建筑声学第一章建筑声学基本知识

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1、建筑物理(architecturalphysics)（建筑物理环境）7/17/20211建筑物理概述7/17/20212第三篇建筑声学(architecturalacoustics)（建筑声环境）7/17/20213概述：1、概念：研究与建筑环境有关的声学问题，包括厅堂音质和建筑环境噪声控制两部分，目的是创造符合听闻要求的环境。2、内容：a、声学知识（物理学）b、两个范畴：室内音质建筑物声学（隔声、城市噪声）3、发展方向：生活水平—环境条件—厅堂及民用建筑要求—结构轻薄----工业发展设备增加——声环境恶化---交通拥挤——建筑声学的新挑战4、声学发展简史：

2、公元前古希腊、罗马的露天圆形剧场建筑声环境概述7/17/20214建筑声环境概述埃比道拉斯剧场：歌坛Ф20m，歌坛后部舞台高3.5m，进深3m，长26.5m，12根壁柱作背景，扇形看台利用自然山坡。7/17/20215建筑声环境概述奥朗日剧场：半圆形乐队席，舞台上方修建斜反射顶棚将反射声投向观众中世纪教堂：混响时间长，音质丰满，语言清晰度差18世纪奥地利维也纳的音乐厅，意大利米兰歌剧院19世纪末20世纪初期美国声学家赛宾（Sabine）的贡献：Sabine对混响时间的研究—1900年发表《混响》1932努特生（knudsen)出版《建筑声学》1936年莫尔斯

3、《振动与声》标志建筑声学成为一门系统的学科中国古代剧场演变及设计成就公元前一千年殷代：“坎其击鼓，宛丘之下”---《诗经·陈风》利用自然地形观看歌舞表演。“余音绕梁三日不绝”----《列子》已经注意到混响的问题7/17/20216建筑声环境概述15世纪天坛的回音壁----利用回声知识建造回音壁、三音石和圜丘。我国50年代初，中科院电子学研究所马大猷教授开创建筑声学系统；58年人民大会堂万人大礼堂（10000座）声学设计成功；现代大都市电影院、剧场、音乐厅、歌厅、演播室。7/17/20217一、产生和传播的条件声音是如何产生的？结论：声音是由物体振动产生的。声

4、音是如何传播的？——人耳听觉的产生声源：由于振动正在发声的物体宋代学者言：“声者，形气相軋而成也”形—振动的物体；气－空气媒介；相軋—相互作用。声音产生和传播的条件：（１）声源（２）传播的媒介二、波阵面、波长、声速几何声学：声线的观点研究在封闭的空气中传播；物理声学：用波动的观点研究声学问题声线：自声源发出代表能量传播方向的曲线，声的波动限制不计第十章建筑声学基本知识第一节　声音的产生和传播第一章建筑声学基本知识7/17/202181、波阵面：声波从声源发出，在某一介质内按同一方向传播，在某一时间到达空间各点所包络的面称为波阵面。球面波：点声源发出的波，波阵

5、面为同心球面的波，声线与波阵面垂直。如人、乐器发出的声波。平面波：波阵面为与传播方向垂直的平行平面，如多个线声源或多个点声源叠排。柱面波：波阵面为同轴柱面，如单个线声源发出的声波。2、波长：在传播途径上，两相邻同相位质点距离。单位m(米)声波完成一次振动所走的距离。f：频率，每秒钟振动的次数，单位Hz(赫兹）T:完成一次全振动所需的时间第十章建筑声学基本知识第一节　声音的产生和传播7/17/202193、声速C：声波在某一介质中传播的速度。单位m/s。c是指声源振动状态传播的速度，与介质特性有关声波在空气中声速：在0oC时，C钢=5000m/s,C水=14

6、50m/s在15oC时，C空气=340m/s参数间存在如下关系：c=f*或=c/f人耳可听频率范围为20Hz~20KHz（听觉范围）<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~8.5cm。第十章建筑声学基本知识第一节　声音的产生和传播7/17/202110三、声波的绕射、反射和散射、透射和吸收1、声波的绕射：由于媒质中的障碍物或其它不连续引起的波阵面畸变。声波在传播过程中遇到障碍或孔洞时将发生绕射。绕射的情况与声波的波长和障碍物（或孔）的尺寸有关。第十章建筑声学基本知识第一节　声音的产

7、生和传播7/17/2021117/17/2021122、声波的反射当声波遇到一块尺寸比波长大得多的障碍时，声波将被反射。类似于光在镜子上的反射。反射的能量与反射面有关反射的规则：1）入射线、反射线法线在同一侧。2）入射线和反射线分别在法线两侧。3）入射角等于反射角。∠i=∠第十章建筑声学基本知识第一节　声音的产生和传播7/17/2021133、声波的散射当障碍物的尺寸与声波相当时，将不会形成定向反射，而以障碍物为一子波源，向不同方向发生不规则的反射、折射、绕射第十章建筑声学基本知识第一节　声音的产生和传播7/17/2021144、声波的透射与吸收声波具

8、有能量，简称声能。当声波碰到室内某一界面后（如天花、