建筑环境学 第七章,建筑声环境
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07建筑声环境2
55
掩蔽效应
一种声音存在提高了 另一种声音的可闻阈 频率相近则掩蔽作用 显著 对高频掩蔽作用比对 低频掩蔽作用大 有利有弊
弊：听不清要听的 内容，降低工作效 率 利：避免一些噪声 的干扰，提高工作 效率
掩蔽音的声压级
56
3.掩蔽效应
适合的掩蔽背景声的特点
无表达含义
响度不大
43
有趣的共振现象
胡琴的下端都有一个蒙上蛇皮的竹筒。当拉起 胡琴时，琴弦的振动通过蛇皮会引起“肚子” 中空气的共鸣，使发出来的琴声不仅响亮，而 且音乐丰满，悠扬动听。 建筑工人在造房子的时候，不论是浇灌混凝土 的墙壁或地板，为了提高质量，总是一面灌混 凝土，一面用振荡器进行震荡，使混凝土由于 振荡更紧密、结实。
声源在不同方向辐射的声压（或声强）有不 相同的性质，此特性称声源的指向性。指向 性与频率有关，频率高则指向性强。 声音的时间性是指声音随时间变化的特性。 如是否连续稳定、是否是间断的、是否是起 伏变化的以及是否是脉冲的等等。
40
建筑声学特性
41
封闭空间的声特性
42
有趣的共振现象
当军队过桥的时候，整齐的步伐能产生振动。 如果它的频率接近于桥梁的固有频率，就可能 使桥梁共振，以致到了断裂的程度。因此，部 队过桥要用便步。 在我国西北一带，山头终年积雪。每当春暖花 开，山上冰雪融化，雪层会离开原来的地方滑 动。往往一次偶然的大吼声，厚厚的雪层就会 因为共振而崩塌下来，因此规定攀登雪山的勘 察队员，登山队员不能大声说话。
可闻阈(听阈)
47
耳朵的构造
48
听不懂自己 ?
平时听到的声音，通过两条不同途径传入耳内。其 一是通过空气，将声波的振动经过外耳、中耳一直 传到内耳，最后被听觉神经感知。 其二是通过骨头传播声音，听自己讲话，主要是靠 骨导这种方式。从声带发出的振动经过牙齿、牙床、 上下颌骨等骨头，传入我们的内耳。由于空气和骨 头是两种不同的传声没媒质，它们在传播同一声源 发出的声音时，会产生不同的效果。 因此，通过不同途径传来的声音的音色有差别，于 是就觉得录音机里放出来的声音不像自己的声音。
掩蔽效应
一种声音存在提高了 另一种声音的可闻阈 频率相近则掩蔽作用 显著 对高频掩蔽作用比对 低频掩蔽作用大 有利有弊
弊：听不清要听的 内容，降低工作效 率 利：避免一些噪声 的干扰，提高工作 效率
掩蔽音的声压级
56
3.掩蔽效应
适合的掩蔽背景声的特点
无表达含义
响度不大
43
有趣的共振现象
胡琴的下端都有一个蒙上蛇皮的竹筒。当拉起 胡琴时，琴弦的振动通过蛇皮会引起“肚子” 中空气的共鸣，使发出来的琴声不仅响亮，而 且音乐丰满，悠扬动听。 建筑工人在造房子的时候，不论是浇灌混凝土 的墙壁或地板，为了提高质量，总是一面灌混 凝土，一面用振荡器进行震荡，使混凝土由于 振荡更紧密、结实。
声源在不同方向辐射的声压（或声强）有不 相同的性质，此特性称声源的指向性。指向 性与频率有关，频率高则指向性强。 声音的时间性是指声音随时间变化的特性。 如是否连续稳定、是否是间断的、是否是起 伏变化的以及是否是脉冲的等等。
40
建筑声学特性
41
封闭空间的声特性
42
有趣的共振现象
当军队过桥的时候，整齐的步伐能产生振动。 如果它的频率接近于桥梁的固有频率，就可能 使桥梁共振，以致到了断裂的程度。因此，部 队过桥要用便步。 在我国西北一带，山头终年积雪。每当春暖花 开，山上冰雪融化，雪层会离开原来的地方滑 动。往往一次偶然的大吼声，厚厚的雪层就会 因为共振而崩塌下来，因此规定攀登雪山的勘 察队员，登山队员不能大声说话。
可闻阈(听阈)
47
耳朵的构造
48
听不懂自己 ?
