建筑声学实验报告格式

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建筑声学实验报告格式大连理工大学本科实验报告课程名称：建筑声学实验学院（系）：建筑与艺术学院专业：建筑学班级：建筑1102班学号：201155014学生姓名：马新程2014年6月25日实验一：房间之间空气声隔声的现场测量一、实验目的和要求通过实验初步掌握声级计的使用方法和测试方法，掌握空气声隔声基本原理及影响隔声量的有关因素，了解空气声单一值评价的计算方法，增强对环境量化的认识，从而指导建筑设计。二、实验原理和内容在空气声隔声的现场测量中，我们用标准化声压级差来表达:DnT?L1?L2?10lgTT0DnT——标准化声压级差（适用于空气声隔声的现场测量）L1——发声室某倍频带的平均声压级,是该室各测点声压级能量平均值(dB)(注意按频率测)L2——受声室某倍频带的平均声 压级,是该室各测点声压级能量平均值(dB)(注意按频率测)T——受声室内的混响时间T0——参考混响时间；对于住宅，T0=0.5S三、主要仪器设备我们采用爱华6270C精密声级计作为测量两室声压级的仪器,它兼作频率分析仪和记录仪(表头指示)。使用方法如下：1、测量前的准备将电池放入电池盒中(或接好外接电源)，按下仪器面板上的“开/复位”按键，约1秒后放开，仪器上的液晶显示器全部点亮，接着显示型号“6270”，2秒后就可以正常使用了。如果显示不正常可再按一下“开/复位”键。2、A声(压)级LA的测量按一下“开/复位”键或按中心频率上下移动键使液晶显示器的左右两边箭头不显示，仪器上显示的数值就是A声级，液晶显示器每秒刷新一次，声(压)级实际指的是一秒内的最大声级。3、声压级(全通)Lp的测量按中心频率上下移动键使液晶显示器的左右两边箭头不显示，并且液晶显示器的左边出现“—”。此时仪器上显示的数值就是声压级Lp。测量声压级时滤波器为全通状态。5、倍频带声压级的测量 按中心频率上下移动键使液晶显示器的左边箭头指向“125Hz”，此时仪器上显示的数值就是125Hz中心频率倍频带的声压级。其余各倍频带声压级与此类似。4、频谱分析时量程的设定当仪器在测量倍频带声压级时，由于滤波器的动态范围不够大，所以仪器设有高、低两档量程。当所测噪声的声压级大于98dB时就应采用高量程，小于98dB时可以采用低量程。按动“量程”键，可以使滤波器的量程在高、低之间来回切换。其他仪器：噪声信号发生器:JTS01功率放大器：美国EVP1201无指向性声源：荷兰PriteOS12四、实验步骤与操作方法（包含发声室、受声室平面及测点、声源布置图）1.检查发声室和接收室内各仪器并进行校正,由于我们直接用6270C型声级计进行测量,故对声级计要用活塞发声器进行校正。2.开启白噪声发生器或粉红噪声发生器,通过功率放大器,使扬声器发声,声场达到稳定,便可进行测量。3.在发声室选取3个点,利用倍频程滤波器,进行各频段测量（125～2KHz）,同 时进行记录。下面是传声器位置的要求:a.两个传声器位置的间距0.7m;b.任一传声器与房间边界或扩散体的间距0.5m;c.任一个传声器位置与声源的间距1.0md.至少应有三个传声器位置，并且均匀分布在待测房间的空间内。4.在受声室和在发声室一样进行测量记录。5.混响时间由另一个实验求得。6.根据原理中的公式计算出各频段的DnT值。7.根据Excel计算表格，计算空气声隔声现场测量的单一评价指标——计权标准化声压级差DnT,w,并使不利偏差总和小于10dB。在对房间之间空气声隔声特性进行表达时，应以单值评价量和一个频谱修正量之和的形式给出。如DnT,w（C）=41(-1)dB五、实验数据记录和处理发声室声压级受声室声压级六、实验结果与分析以单值评价量和一个频谱修正量之和的形式给出就是：DnT,w（C）=28(-1)dB 七、有哪些因素影响实验的精度?应如何改进我们的实验?1.发声室窗子密闭性不好，会对实验造成影响。应加强窗子的密闭性，保证实验的准确性；2.