环境声学及其相关技术第3次

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1、环境声学及其相关技术(一)环境声学环境声学的研究目的是改善人们的生活和工作的声环境。随着科技的发展，文化素质的提高和生活的改善，无论是对音乐的美的享受还是抑制周围环境的噪声，都要考虑人的主观感受。环境声学是声学和现代科技与生命科学结合的科学。3声环境控制的意义创造良好的满足要求的声环境保证居住者的健康提高劳动生产率保证工艺过程要求录音棚、演播室高保真音乐厅环境声学上世纪前半期，主要研究建筑物(如报告厅、音乐厅、剧院、体育馆等)内的声学效果。上世纪中期,伴随着出现大量的噪声问题，如机器噪声，交通噪声等，在60年代前后，“噪

2、声控制”作为一门独特的学科从建筑声学中分离出来，得到迅速发展。建筑声学是研究建筑中声学环境问题的科学。建筑声学建筑声学的基本任务是研究室内声波传输的物理条件和声学处理方法，以保证室内具有良好听闻条件；研究控制建筑物内部和外部一定空间内的噪声干扰和危害。（一）建筑声学问题室内音质的评价标准：（1）混响时间（2）主观评价（3）客观评价吸声材料和吸声结构建筑中的噪声控制建筑隔声音质设计电声系统建筑声学测量（一）建筑声学问题——室内音质的评价标准混响时间:当室内声场达到稳态后，令声源停止发声，自此刻起至声压级衰变60dB所历经的

3、时间，记作T60。主观评价:语言声听闻主要有清晰度和可懂度，音乐声主要有清晰度（或称明晰度）和响度的要求外，还有丰满度、平衡感和空间感等。客观评价:混响时间与早期衰减时间、声压级与强度指数、侧向能量因子与双耳互相关系数、混晌时间的频率特性（一）建筑声学问题——吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构的主要用途有：在音质设计中控制混响时间，消除回声、颤动回声、声聚焦等音质缺陷；在噪声控制中用于室内吸声降噪以及通风空调系统和动力设备排气管中的管道消声。（一）建筑声学问题——建筑中的噪声控制建筑中噪声控制的任务就是通过一定的降噪减

4、振措施，使房间内部噪声达到允许噪声标准。（一）建筑声学问题——音质设计室内音质设计，特别是对于观众厅音质设计的目标主要包括以下方面：1)在混响感（丰满度）和清晰度之间有适当的平衡;2)具有适当的响度；3)具有一定的空间感；4)具有良好的音色，即低、中、高音适度平衡；5)无噪声干扰，无回声、多重回声、声聚焦、声影等音质缺陷。（一）建筑声学问题——建筑声学测量声环境的优劣主要决定于声源及围护结构的声学特性。建筑声学测量服务于声环境设计，其主要内容包括：声源声学特性、材料和结构声学特性及环境声学特性测量等.空气中声音的传播速度

5、—建筑声环境的基础知识声速与媒质的弹性、密度和温度有关空气中的声速：理想气体中k绝热指数，R气体常数，T绝对温度。近似：340m/s。固液体中的声速钢5000m/s松木3320m/s水1450m/s软木500m/s声音的频带—建筑声环境的基础知识人耳可以听见范围为20~20000Hz人耳听不见的范围20Hz以下：次声20000Hz以上：超声高频声低频声中频声31.25Hz频率简谐音（纯音）声压变化为只有一个频率的余弦函数的声音只需要频率f和声压幅值Pm就可以描述复音周期性信号，含有基频和谐频，谐频是基频的整倍数其频谱图可

6、以表示为在基频f0和2f0、3f0、……nf0处的一系列高矮不等的竖直线——线状谱(离散谱)普通声响频谱一般为连续频谱声音的频带—建筑声环境的基础知识音调的高低取决于基频，而音色取决于谐频分量的构成基频谐频880,1320,1760,2200,2640,3080,3520……乐声的线状谱—建筑声环境的基础知识17普通声响频谱一般为连续频谱可闻阈(听阈)——人耳刚能感受的声音p0=2×10-5PaI0=1×10-12W/m2疼痛阈——闻之人耳则痛，p0=200Pa，I=100W/m2烦恼阈——闻之烦恼不安p0=20Pa，I

7、0=1W/m2听觉范围—建筑声环境的基础知识量级差非常大什么是噪声？人们不愿意听到的任何声音空气声：经空气和围护结构传播固体声：振动噪声人耳的主观听觉特性—人体对声环境的反应原理人耳的主观听觉特性—人体对声环境的反应原理自由场最小可听阈烦恼阈疼痛阈听觉机构人耳的主观听觉特性—人体对声环境的反应原理听觉定位：声波到达双耳时有一定的时间差、强度差和相位差，据此判断声源的方向和远近，进行声像定位。频率高于1400Hz，定位取决于双耳声音的强度差，低于1400Hz，取决于声音到达的时间差。时差效应：两个声音的时差超过50ms能够

8、被分辨,直达声50ms后的反射声会形成回声的感觉，此规律哈斯效应。纯音等响曲线:人耳对声音的响应并不是在所有频率上都是一样的。掩蔽效应:听觉灵敏度因为另一个声音的存在而降低的现象人耳的听觉特征特征：对高频声比对低频声敏感响度级：用1000Hz纯音的声压级代表其等响曲线的响度级，单位Phon（方）等响曲线听阈痛阈一种声