平时听到的声音，通过两条不同途径传入耳内。其 一是通过空气，将声波的振动经过外耳、中耳一直 传到内耳，最后被听觉神经感知。 其二是通过骨头传播声音，听自己讲话，主要是靠 骨导这种方式。从声带发出的振动经过牙齿、牙床、 上下颌骨等骨头，传入我们的内耳。由于空气和骨 头是两种不同的传声没媒质，它们在传播同一声源 发出的声音时，会产生不同的效果。 因此，通过不同途径传来的声音的音色有差别，于 是就觉得录音机里放出来的声音不像自己的声音。
建筑声环境ppt
包权
人书友圈7.三端同步
1.声源和声波
声源：机械振动在弹性媒质中的传播称为声源。 实质：振动能量在媒质中的传递。
声波：指受外力作用而产生振动的物体。
2.频率、波长和声速
• 频率（f）：介质在平衡位置附近来回完成一 个全振动的时间为周期，其倒数为频率。
• 波长（λ）：声波在一个周期内所传播的距离。 • 声速（买的VIP时长期间，下载特权不清零。
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声速、波长、频率有如下关系： c=fλ
3.声音的计量
• 声功率：声功率是指声源在单位时间内向外辐射 的声能，记为W，单位为瓦（W)或微瓦（μW）。
• 声压：是指某瞬时，介质中的压强(P)相对于无 声波时压强(P0)的改变量。声压的单位就是压强 的单位，为 Pa。
• 声强：在单位时间内，在垂直于声波传播方向的 单位面积上所通过的平均声能量。记为I，单位 为W/㎡ 。声强是衡量声音强弱的物理量。
一、声音的性质和基本物理量 二、吸声材料和吸声结构
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！
豫章故郡，洪都新府。星分翼轸，地 接衡庐 。襟三 江而带 五湖， 控蛮荆 而引瓯 越。物 华天宝 ，龙光 射牛斗 之墟； 人杰地 灵，徐 孺下陈 蕃之榻 。雄州 雾列， 俊采星 驰。台 隍枕夷 夏之交 ，宾主 尽东南 之美。 都督阎 公之雅 望，棨 戟遥 临；宇文新州之懿范，襜帷暂驻。十 旬休假 ，胜友 如云； 千里逢 迎，高 朋满座 。腾蛟 起凤， 孟学士 之词宗 ；紫电 青霜， 王将军 之武库 。家君 作宰， 路出名 区；童 子何知 ，躬逢 胜饯。 时维九月，序属三秋。潦水尽而寒潭 清，烟 光凝而 暮山紫 。俨骖 騑于上 路，访 风景于 崇阿； 临帝子 之长洲 ，得天 人之旧 馆。层 峦耸翠 ，上出 重霄； 飞阁流 丹，下 临无地 。鹤汀 凫渚， 穷岛屿 之萦回 ；桂殿 兰宫， 即冈峦 之体势 。 披绣闼，俯雕甍，山原旷其盈视，川 泽纡其 骇瞩。 闾阎扑 地，钟 鸣鼎食 之家； 舸舰迷 津，青 雀黄龙 之舳。 云销雨 霁，彩 彻区明 。落霞 与孤鹜 齐飞， 秋水共 长天一 色。渔 舟唱晚 ，响穷 彭蠡之 滨；雁 阵惊寒 ，声断 衡阳之 浦。 遥襟甫畅，逸兴遄飞。爽籁发而清风 生，纤 歌凝而 白云遏 。睢园 绿竹， 气凌彭 泽之樽 ；邺水 朱华， 光照临 川之笔 。四美 具，二 难并。 穷睇眄 于中天 ，极娱 游于暇 日。天 高地迥 ，觉宇 宙之无 穷；兴 尽悲来 ，识盈 虚之有 数。望 长安 于日下，目吴会于云间。地势极而南 溟深， 天柱高 而北辰 远。关 山难越 ，谁悲 失路之 人？萍 水相逢 ，尽是 他乡之 客。怀 帝阍而 不见， 奉宣室 以何年 ？ 嗟乎！时运不齐，命途多舛。冯唐易 老，李 广难封 。屈贾 谊于长 沙，非 无圣主 ；窜梁 鸿于海 曲，岂 乏明时 ？所赖 君子见 机，达 人知命 。老当 益壮， 宁移白 首之心 ？穷且 益坚， 不坠青 云之志 。酌贪 泉而觉 爽，处 涸辙以 犹欢。 北海 虽赊，扶摇可接；东隅已逝，桑榆非 晚。孟 尝高洁 ，空余 报国之 情；阮 籍猖狂 ，岂效 穷途之 哭！ 勃，三尺微命，一介书生。无路请缨 ，等终 军之弱 冠；有 怀投笔 ，慕宗 悫之长 风。舍 簪笏于 百龄， 奉晨昏 于万里 。非谢 家之宝 树，接 孟氏之 芳邻。 他日趋 庭，叨 陪鲤对 ；今兹 捧袂， 喜托龙 门。杨 意不逢 ，抚凌 云而自 惜；钟 期既 遇，奏流水以何惭？ 呜乎！胜地不常，盛筵难再；兰亭已 矣，梓 泽丘墟 。临别 赠言， 幸承恩 于伟饯 ；登高 作赋， 是所望 于群公 。敢竭 鄙怀， 恭疏短 引；一 言均赋 ，四韵 俱成。 请洒潘 江，各 倾陆海 云尔： 滕王高阁临江渚，佩玉鸣鸾罢歌舞。 画栋朝飞南浦云，珠帘暮卷西山雨。 闲云潭影日悠悠，物换星移几度秋。 阁中帝子今何在？槛外长江空自流。