发生室内存在较多吸声的物品，如木柜、纸箱等，应尽量撤出这些吸声的物品，尽量保证不造成声波损失；3.较多的人一起进行实验也会对噪声造成较多吸收，人相当于了吸声体，应尽可能使实验时实验室内人数尽量少；4.受声室内同样存在上述三个问题，此外，受声室的门密闭性较差，也会对实验造成影响。实验二：城市环境噪声调查和测量一、实验目的噪声的高低直接影响到声环境的品质，因此对室内和室外噪声，国家规范都给出了相应的限值（见后面附录内容）。通过该实验，要求学生能够正确地使用仪器,掌握噪声测试方法和数据处理方法,结合环境条件分析测试数据,并以国家规范为依据评价环境噪音状况，提出改善噪声环境的具体方法。二、实验数据原理分析噪声评价是就其对接收者的影响做出评价，并用可测量和计算的评价指标来表示影响的程度。最常用的几种噪声评价方法及其评价指标：1.A计权声级简称A声级，用LA或LPA 表示。由于它与人们的主观感受有较好的相关性，反映了人耳对不同频率声音响度的计权，因而被广泛采用作为噪声单值评价指标，可由声级计上的A计权网络直接读出，单位是dB(A)，它适宜测量稳态噪声。2.等效连续A声级简称等效声级，用Leq或LAeq表示，其单位是dB(A)。对于声级随时间变化的起伏噪声，其LA是变化的，不能直接用一个LA值来表示，因此人们提出了等效声级的评价方法。它是按在一段时间内能量平均的方法计算的，用积分声级计可以直接测量，公式为?t2?10.1LA(t)Leq?10lg?10dt??t1t?t?21?式中LA（t）－随时间变化的A声级；t1，t2－测量的起止时间。建立在能量平均概念上的等效连续A声级，适于测量声级随时间变化的噪声，被广泛用于各种噪声环境的评价，但它不能反映偶发的短时高声级噪声。3.昼夜等效声级Ldn研究结果表明，人们夜间对噪声的反应比白天更敏感，夜间噪声对人的干扰作用与在白天同样的噪声再加上10dB左右产生的效果相当，因此，计算一天24h的等效声级时，对夜间（22:00～6:00）的噪声要加上10dB的计权，这样得到的等效声级称为昼夜等效声级，用Ldn表示，其单位是dB(A)。4.统计百分数声级Ln又称累积分布声级。对非稳态的噪声评价，除了用等效声级Leq 外，也常用统计的方法。统计百分数声级就是用声级出现的累积概率来表示这类噪声的大小。统计百分数声级Ln表示测量时间内有n%的噪声所超过的声级，其单位是dB(A)。例如L10=70dB，表示测量时间内声压级有10%的时间超过70dB。通常在噪声评价中多用L10，L50，L90表示起伏噪声的特性，L10表示噪声峰值，L50表示噪声中值，L90表示背景噪声。5.噪声评价曲线NR和噪声评价数N考虑到噪声的频谱特性，国际标准化组织(ISO)采用噪声评价曲线(NR曲线)来评价室内噪声(图4-1)，它既是用来评价已存在噪声问题的一种方法，也可作为背景噪声设计的目标。对于一个声环境，噪声评价数N确定如下：先测量背景噪声各倍频带声压级，再把所测得的噪声频谱曲线叠合在NR曲线图上(坐标对准)，以曲线图上与之相切的最高曲线号数值NR表示该声环境的噪声评价数N。如果用NR曲线作为噪声允许标准的评价指标，确定了某条曲线作为限值曲线，就要求现场实测噪声的各个倍频带声压级值不得超过由该曲线所规定的值。A声级与噪声评价曲线数N值之间的一个经验关系式为LA?N?5NR评价曲线从0dB～130dB，每隔5dB划分一条曲线，每条曲线有九个倍频带声压级，其中心频率1000Hz的倍频带声压级等于噪声评价数N，NR评价曲线在噪声控制设计中是要经常用到的。5Pa倍频带声压级L(dB),基准声压为210-0×倍频带中心频率(Hz) 噪声评价曲线NR三、主要仪器设备采用爱华6228精密声级计,具体使用方法如下：1、测量前的准备将电池放入电池盒中(或接好外接电源)，按下开/复位键2秒以上后放开，仪器显示杭州爱华仪器有限公司图标，接着进入主菜单，显示如下：主菜单下有测量、设置、调阅、校准四个子菜单。按下光标键可以使光标左右移动，按下确定键可以进入相应的子菜单。按下删除键，系统参数恢复到缺省值。