声环境设计基础知识.ppt

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1、第二节声音的计量声波是能量的一种传播形式。声音的大小或强弱——声计量。一、声功率、声强、声压1、声功率W单位时间内向外辐射的能量，记作W，单位为W或微瓦（μW）。声功率是声源本身的一种声特性。如：人正常讲话——50W；400万人同时讲话——相当于一只40W灯泡；训练有素的歌手——5000~10000W；喷气飞机——10KW。厅堂设计——如何充分利用有限声功率。第一章声环境设计基本知识声功率：很小量2、声强I声波传播过程中，单位面积波阵面上通过的声功率，记作I，单位W/m2。——衡量声波在传播过程中声音强弱的物理量。对于球面波，各处声强遵循距离平方反比定律：I=W/4πr2（W/m

2、2）对于平面波，各处声强不随距离而变化：I=W/S（W/m2）球面波的声强与距离的关系平面波的声强与距离的关系3、声压p空气质点由于声波作用而产生振动时所引起的大气压力起伏，记作p，单位是N/m2或帕斯卡（pa）。声压和声强的关系——实验研究I=p2/ρ0cp——有效声压（N/m2）。声压随时间而变，每一瞬间的声压称瞬时声压；某段时间内瞬时声压的均平方根值称有效声压——通常所指声压。ρ0——空气密度（kg/m3），一般为1.225kg/m3;c——空气中的声速（m/s）。二、声功率级、声强级、声压级基于2个原因：1）正常人耳所能感知的声强和声压的范围很大。1000Hz的声音，听觉下限P=

3、2×10-5N/m2，I=10-12W/m2；上限P=20N/m2，I=1W/m2。声压相差106倍，声强相差1012倍。2）人耳对声音强弱变化的感受并不与声强、声压成正比，而与声强、声压的对数近似成正比。——表示声音强弱的单位——采用相对单位——级。“级”——表示一个量与同类基准量之比的对数。为什么引入级的概念1、声功率级（Lw）——声功率与基准声功率之比的对数的10倍，记作Lw，单位分贝（dB）。取基准声功率W0为10-12W，则任意点声功率W的声功率级：2、声强级（LI）——声强与基准声强之比的对数的10倍，记作LI，单位是分贝（dB）。取基准声强I0为10-12W/m2，则任意点

4、声强I的声强级：3、声压级（Lp）——常用声压级是声压与基准声压之比的对数的20倍，记作Lp，单位是分贝（dB）。基准声压P0为2×10-5N/m2，则任意点声压P的声压级：对于听觉下限：P=2×10-5N/m2，Lp=0dB对于听觉上限：P=20N/m2，Lp=120dB“0dB”不是没有声音[随堂思考]试证明相同声强级与声压级，关系如何？利用声强与声压关系、声强级和声压级公式、常温下ρ0c约为400。三、声压级的叠加提出问题：10dB+10dB=?0dB+0dB=?0dB+10dB=?答案分别是：13dB，3dB，10dB。1、计算法：几个声源同时作用时，某点的声能是各个声源贡献的能

5、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：总声压级为：2、推广特例：假设Lp1=Lp2=Lpnn个相同声压级相互叠加啊：Lp=Lp1+10lgn当n=2时，Lp=Lp1+10lg2=Lp1+3当两个相同声压级相互叠加时，增加3dB。3、图解法：见下页两个声压级叠加，若声压级相差10dB，附加值可忽略不计。例：2个声压级分别为75的声音相叠加，总声压级为78dB；2个声压级分别为60dB和95dB的声音相叠加，其总声压级为95dB。常用声压级图解法声压差00.10.20.30.40.50.60.70.80.903.03.02.92.92.82.82.72.72.62.61

6、2.52.52.52.42.42.32.32.32.22.222.12.12.12.02.01.91.91.91.81.831.81.71.71.71.61.61.61.51.51.541.51.41.41.41.41.31.31.31.21.251.21.21.11.11.11.11.11.01.01.061.00.90.90.90.90.90.90.90.80.870.80.80.80.70.70.70.70.70.70.780.60.60.60.60.60.60.60.60.50.590.50.50.50.50.50.50.50.40.40.4100.4---------四、声音的

7、频谱与声源的指向性1、声音的频谱频谱——表示某种声音频率成分及其声压级组成情况的图形。频率声压级分离谱：如弦振动产生的声音。连续谱：谈话、机器的噪声，大多数自然声。如何获得声音的频谱：使用滤波器进行测量。频谱通常根据需要分成若干个频带，带宽（Band)可宽可窄——人为取定。最常用：倍频带和1/3倍频带。倍频程：将可闻频率范围内20~20Hz分为十个倍频带，其中心频率按2倍增长，共十一个，为：1631.5631252505001k2