精品工程类本科大三课件《建筑环境学》07第七章第12节 声环境以及人体的反映原理
dB
空气中W0＝1×10-12W
LW
10lg W W0
常见的噪声和声音的声压级
声音或噪声种类
喷气式飞机起飞 铆接钢板 冲击钻
木加工用圆盘锯 高压离心风机
电话铃声 喧闹的办公室
语言交谈声 细声交谈
声源与人的距离（m） 声压级（dB） 人的主观感觉
100
130
10
110
震耳欲聋
10
100
10 5
5 站在室内
波阵面与声线
A
A
A
• 声波从声源出发，在同一个介质中按一定方向传播，在某一时刻，波 动所达到的各点的包络面，即空间中相位相同的相邻点构成的面，称 为波阵面。
• 平面波——如：一个置于管端作往复简谐振动的活塞，向管子中的空气辐射的 就是平面波。其声压幅值Pm即波的强度在传播中不衰减
• 球减面波——小球，作胀缩简谐振动。其波的强度Pm随传播距离 r 成反比关系衰
• 第十二条（四）依照环境噪声污染防治法的规定，产生环境噪声污染超过 国家环境噪声标准的，按照排放噪声的超标声级缴纳排污费。
第一节
建筑声环境的基本知识
声音的产生与传播过程包括三个基本因素： • 声源——振动的物体 • 传声途径——空气、墙壁、楼板等 • 接收者
人耳对声音的感觉有三个表征量： • 音量——大小 • 音调——高低 • 音色
（或声强）不相同的性质称声源的指向性
听闻条件较 差的区域
声源
低频 中频 高频
平面上人发声的指向性
声源指向性的表示方法
• 指向性指数DI：以具有相同 声功率的无方向性的点声源 形在成离的实声际压声场源相Lp0同(r)距作离参r考处值，， 某个方向 (θ,φ) 的实际声压级 Lp(r,θ,φ) 与参考值 Lp0(r) 之差 • 通过现场实测来获得
07建筑声环境2 共157页
2 .响度级:度级是建立在两个声音主观比较的基础上， 选择1000Hz的纯音作基准音，若某一噪声听起来与 该纯音一样响，则该噪声的响度级在数值上就等于 这个纯音的声压级（dB）。响度级用LN表示，单 位是"方"。如果某噪声听起来与声压级为80dB，频 率为1000Hz的纯音一样响，则该噪声的响度级就是 80方。
房间容积越 大，衰减越 慢
36
LW
r
Lp
Lp
r
LW
室内的 声压级
室内某点声压级
Q4
A
B
LpL W1l0g4 (r2R)
Q－指向性因数，
取决与声源与接收
点的相对关系
指向性因数Q
R－房间常数
R Sa
S－房间1 总a 表面积
f S0(Hzm)
a－平均吸声系
数
37
20
声源的扩散和叠加特性
点声源的声功率和声强：
声音球面扩散
I
W 4 r 2
W
声强可以直接叠加，故有:
r
I Ii
总声压是各声压的均方根:
p pi2
21
级的概念
分贝标度和声级：常用一个成倍比关系的对 数量—“级”来表示声音的大小，称为声级， 单位为：分贝（dB）。
22
29
声音的透射和吸收
吸收
透射
透射
吸收
30
声音的传播特征
31
声音的传播和衰减
11
对于点声源
相对参考值
LPLw20lgr10lg4cpW 020
32
声音的传播特征
33
声音的传播特征
34
声音的传播特征
房间容积越 大，衰减越 慢
36
LW
r
Lp
Lp
r
LW
室内的 声压级
室内某点声压级
Q4
A
B
LpL W1l0g4 (r2R)
Q－指向性因数，
取决与声源与接收
点的相对关系
指向性因数Q
R－房间常数
R Sa
