建筑功能材料 第5章 建筑声学基本知识

建筑声学10
2020年9月17日
山西永济鹳雀楼
建筑声学11
Biblioteka Baidu
中世纪教堂建筑
2020年9月17日
建筑声学12
15世纪的剧场
2020年9月17日
建筑声学13
17世纪的马蹄形歌剧院
2020年9月17日
建筑声学14
19世纪的音乐厅
2020年9月17日
建筑声学15
2020年9月17日
建筑声学16
室内声学设计的相关理论
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 。
设计得好:音质丰满、浑厚、有感 染力、为演出和集会创造良 好效果。
设计得不好:嘈杂、声音或干瘪或 浑浊，听不清、听不好、听不见。
2020年9月17日
建筑声学4
环境噪声控制
噪声的判断标准是什么？如何避免噪声？如何解决噪声？
主要针对有安静要 求的房间，如录 音室、演播室、 旅馆客房、居民 住宅卧室，等
参数间存在如下关系：c=f* 或 =c/f
31.25 Hz
中频声
频率
低频声
高频声
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建筑声学24
第五章 建筑声学基本知识
第二节 声音的计量
声波是能量的一种传播形式。人们常谈到声音的大小或 强弱，或一个声音比另一个声音响或不响，这就提出了 声音强弱的计量。
一、 声功率、声强、声压
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波长 传声通道
听者
建筑声学20
第五章 建筑声学基本知识
第一节 声音的产生和传播
二、波阵面、声源的方向性、声线 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
2020年9月17日
建筑声学21
第五章 建筑声学基本知识
第一节 声音的产生和传播
1、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。
1930年以后出现了电影 声学材料的大量生产和实验室实验 噪声处理问题在现代社会中被重视
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建筑声学18
音乐厅声学设计理论的出现
从十九世纪开始，在维也纳、莱比锡、格拉斯哥和巴塞尔等城 市，都建造了一些供演出的音乐厅，这些十九世纪建造的音乐厅 已反映出声学上的丰硕成果，直到今天仍然有参考价值。
到二十世纪，赛宾（Wallace Clement Sabine，18681919，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 。
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建筑声学19
第五章 建筑声学基本知识
建筑声学与材料
本章内容
建筑声学发展简史 建筑声学基本知识 建筑声学材料与结构 噪声控制
2020年9月17日
建筑声学2
建筑声学的两大任务
提供良好的听闻环境，满意的音质
-----― 音质设计
为创造安静的环境，降低、隔绝和 控制不需要的声音
-----― 噪声控制
2020年9月17日
建筑声学3
应用：在厅堂设计中如何充分利用有限的声功率是很重要的问题。
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建筑声学25
第五章 建筑声学基本知识
第二节 声音的计量
2、声强：单位时间内通过与声波传播方向垂直的单位面积波阵面 上的声能的多少。 符号：I 单位：w/m 2 可听声强范围10 -12 w/m 2——1 w/m 2
2020年9月17日
建筑声学5
噪声控制的意义
保证居住者的健康 提高劳动生产率 保证工艺过程要求
2020年9月17日
建筑声学6
建筑声学发展简史
2020年9月17日
建筑声学7
古罗马的露天剧场
2020年9月17日
建筑声学8
2020年9月17日
圜丘坛（天坛）
建筑声学9
2020年9月17日
回音壁、三音石(皇穹宇)
三、声速、波长、频率 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=1450m/s 在15oC时，C空气=340m/s
波长：在传播途径上，两相邻同相位质点距离。 声波完成一次振动所走的距离。单位：m
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建筑声学23
第五章 建筑声学基本知识
第一节 声音的产生和传播
频率f:质点在1秒钟的时间内完成振动的次数。单位：Hz
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 。
(A) 马歇尔的侧向声原理：
马歇尔（A. H. Marshall）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期侧向反射声，使听者有置身于音乐 之中的一种“空间印象（spatial impression）”感觉，空间感对响 度及与低音相关的温暖感很重要。
(B) IACC两耳互相关函数
日本声学家安藤四一（Y. Ando）教授在70年代做了一系列模拟 双耳接收的“内耳互相关”实验研究，实验表明音质与反射声的水平 方向分布有关。定义了“双耳听觉互相关函数(IACC)”，它表示两耳 上的信号之间的相互关系，这种相互关系又是声场空间感的量度。
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建筑声学17
现代的建筑声学
第一节 声音的产生和传播
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：
声源
（１）声源
（２）传播的媒介:介质的弹性碰撞
1、声功率W ：单位时间内物体向外辐射的能量W。（瓦W或 微瓦W ）声源声功率包括全部可听频率范围 声功率是声源本身的一种重要属性。相关声源的声功率： 人正常讲话：50W 100万人同时讲话50W,相当于一个灯泡。 训练有素的歌手：5000~10000 W。 汽车喇叭: 0.1 W, 喷气飞机: 10KW。
球面波：点声源发出的波，波阵面为同心球面的波，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、声源的方向性：
2020年9月17日
建筑声学22
第五章 建筑声学基本知识
第一节 声音的产生和传播