建筑声环境笔记

建筑声环境20110905 第一周一、人与环境简述人类生活与环境变化人类影响环境的简单预计模式人口数╳人均使用资源的单位数╳使用单位资源导致的环境恶化= 对环境的影响二、人与物理环境■物理环境是人们生存环境的重要组成部分■物理环境概括起来就是与人生存生活密切相关的热、光、声的环境三、城市物理环境与可持续发展■城市区域热环境■城市区域光环境■城市区域声环境■从宏观角度改善物理环境——可持续发展观1. 树立加强环境意识2. 尽量利用自然条件改善物理环境3. 规划设计中探求节能途径和技术措施四、建筑物理环境的基本范畴■建筑热环境■建筑光环境■建筑声环境二、本课程的主要内容声环境声音基本知识室内声学材料与结构的声学特性室内音质设计噪声控制三、学习方法利用好课堂学会学习方法实践习题四、考核平时30%期末70%（考试周内）一、声环境设计意义■建筑声环境就是与人相关的声音环境（与人不相关的不属于建筑声环境设计范畴）■从人的感受将声音分为两类：C类——舒服的；U类——不舒服的两类之间是可以转换的■声环境设计内容1. 如何保证C类声音听清听好——音质设计2. 降低U类声音——噪声控制二、建筑声环境设计研究内容■客观参数与主观评价——建筑物理的研究框架1. 音质设计有听音要求的房间，例如音乐厅、剧院、报告厅、多功能厅、电影院等2. 隔声隔振具有安静要求的房间、居住、公共建筑、工人作业3. 材料声学性能测式与研究材料是创造声学环境的保障吸声材料隔声材料4. 噪声防治与处理噪声标准解决措施5. 其他电声研究模拟声学测定声学实验室研究计算机模拟缩尺模型研究三、建筑声学发展历史1. 古罗马露天剧场声能衰减、吸收、噪声干扰2. 中世纪教堂音质特别丰富，可懂度差3. 15世纪的剧场容积加大建筑师几乎没有声学知识4. 17世纪的歌剧院环形包厢，台阶座位阿·柯切尔——《声响》5. 19世纪音乐厅早期阶段，17－19世纪“鞋盒式”音乐厅——19世纪19世纪以后，演出空间变化——浪漫主义音乐和现代音乐诞生6. 音乐厅声学理论的出现19世纪音乐厅建设反映出一定的经验20世纪，赛宾混响时间研究四、室内声学设计相关理论1. 马歇尔的侧向声理论“空间印象”2. IACC两耳互相关函数安藤四一的研究3. 建筑声学设计的复杂性1962年，纽约林肯中心爱乐音乐厅的惨败古典音乐与现代音乐厅的矛盾五、现代建筑声学电影的出现声学材料生产与实验室研究隔声隔振电声设计20110919 第三周第一章声环境设计基本知识第一节声音的基本性质一、声音的产生和传播■声音来源于物体的振动■振动的物体就称为声源■声音是一种波■简谐振动（实际中很多声源都是简谐振动）振幅（A）周期（T）单位（s）频率：单位时间内振动的次数 f = 1/T(Hz)固有频率余弦曲线■活塞振动的实例■声波是纵波（质点振动方向与波的传播方向一致）二、频率、波长的声速1. 周期（T）声源完成一次振动所经历的时间称为周期。

2. 频率（f）一秒内振动的次数 f = 1/T3. 波长（λ）在声波传播的途径上，两个相邻同相位质点之间的距离。

4. 声速（c）声音的传播需要介质声波在弹性物质中传播的速度称为声速。

声速是振动传播的速度，不是振动速度，与振源无关。

声音在空中传播速度与温度有关。

一般室温下，声速约为340 m/s波长、频率、周期、声速的关系：c=λf c=λ/T三、声波的绕射与反射1. 波阵面与声线声波从声源出发，在同一介质中按一定的方向传播，在某一时刻，波动所到达各点的包络面就是波阵面。

