，音樂廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)仍然沒有太多的理論可以遵循。第二十六頁，共三十頁，2022年，8月28日音樂廳聲學(xué)設(shè)計(jì)理論的出現(xiàn)

從十九世紀(jì)開始，在維也納、萊比錫、格拉斯哥和巴塞爾等城市，都建造了一些供演出的音樂廳，這些十九世紀(jì)建造的音樂廳已反映出聲學(xué)上的豐碩成果，直到今天仍然有參考價(jià)值。到二十世紀(jì)，賽賓（WallaceClementSabine，1868-1919）（哈佛大學(xué)物理學(xué)家、助教）在1898年第一個(gè)提出對廳堂物理性質(zhì)作定量化計(jì)算的公式——混響時(shí)間公式，并確立了近代廳堂聲學(xué)，從此，廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)主義時(shí)代結(jié)束了。賽賓在28歲時(shí)被指派改善哈佛福格藝術(shù)博物館（FoggArtMuseum）內(nèi)半圓形報(bào)告廳的不佳音響效果，通過大量艱苦的測量和與附近音質(zhì)較好的塞德斯劇場（SanderTheater）的比較分析，他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聲源停止發(fā)聲后，聲能的衰減率有重要的意義。他曾對廳內(nèi)一聲源（管風(fēng)琴）停止發(fā)聲后，聲音衰減到剛剛聽不到的水平時(shí)的時(shí)間進(jìn)行了測定，并定義此過程為“混響時(shí)間”，這一時(shí)間是房間容積和室內(nèi)吸聲量的函數(shù)。1898年，賽賓受邀出任新波士頓交響音樂廳聲學(xué)顧問，為此，他分析了大量實(shí)測資料，終于得出了混響曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即著名的混響時(shí)間公式。這一公式被首次應(yīng)用于波士頓交響音樂廳的設(shè)計(jì)，獲得了巨大成功。至今，混響時(shí)間仍然是廳堂設(shè)計(jì)中最主要的聲學(xué)指標(biāo)之一。第二十七頁，共三十頁，2022年，8月28日建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性

近幾十年來，很多音樂廳都進(jìn)行了有效的聲學(xué)設(shè)計(jì)，但是仍有許多失敗的例子。事實(shí)上，現(xiàn)代音樂廳的音質(zhì)之所以不如古典先例，關(guān)鍵在于古典音樂正是在古典形式的廳堂中產(chǎn)生和發(fā)展起來的，現(xiàn)代廳堂在尺度、體型和材料等方面已有了很大變化，而在其間演奏的音樂（絕大多數(shù)）依舊是原來的音樂。因此，白瑞納克博士對世界上已有的70多座著名音樂建筑進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)研，并著有《音樂、聲學(xué)和建筑》一書，在音質(zhì)評價(jià)方面提出很多有用的見解。目前，聲學(xué)上的探索正在逐步揭開廳堂音質(zhì)之迷。建筑師們一方面積極研究有效利用新的聲學(xué)理論及技術(shù)成果，但是看看歷史上許多失敗的例子，音樂家們對新音樂廳的不滿和不安不會消除。第二十八頁，共三十頁，2022年，8月28日現(xiàn)代的建筑聲學(xué)1930年以后出現(xiàn)了電影，從那時(shí)開始，高質(zhì)量的錄音和聲音重現(xiàn)在科學(xué)、教育、文化、社會活動、娛樂中，開始起到極大的作用。無線廣播的飛速發(fā)展，給聲學(xué)提出了一系列新問題，同時(shí)也為人們提供了更多更高級的音樂欣賞技術(shù)。聲學(xué)材料的大量生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，給建筑師控制建筑內(nèi)的聲學(xué)問題提供了必要的工具。世界各國修建了相當(dāng)大規(guī)模的廳堂。隔聲隔噪、吸聲降噪、噪聲源控制等噪聲處理問題在現(xiàn)代社會中越來越引起人們的重視。噪聲于建筑密不可分，噪聲污染的防治與治理已經(jīng)成為建筑聲學(xué)重要的組成部分。噪聲規(guī)劃、噪聲控制等理論也逐漸演化開來。第二十九頁，共三十頁，2022年，8月28日作業(yè)：建筑聲學(xué)詞匯英譯中ArchitecturalacousticsAcousticaldesignAir-bonesoundinsulationDacibelEchoPink