最新建筑声学基础.教学讲义PPT课件.ppt

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1、建筑声学基础.第一节 建筑声学基本知识一、声音的基本性质声音来源于振动的物体。辐射声音的振动物体称为“声源”。声源要在弹性介质中发声并向外传播。声波是纵波。(1)人耳所能听到的声波的频率范围为20~20000Hz，称为可听声。低于20Hz的声音称为次声；高于20000Hz的声音称为超声。次声与超声不能使人产生声音的感觉。(2)室温下空气中的声速为340m／s。声速c，波长λ和频率f有如下关系：频率为100～10000Hz的声音的波长为3．4～0．034m。这个波长范围与建筑物室内构件的尺度相当，在室内声学中，对这一频段的声波尤为重视。c=λ·f第一节 建筑声学基本知识(3)频带：将声音的频率范

2、围划分为若干个区段，称为频带。每个频带有一个上限频率f1和一个下限频率f2，带宽就为f1-f2。每一频带以其中心频率fc标度。建筑声学设计和测量中常用的有倍频带和1／3倍频带；在倍频带分析中，上限频率是下限频率的两倍，即fl＝2f2；在1／3倍频带分析中，在可听声范围内，倍频带及1／3倍频带的划分及其中心频率如表3—1所示。表中第一行为1／3倍频带中心频率，第二行为倍频带中心频率。第一节 建筑声学基本知识6.2)扩散反射当界面比较粗糙，其凸出部分不小于入射声波波长的1／7时，人射到界面上的声波会发生扩散反射。这时，声波被分解成许多较小的反射声波，传播的立体角扩大，见图3—2。第一节 建筑声学基

3、本知识(7)反射系数、透射系数、吸声系数声波入射到构件时，入射声能中的一部分声能被反射，一部分透过构件，还有一部分由于构件的振动或声音在其中传播时介质的摩擦或热传导而被损耗，称为材料的声吸收。根据被反射、透过和吸收的声能占总入射声能的比例，分别定义了材料的反射系数、透射系数和吸声系数，如下：反射系数：透射系数：吸声系数：式中E0,Eτ,Eγ——分别为人射声能、被界面反射的声能和透射的声能。τ：小的材料称为隔声材料，>0．2的材料称为吸声材料。在进行室内音质设计与噪声控制时，必须了解各种材料的隔声与吸声特性，从而合理地选用材料。第一节 建筑声学基本知识二、声音的计量声波是能量传播的一种形式，仅从

4、频率、波长、声速等方面描述是不够的。在声环境评价和设计中，需要一些物理量来对声音进行计算和测量。1．声功率声功率是声源在单位时间内向外辐射的声能，记为W，单位是瓦(W)或微瓦(μW，1μpW=10-6W)。2．声压介质中有无声波传播时压强的改变量，称为声压，用符号户表示，单位是帕(Pa)。3．声强单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积所通过的声能，称为声强，用符号I表示，单位是瓦／平方米(W／m2)。第一节 建筑声学基本知识4．声能密度声能密度指单位体积内声能的强度，用符号表示，单位是(w•s)／m3，或J／m3。5．声音计量物理量之间的关系(1)声功率与声强——平方反比定律在无反射的自由场

5、中，由点声源发出的球面波声场中某点的声强与该点到声源的距离的平方成反比，称为平方反比定律：I——声场中某点的声强W／m2；W——声源的声功率W；r——声源到受声点的距离m。对于平面波，声场中的声强不变。I=W/4πr2第一节 建筑声学基本知识(2)声压与声强在自由场中，声压与声强有如下关系：P——有效声压，Pa；P0——空气密度，kg／m3；C——空气中的声速，m／s；P0c——空气介质的特性阻抗，20oC时等于415(N·s)／m3。I=P2/P0C第一节 建筑声学基本知识(3)声能密度与声强声能密度与声强有如下关系：ε——声场中的声能密度，J／m3；I——声场中的声强，W／m2；P0——空

6、气密度，k8／m3；C——空气中的声速，m／s。ε=I/C=P2/P0C2第一节 建筑声学基本知识6．声压级、声强级、声功率级及其叠加：人耳容许声强的上下限值之差别高达l万亿倍，声压相差也达100万倍。同时，人耳对声音强度感觉的变化也不是与声强和声压的变化成正比，而是近似地与它们的对数值成正比，为此，引入“级”的概念，单位是分贝(dU)。声压级：式中P0为基准声压，P0=2×10-5Pa。声强级：式中I0为基准声强，I0=10-12W／m2。LP=20lgP/P0(dB)LI=10lgI/I0(dB)第一节 建筑声学基本知识声功率级：式中W0为基准声功率，W0＝10-12W。在常温下，通常可以

7、认为，空气中声压级与声强级近似相等。声压级进行叠加时，不能简单地进行算术相加，而要求按对数规律进行叠加。当几个声源同时作用于某一点时，在该点所产生的声压是各声源单独作用时在该点所产生的声压平方和的方根值，即：第一节 建筑声学基本知识例如，n个声压相等(均为p)的声音叠加，总声压级为：从上式可以看出，两个数值相等的声压级叠加时，只比一个声源单独作用时的声压级增加3dB。例如．两个50dB的声音叠加只