2、A声(压)级LA的测量按标准要求在参数设置界面下设定好测量时间，根据需要设定好统计用频率计权、组名、启动方式等参数，进入测量菜单，将光标移到显示器最后一行的菜单条上，将第一个菜单项改为“噪声”，第二个菜单项改为“单次”就可进入单次测量界面，按下启动/暂停键就开始测量了，仪器的状态显示行提示“启动”。仪器启动测量后同时计算所有测量指标，用户可以在不同的显示内容和显示模式下切换，不会影响测量。测量过程中如果想暂停测量，可以再按下启动/暂停键，仪器的状态显示行提示“暂停”，此时仪器暂停统计分析和积分测量，统计声级和等效声级停止刷新，瞬时值仍然会随着环境噪声变化。用户如果想停止测量并保存当前测量结果，可以按输出键；如果想停止测量并清除当前测量结果，可以按两次删除键；如果想继续测量，可以再按启动/暂停键。 单次测量过程中如有突发噪声，可按删除键，按照仪器提示按确定键后，显示出最后5秒的噪声变化曲线图。再按确定键可以删除最后5秒的数据，仪器继续测量。3.菜单选项光标在主菜单“测量”上时，按下确定键，仪器可以进入测量界面。第一行为工作状态提示行，从左到右分别是：供电电压指示、GPS信号指示、SD卡指示、SMS指示、空余组数（过载指示）、测量状态指示。供电电压指示标志内最多可以有10条线，当10条线填满时，供电电压约为5.6V，当供电电压低于3.6V时内部空白，表示欠压；最后一行为菜单条，光标键可使光标在每个菜单选项上停留，用参数加、参数减键可以改变。在噪声测量界面下，当测量模式处的菜单显示为“单次”时，仪器进入单次测量模式。单次测量界面下有：列表、图形、醒目三种显示模式。1)列表测量界面此界面下仪器可以在一个屏幕上同时显示多种测量指标，显示内容丰富。显示内容又分为瞬时值、统计值两大类。·瞬时值显示界面第一行为状态显示行，第二行为当前的日历时钟行，第三行为组名（测点名），中间为三种频率计权，三种时间计权组合出的12个测量结果，最后一行为菜单条。12个测量结果每秒刷新一次，并随着环境噪声的变化不断变化。当光标在“瞬时”处时，按参数加、参数减键，可以进入统计值显示界面。·统计值显示界面 第一行为工作状态显示行；第二行的Ts表明当前设定的测量时间，光标在Ts上时按下参数加、参数减可以改为显示Tm（测量经历时间）、Nm(总采样个数)；第二行的“计权：AF”表示当前统计声级所用的频率计权为A计权，时间计权为F档，光标移到此处可以改为其它几种频率计权和时间计权，但启动测量过程中，不能改变；第三行为测点名；中间为积分结果及统计结果，当仪器处于准备状态时，这些值为0，当仪器启动测量时，这些值每秒钟计算并刷新一次。当Tm等于Ts时测量结束，这些值就停止不动了。光标移到“列表”处，按下参数加键，可以进入醒目显示界面如下。2)醒目显示界面醒目显示界面下显示的数值字体较大，并有动态条图或波形图，以便观查噪声的变化趋势。·条图显示界面第一行为状态显示行，第二行的Ts表明当前设定的测量时间，光标在Ts上时按下参数加、参数减可以改为显示Tm（测量经历时间），Nm(总采样个数)；第二行的“计权：AF”表示当前统计声级所用的频率计权为A计权，时间计权为F档，光标移到此处可以改为其它几种频率计权和时间计权，但启动测量过程中，不能改变；第三行为测点名；中间大字为测量结果，每秒刷新一次，“LAFp”表示大字显示指标的名称，光标移到此处可以将大字显示的指标顺序改为：LZFp、LZSp、LZIp、LCFp、LCSp、LCIp、LAFp、LASp、LAIp、LA1s、LC1s、LZ1s、LAeq、LCeq、LZeq、Lmax、Lmin、L5、L10、L50、L90、L95、SD、SEL、E、LCpk等。 4.调阅从主菜单将光标移到“调阅”上，按确定键，进入数据调阅子菜单，显示器上列表显示出仪器内部所有测量结果的清单，用光标键将光标移到想查看的组号上，按确定键可以查看详细测量结果，按下设置键可以查看测量时间、方式等信息。再按确定键或设置键可以显示统计分布图、累积分布图。四、实验步骤与操作方法（包含测试周围环境平面图）1、室外测量时，将机器调至“单次”档位，置于不靠近反射面的适当位置，静待5min后，输出数据并记录。