平面波与球面波我们在设计中，常常采用声线来表示声音传播的路径。

在各向同性的介质中，声线与波阵面相垂直。

■波的传播原理任何时刻，波阵面上各点都可以看作一个发射子波的新波源。

在下一时刻，这些子波的包络面实际不是声源下一时刻的波阵面――惠更斯原理。

2. 声波的绕射（衍射）当孔的直径比波长小得多时，小孔可以看成新波源。

当孔的直径比波长大得多时，孔处各点可以看成新波源。

3. 声波的反射与散射当声波遇到比波长大得多的障板时，发生发射，遵循反射定律。

当声波遇到与波长大小相反的障板时，发生散射。

四、波的干涉和驻波■波的叠加原理两列波在相交后，仍保持原来的特性继续传播，不受另一波的影响，但是，相交区域的质点同时参与各个波的振动。

■波的干涉相同频率、相同相位两个波源发出的波叠加时，区域内某些点，振动始终加强，而另一些点的振动始终削弱或抵消。

■驻波当两列相同的波在同一直线上相向传播时，叠加后产生的波。

五、声波的透射与吸收■声音也是一种能量■声波入射到建筑构件表面：一部分反射、一部分透射、一部分吸收。

■透射系数■反射系数■吸声系数20110926 第四周第二节声音的计量一、声功率、声强、声压1. 声功率（W）：声源在单位时间内向外辐射的声能。

是分频率的。

2. 声强（I）：单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声能。

相当于面密度对于点声源与距离的平方成反比，衰减得比较快。

3. 声压（P）某瞬时，介质中压强相对于无声波时压强的改变量瞬时声压、有效声压自由场中，声强与声压的关系二、级与叠加1. 级的概念与声压强人耳听觉对应的声压人耳的感觉不与声压成比例，而与其对数成正比。

■按与参考声压的倍数划分级数■声压级变化范围为0－120dB2. 声强级■在一定条件下，声强级与声压级在数值上相等。

3. 声功率级：声功率以“级”的概念表示。

4. 声级的叠加：声强叠加＝声强的代数和声压叠加＝各声压的方均根■级的叠加不能进行算术相加，而要按照对数规律叠加。

■两个数值相等的声压级叠加，声压级增加3dB。

■叠加公式：第三节声音的频谱和声源的指向性■对于复合声，除了研究总声级，还要分析其频率■乐音发出的是线状谱，噪音发出的是连续谱■倍频带■1/3倍频率中心频率和上下截止频率二、声源的指向性■声音强度的分布特性点声源：声源尺度比波长小得多第四节人的主观听觉特性一、听觉机构——人耳二、最高最低可听极限■20Hz－20000Hz三、最大最小可听极限■最低自由场可听阈（MAF）：0dB■最大可听极限120dB以上，人感觉到不舒服四、最小可辨阈（差阈）■50－10000Hz，声压级50dB以上，人耳越能分辨1dB的差■1000Hz以下，人耳能分辨3Hz的差别五、听觉定位■声波传到双耳有时间差、强度差、相位差■人耳可确定声源的方向——方位感■人耳确定声源的远源——准确度较差高于1400Hz，强度差起主要作用低于1400Hz，时间差起主要作用■方位感（双耳闻听效应）人耳对方位的辨别，水平方向要比竖直方向好20111010 第六周六、时差效应■听觉器官作用效果不随声音消失立刻消失■时间间隔小于50ms，加强直达声■时间间隔大于50ms，回声干扰■哈斯效应结论：时差越小，强差越大则干扰越小七、掩蔽效应■人耳对一个声音的听觉灵敏度因为另一个声音的存在而降低的现象称为掩蔽效应■掩蔽量掩蔽阈■频率相近，掩蔽量越大■低频掩蔽高频■频带越宽的噪声掩蔽作用越好八、人耳的频率响应和等响曲线■人耳对2000－4000Hz的声音较为敏感■把某个声音与1000Hz纯音比较，听起来一样响，把1000Hz的声压级定义为响度。

单位：方■计权网络和总声级A. 计权网络参考40方等响曲线，模拟人耳对低频不敏感的特性。

C. 计权网络参考对85方响应，较为平缓，可以代表总声级。

B. 计权网络参考对70方响应。

D. 计权网络用于航空噪声九、噪声干扰下的语言清晰度■采用说话者与听话者之间距离和说话者发声情况来反映噪声的影响十、识别声音的三要素■强弱■音调的高低声音的频率■音色反映复合声的特性第二章室内声学声音在自由声场传播的衰减■Lp=Lw－20lgr－11封密空间对声波传递的影响：■引起一系列反射声■与露天音质不同■由于驻波存在，可能引起某一频率声音加强或减弱■声音空间分布变化■研究方法：几何声学法与统计声学法界面尺寸大于波长声源不是纯音，所以一般只考虑能量关系第一节大房间的声场房间界面对声波的影响■几何声学的声线理论研究■入射后三种情况：全部吸收部分吸收，部分反射全部反射房间界面形状对反射的影响：■距声源较近的平面反射——发散■距声源较远的平面反射——平行■凸面反射——（声线束）扩散■凹面反射——聚焦。