第01讲 引言及声环境概论

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1、引言一.《建筑物理》的意义1.内、外空间物理环境的联系2.专业技术基础课二.内容1.建筑热工学2.建筑光学3.建筑声学三.解决的问题1.通过设计、规划方面的措施合理解决建筑保温、防热、防潮等问题；2.通过设计、规划等措施合理解决建筑噪声及大厅音质问题；3.天然采光、建筑照明。四.我们应当如何做？1.树立和加强环境意识；2.尽量利用自然条件改善物理环境；3.在城市规划和建筑设计中探求节约能源的途径和技术措施。五.参考书目第一讲建筑声环境概论一.声环境设计的意义：声音是人类行为中重要的组成部分。人们可以听到的声音都属于声环境范畴声环境设计是专门研

2、究如何为建筑使用者创造一个合适的声音环境。二.建筑声环境研究的内容1.音质设计主要是音乐厅、剧院、礼堂、报告厅、多功能厅、电影院等2.隔声隔振主要是有安静要求的房间，如录音室、演播室、旅馆客房、居民住宅卧室等3.材料的声学性能测试与研究吸声材料：材料的吸声机理、如何测定材料的吸声系数、不同吸声材料的应用等等。如剧场座椅吸声量的测试，天花板吸声性能的设计等。隔声材料：材料的隔声机理，如何提高材料的隔声性能，如何评定材料的隔声性能，材料隔振的机理，不同材料隔振效果等。4.噪声的防止与治理掌握了解噪声的标准、规划阶段如何避免噪声、出现噪声如何解决以

3、及交通噪声治理等。5.其他电声声学测量的方法——声音本身性质的测定、房间声学的测定、材料声学性质的测定。声学实验室的设计研究。三.建筑声学发展简史1.古希腊、古罗马的露天剧场埃比道鲁斯剧场阿波罗圣地剧场露天剧场存在的问题是：1、露天状态下，声能下降很快。2、相当大的声能被观众吸收。3、噪声干扰。解决方法：加声反射罩；控制演出时周围的噪声干扰。如图示2.中世纪教堂建筑自从罗马帝国被推翻后，中世纪建造的主要厅堂就是教堂。中世纪的室内声学知识主要来源于经验，科学的成分很少。教堂的声学环境的特点是：音质特别丰满，混响时间很长，可懂度很差。君士坦丁堡索

4、菲亚大教堂巴黎圣母院3.十六世纪的剧场十六世纪后欧洲建了很多剧场，有些剧场的观众容量很大。如意大利维琴察市（维琴察古城于1994年成为联合国教科文组织世界文化遗产。），由帕拉迪奥设计的奥林匹克剧院，建于1579_1584，有3000个座位。又如1618年由亚历迪奥设计的意大利帕尔马市的法内斯剧场，可容纳观众2500人。从掌握的资料来看，虽然这个时代的建筑师几乎没有任何室内声学知识，但这个时代建造的几座剧院和其他厅堂没有发现任何显著的音质缺陷。主要的原因是由于观众的吸声和剧场内华丽的表面装饰起到了扩散作用，使剧场的混响时间控制比较合理，声能分布也

5、比较均匀。4.17世纪的马蹄形歌剧院十七世纪，出现了马蹄形歌剧院。这种歌剧院有较大的舞台以及环形包厢或台阶式座位，排列至接近顶棚。这种剧院的特点是利用观众坐席大面积吸收声音，使混响时间比较短，这种声学环境适合于轻松愉快的意大利歌剧演出。在十七世纪开始有人研究室内声学。十七世纪的阿．柯切尔所著的《声响》,最早介绍了室内声学现象，并论述了早期的声学经验和实践。十九世纪初，德国人E.F.弗里德利科察拉迪所著的《声学》一书中，致力于解释有关混响的现象。5.19世纪的音乐厅音乐厅早期发展阶段是在十七世纪中后到十九世纪，包括：早期音乐演奏室、娱乐花园和大

6、尺度的音乐厅，古典“鞋盒型”音乐厅就是在这一时期逐渐发展起来的。19世纪前作曲家所做的音乐作品是与其表演空间相适应的，这一时期的演奏空间基本是矩形空间。19世纪以后，随着浪漫主义音乐及现代音乐的产生，演出空间变得丰富多彩，出现了扇形、多边形、马蹄形、椭圆形、圆形等多种形状，其混响时间及室内装饰风格也各不相同。在这一时期，音乐厅的声学设计仍然没有太多的理论可以遵循。6.声学设计理论a.赛宾的混响时间到二十世纪，赛宾（WallaceClementSabine，1868-1919）（哈佛大学物理学家、助教）在1898年第一个提出对厅堂物理性质作定量化

7、计算的公式——混响时间公式，并确立了近代厅堂声学，从此，厅堂音质设计的经验主义时代结束了。b.马歇尔的侧向声原理1967年，新西兰声学家马歇尔教授最先将人的双耳收听原理同音乐厅的声学原理结合起来，认为19世纪“鞋盒型”音乐厅的绝佳音质，除缘于混响时间及声扩散以外，直达声到达听众后的前50~80ms的早期侧向反射声起着极为重要的作用。在这些音乐厅中每个听众都接受到强大的早期反射声能，其中侧向反射比来自头顶的反射声更为重要，因为它提供给听众更强的三维空间感和音乐的环绕感。1968年，马歇尔提出了“早期侧向反射声”对音质起重要作用，认为需要有较多的早

8、期侧向反射声，使听者有置身于音乐之中的一种“空间印象”感觉，空间感对响度及与低音相关的温暖感很重要。由于声音向后传播时，观众头顶的掠射吸收使声能衰减，