选取三个校园内测点和一个校外靠近城市道路两侧的测点，分别进行上述测试；2、室内测量时，将机器调至“OCT”档位，置于不靠近反射面的适当位置，静待5min后，输出数据并记录。在室内选取四个不同位置的测点，分别进行上述测试。五、实验数据记录和处理教室噪声测试环境噪声测试六、NR值作图计算（将测得的教室倍频带声压级按比例绘制于下图中）七、根据主观感受和测试结果分析环境噪声状况、规范符合情况等，并提出控制噪声方案。测点1、2、3均位于校内，属于1类声环境功能区，需要保持安静的地区，其中测点1、2无论是从调研时的主观感受还是实验结 果分析，都符合规范规定；测点3位于主楼办公区西侧，一个小型休息区域，且临近校内道路，该区域常有人流停留或经过，所以噪声声压级相对较高且在树枝上超出规范规定，针对该点，可在此处增植树木进行减噪处理，也可以将办公楼靠近此侧的墙面做吸声处理。测点4位于西便门外侧，城市道路两侧，主观感受上该处的噪声环境比较吵，但数值上并未超出规范规定，符合噪声控制要求。附录1：NR曲线对应的倍频带声压级附录2:相关规范介绍一、中华人民共和国国家标准GBJ118-2010《民用建筑隔声设计规范》中有关学校建筑噪声限制内容：（本实验规定要求NR值=A声级-5dB）二、中华人民共和国国家标准GB3096-2008《声环境质量标准》相关内容：1主题内容与适用范围本标准规定了五类声环境功能区的环境噪声限值及测量方法。本标准适用于声环境质量评价与管理。本标准规定了城市五类区域的环境噪声最高限值。2标准值城市5类环境噪声标准值列于下表：等效声级LAeq:dB 4各类标准的适用区域0类声环境功能区：指康复疗养区等特别需要安静的区域。1类声环境功能区：指以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能，需要保持安静的区域。2类声环境功能区：指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域。3类声环境功能区：指以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域。4类声环境功能区：指交通干线两侧一定距离之内，需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域，包括4a类和4b类两种类型。4a类为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通（地面段）、内河航道两侧区域；4b类为铁路干线两侧区域。5夜间突发噪声夜间突发的噪声，其最大值不准超过标准值15dB。实验三：基于频谱测量的室内声学设计分析一、实验目的和要求通过室内频谱分析实验教学，使学生了解：1)室内音质测量的基本内容（语言声为主厅堂）；2)客观音质参量同良好音质的关系；3)建筑声学（良好的室内音质）与建筑设计（设置不同位置、倾斜角度以及尺度的反射面；选用具有不同吸声系数的建筑材料）的关系； 二、实验原理和内容图一仪器工作原理示意图三、主要仪器设备声信号采集系统一套（组装），包括：传声器：4189-A-021（包括供电盒及电缆2829/AO0087-D-050）数据采集声卡：AudioFire8数据采集接口软件：Dirac7841笔记本电脑：IBM-R61声源：PYRITEOS12无指向声源功率放大器：EVP1201功率放大器。四、实验步骤与操作方法⑴选定214教室为实验地点，按仪器工作原理示意图将仪器连接完毕。⑵声源的位置在室内空间正常使用位置，高1.5米，传声器的位置按中间和两侧共两行布置，根据房间的大小确定测量3到4点。⑶启动笔记本电脑内的数据接口软件Dirac7841，开启采集开关，同时声源发声。得到反射声序列图。