第章声环境设计基础知识.ppt

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1、第3.1章建筑声学基本知识3.1.1声音声源的方向性3.1.1.1声音的产生和传播一、声源：通常把受到外力作用而产生振动的物体体称为声源。声源在空气中振动，使邻近的空气之产振动并以波动的方式向四周传播开来，传入人耳，引起耳膜振动通过听觉神经产生声音的感觉。在空气中，声源振动迫使其周围紧邻的空气质点产生往复振动，该振动迅速在空气中传播开来，这种振动的传播称为声波。声波为纵波，介质（空气等）的质点振动方向平行声波传播方向（疏密变化）。声波传播到人耳，引起人耳鼓膜的振动，带动听骨振动，由耳蜗、听神经等形成神经脉冲信号，通过

2、听觉传导神经传至大脑听觉中枢，形成听觉。声波从声源发出，在同一介质中按一定方向传播，在某一时刻，波动所到达的各点的包迹面称为波阵面。波阵面为平面的称为平面波，波阵面为球面的称为球面波。声波的传播方向可用声线来表示。声线是假想的垂直于波阵面的直线，主要用于几何声学中对声传播的跟踪。点声源——波阵面为球面，声音强度随着传播距离的增加而迅速减弱；当声源的尺寸较距离小很多时，可认为点声源。线声源——波阵面为柱面，声音强度随着传播距离的增加而逐渐减弱；如很长的火车。面声源——波阵面为平面，声音强度不随传播距离的增加而减弱。海啸属。

3、二、波阵面三、声源的指向性声源发出的声音在各个方向上分布不均匀，具有指向性。声源尺寸比波长小得多时，可看作点声源，无指向性。声源尺寸比波长差不多或更大时，声源不再是点声源，出现指向性。人们使用喇叭，目的是为了增加指向性。四、频率、波长与声速描述声波的基本物理量f：频率，每秒钟振动的次数，单位Hz(赫兹）固有频率：：波长，在传播途径上，两相邻同相位质点距离。单位m，声波完成一次振动所走的距离。C：声速，声波在某一介质中传播的速度。单位m/s。在空气中声速：在0oC时，C钢=5000m/s,C水=1450m/s，C混凝土=

4、3100m/s。在15oC时，C空气=340m/s参数间存在如下关系：c=f*或=c/f人耳可听频率范围（听域）为20Hz-20KHz,<20Hz为次声，>20KHz为超声。其中，人耳感觉最重要的部分约在100Hz-4000Hz,相应的波长约3.4m-8.5cm3.1.2声音强弱的计量声波是能量的一种传播形式。人们常谈到声音的大小或强弱，或一个声音比另一个声音响或不响，这就提出了声音强弱的计量。3.1.2.1声功率、声强、声压1、声功率：单位时间内物体向外辐射的能量W。（瓦或微瓦）声功率是声源本身的一种重要属性。人

5、正常讲话——50W,100万人同时讲话50W,相当于一个灯泡。训练有素的歌手——5000-10000W。汽车喇叭——0.1W,喷气飞机——10KW。在厅堂设计中如何充分利用有限的声功率是很重要的问题。2、声强：单位时间内通过声波传播方向垂直单位面积上的声能。对于点声源有：3、声压：指在某一瞬时压强相对于无声波时的压强变化。符号P。单位N/m2(牛顿/米2)，或Pa(帕斯卡）3.1.2.2声压级、声功率级及其叠加由于以下两个原因，实际应用中，表示声音强弱的单位并不采用声压或声功率的绝对值，而采用相对单位——级（类似

6、于风级、地震级）。1）声压对人耳感觉的变化非常大1000Hz的声音，听觉下限Po=2×10-5N/m2,上限P=20N/m2,相差106倍。声强低限为：10-12W/m2。2）人耳对声音强弱的变化的感受并不与声压成正比，而与声压的对数成正比，两个同样的声源放在一起，感觉并不是响一倍。1、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为0dB能量提高100倍的P=2×10-3N/m2为20dB听觉上限：P=20N/m2为120dB2、声功率级Lw取Wo为

7、10-12W,任一声功率W的声功率级Lw为：3、声强级：I0——基准声强，I0=10-12W/m2。4、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：课后作业：作业要求：必须抄题，包括选择题。选择题可能有多个答案。一、如果要求影院内最后一排观众听到来自银幕的声音和看到画面的时间差不大于100ms，那么观众厅的最大长度应不超过多少？二、人耳听

8、觉最重要的部分为：A、20~20KHzB、100~4000HzC、因人而异，主要在50Hz左右D、因人而异，主要在1000Hz左右三、以下说法正确的有：A、0oC时，钢、水、空气中的声速约5000m/s、1450m/s、331m/s。B、0oC时，钢、水、空气中的声速约2000m/s、1450m/s、340m/s。C