建筑物理声学分析解析教学提纲.ppt

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1、建筑物理声学分析解析波在空气中的传播是以球面波的形式传播声音的传播称为声速c，它取决于传播介质本身的弹性（空气压缩系数κ）和惯性（空气密度ρ）。三者的关系为：在大气压为1.013×105Pa，常温条件下κ=7.14×10-6m2/N,ρ=1.2kg/m3,所以，声速在常温下为340m/s。振动物体来回振动一周的时间称为周期T(s)，T的倒数称为频率f(Hz),声波在一个周期内传播的距离称为波长λ（m）。它们之间的关系为：声音传播的是能量，不是物质的质点，只要能量在空间的分布强弱不同，就体现出声音的方向性。5、声源的种类（1）点声源：单

2、个振动的物体，可以看作是一个点，这种声源，称为点声源。其特点是声源的尺度比辐射的波长小得多。点声源以球面波的形式传播声音。如扬声器、汽车发动机等发声源。（2）线声源：许多靠近的单个声源沿一直线排列，形成线声源，这种声源是以柱面波的形式传播声波的。（3）面声源：一个大的振动体的表面，声波接近平面，也可以看作许多点声源放在一个平面上。二、声音的计量表述声音在空气介质中传播时的客观量有声功率、声强和声压。1、声功率：指声源在单位时间内向外辐射的能量。记作W，单位是瓦（W）、毫瓦（mW）和微瓦（μW）。声功率是声本身的一种特性。2、声强：在声

3、波传播过程中单位面积波阵面上通过的声功率称为声强，记为I，单位为W/m2，声源均匀地向周围辐射声能时称为球面辐射，围绕声源半径r(m)处的球面上（球面积为S=4πr2）的声强I为：即点声源的声强I与声功率W成正比，与离开声源的距离按平方成反比。这一规律称为“平方反比定律”。3、声压：声波引起大气压强的变化称为声压p（N/m2），声压与声强有下面关系：其中：p——有效声压ρ0——空气密度（1.225kg/m3）c——空气中的声速4、声音的级和分贝人耳的从能听到的最低声强（可听阈）为10-12W/m2（2×10-5pa）到感觉到耳痛的最大

4、声强1W/m2(20Pa)之间，相差一万亿倍，量程太大，直接用声强或声压来度量很不方便，此外人耳对声音大小的感觉并不与声强或声压值成正比，而是近似地与它们的对数值成正比。因此经常用对数来表示。如果以10倍为一“级”，最低可听阈的声音为基准，用对数来进行标度，产生不同的声级。单位均为分贝dB（1）声强级其中：LI——声强级(dB)I0——基准声强，其值为10-12W/m2。I——所研究声音的强度，（W/m2）。（2）声压级其中：Lp——声压级(dB)p0——基准声强，其值为2×10-5N/m2。p——所研究声音的强度，（N/m2）。（3

5、）声功率级其中：Lw——声强级(dB)W0——基准声功率，其值为10-12W。W——所研究声音的强度，W。5、声音的叠加（1）多个不相干涉的声源，如果其声强为I1、I2、…、In，则总声强为：I＝I1＋I２＋…In（２）如果2个声源对某一点的声压为p1、p2加则叠加后为如果两个声源的声压相等，则叠加后的总声压级为：如果多个不相干涉的声源，对某一点的声压值为p1、p2、…、pn，且相等的话，则总声强为：则６声音在室外的传播（１）点声源随距离的衰减在自由声场中，声功率为W的声源为球面波的形式向外辐射能量，在距声源r处的声强为I=W/4πr

6、2，用声压级表示为：如果一点距离声源P为r1处的声压级为Lp1，距离为r2处的声压级为Lp2，则有如果r1与r2相距n倍则有从这里看到，距离增加一倍，减少6dB。（2）线声源随距离的衰减A、无限长线声源：对无限长线声源，当声源单位长度的声功率为W时，其在距声源r远处的声强I=W/4πr，其声压级为：因此距离每增加一倍，就下降3dB。B、有限长线声源距离较近时，距离每增加1倍，声压级降低3dB，距离较远时，距离每增加1倍，声压级降低6dB。（3）面声源随距离的衰减当观测点与声源距离较近时,声能无衰减,当远离声源时，声压级降低为3～6dB

7、。三、声音的反射、折射、衍射、扩散、吸收和透射1、反射：声波在传播过程中遇到介质密度的变化时，就会产生反射。分平面反射和曲面反射2、折射：声音遇到不同介质分界面时除了反射外，还要发生折射。3、衍射：声波传播遇到障碍物或建筑构件，当这些障碍物或建筑构件的尺度比声波波长大时，在其背后出现盲区，称为“声影”区，同时还会出现声音绕过障壁边缘进入声影区的现象，这种现象称为声音的衍射。4、扩散：声音遇到凸形界面时会分解成许多小的比较弱的反射波，这种现象称为扩散。注意这些表面的突出部分最小应相当于入射波长的1/7才能起到扩散的作用。5、声音的吸收在

8、声音的传播过程中，由于振动质点的摩擦，将一部分声能转化成热能，称为声吸收。在考虑远距离声传播时，需考虑声吸收的影响。声波投射到建筑材料和构件时引起声吸收，吸收量的大小取决于材料的有关特性和表面有关状况和构造等。材料的吸声