五、实验数据记录和处理试验数据已经由教师事先测量如下：214教室平面及测点布置图测点一频率T30[s]C50[dB] 1251.722-3.992501.611-2.475001.401-1.3310001.367-0.4620001.3230.4740001.1141.5测点二频率T30[s]C50[dB]1251.8641.8642501.492-1.035001.368-1.3410001.334-1.8720001.343-2.1740001.156-0.99测点三频率T30[s]C50[dB]1251.937-5.742501.601-2.855001.394-2.6910001.335-2.4220001.354-2.7140001.147-2.56 测点四频率T30[s]C50[dB]1251.749-2.832501.221-1.575001.3350.7810001.3070.6420001.336-0.5740001.1291.05测点五频率T30[s]C50[dB]1251.656-2.682501.427-1.15001.437-1.7510001.324-3.3420001.331-1.7240001.154-0.47测点六频率T30[s]C50[dB]1251.6111.032501.416-4.795001.304-2.5910001.357-2.320001.335-3.1440001.119-2.31六、实验结果与分析 根据各测点的反射声序列以及测得的声学参量：1)对214教室的总体以及各测点的音质做出评价；1测点混响时间较长，高频声清晰度较好，但说话说及低频声清晰度较差2、3、5、6四个测点的混响时间都较长，各个频段清晰度不好4测点混响时间也较长，但说话声频率的清晰度较好总的来说，214教室的室内混响时间较长，说话声频率的清晰度不好，整体音质不佳2)分析被测量空间建筑设计的特点（有哪些反射面、吸声面、扩散面）214教室的屋顶和地面都是有坡度的，214教室的反射面主要集中在侧墙、后墙和天花板；吸声面主要集中在座位和两边的窗帘；窗子和门形成透声面，但室内并没有明显的扩散面。3)分析音质不好的原因，提出214教室音质改善设计方案。原因：1.缺少吸声材料、吸声构造等吸声处理2.缺少扩散面、扩散体等的扩散构造与处理3.教室的前后距离大，致使前部缺少早期反射声，而来自后墙及侧墙后部的反射声在50ms以外，既声程差超过17m，成为了有害的反射声4.窗户面积大，形成透声面，致使声损失改善：1. 增加扩散面、扩散体等扩散处理，尤其在前部顶棚增加扩散处理，以增加前部的早期反射声2.在后墙和侧墙中后部做强吸声，减少有害反射声3.减小玻璃窗面积七、讨论、建议、质疑室内建筑设计时应该考虑哪些声学问题?在满足建筑设计要求的同时，如何得到有利的声学设计？声学设计要考虑到两个方面，一方面要加强声音传播途径中有效的声反射，使声能在建筑空间内均匀分布和扩散，如在厅堂音质设计中应保证各处观众席都有适当的响度。另一方面要采用各种吸声材料像聚酯纤维吸音板和吸声结构，以控制混响时间和规定的频率特性，防止回声和声能集中等现象。设计阶段要进行声学模型试验，预测所采取的声学措施的效果。室内声学设计内容包括体型和容积的选择，最佳混响时间及其频率特性的选择和确定，吸声材料的组合布置和设计适当的反射面，以合理地组织近次反射声等。还有就是现在生活中到处都是噪声，无时无刻的环绕在我们身边，所以即使有良好的室内音质设计，如果受到噪声的严重干扰，也将难以获得良好的室内听闻条件。为了保证建筑物的使用功能，保证人们正常生活和工作条件，也必须减弱噪声的影响。因此，控制建筑环境噪声，保证建筑物内部达到一定的安静标准，是建筑声学的另一个重要方面。 由于室内声学同建筑空间的体积、形状和室内表面处理都有密切关系，因此室内声学设计必须从建筑的观点确定方案。聚酯纤维吸音板取得良好的声学功能和建筑艺术的高度统一的效果，这是科学家和建筑师进行合作的共同目标。必须指出,噪声是由直达声和反射声组成的，吸声处理对直达声是没有作用的，所以不能企图通过吸声处理使房间的直达声降低。吸声减噪的处理方法最多只能降低10dB。对于一项具体工程是否需要采取吸声处理，应作具体分析。