S－房间1 总a 表面积
f S0(Hzm)
a－平均吸声系
数
37
20
声源的扩散和叠加特性
点声源的声功率和声强：
声音球面扩散
I
W 4 r 2
W
声强可以直接叠加，故有:
r
I Ii
总声压是各声压的均方根:
p pi2
21
级的概念
分贝标度和声级：常用一个成倍比关系的对 数量—“级”来表示声音的大小，称为声级， 单位为：分贝（dB）。
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声音的透射和吸收
吸收
透射
透射
吸收
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声音的传播特征
31
声音的传播和衰减
11
对于点声源
相对参考值
LPLw20lgr10lg4cpW 020
32
声音的传播特征
33
声音的传播特征
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声音的传播特征
07建筑声环境2精品资料
因此，通过不同途径传来的声音的音色有差别，于 是就觉得录音机里放出来的声音不像自己的声音。
49
人体对声音的反应原理
什么是噪声？ 人们不愿意听到的任何声音
空气声：经空气和 围护结构传播
固体声：振动噪声 50
音乐声与普通声响的区别
音乐为非连 续频谱，只 含有基频和 谐频，而谐 频是基频的 整倍数。
掩蔽效应
一种声音存在提高了 另一种声音的可闻阈
掩蔽音的声压级
频率相近则掩蔽作用 显著
对高频掩蔽作用比对 低频掩蔽作用大
有利有弊
弊：听不清要听的 内容，降低工作效 率
利：避免一些噪声 的干扰，提高工作
56
效率
3.掩蔽效应
适合的掩蔽背景声的特点
无表达含义
响度不大
连续
29
声音的透射和吸收
吸收
透射
透射
吸收
30
声音的传播特征
31
声音的传播和衰减
11
对于点声源
相对参考值
LP
Lw
20 lg r 10 lg 4p02 cW0
32
声音的传播特征
33
声音的传播特征
34
声音的传播特征
35
声能密度D(t)，J/m2
声音在室内的增长和衰减
室内吸声量 越大，衰减 越快
12
按频率组成分类
13
按声音的频率特性分类
低频声：声频率小于300Hz的声音； 中频声：声频率在300Hz至1000Hz范围内的声音； 高频声：声频率大于1000Hz的声音。 频谱图：以声频率为横坐标，以反映对应频率成分
强弱的量（如：声压级、声强级或声功率级）为纵 坐标，组成的反映频率与强度相对应关系的图形， 即为频谱图。
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人体对声音的反应原理
什么是噪声？ 人们不愿意听到的任何声音
空气声：经空气和 围护结构传播
固体声：振动噪声 50
音乐声与普通声响的区别
音乐为非连 续频谱，只 含有基频和 谐频，而谐 频是基频的 整倍数。
掩蔽效应
一种声音存在提高了 另一种声音的可闻阈
掩蔽音的声压级
频率相近则掩蔽作用 显著
对高频掩蔽作用比对 低频掩蔽作用大
有利有弊
弊：听不清要听的 内容，降低工作效 率
利：避免一些噪声 的干扰，提高工作
56
效率
3.掩蔽效应
适合的掩蔽背景声的特点
无表达含义
响度不大
连续
29
声音的透射和吸收
吸收
透射
透射
吸收
30
声音的传播特征
31
声音的传播和衰减
11
对于点声源
相对参考值
LP
Lw
20 lg r 10 lg 4p02 cW0
32
声音的传播特征
33
声音的传播特征
34
声音的传播特征
35
声能密度D(t)，J/m2
声音在室内的增长和衰减
室内吸声量 越大，衰减 越快
12
按频率组成分类
13
按声音的频率特性分类
低频声：声频率小于300Hz的声音； 中频声：声频率在300Hz至1000Hz范围内的声音； 高频声：声频率大于1000Hz的声音。 频谱图：以声频率为横坐标，以反映对应频率成分
强弱的量（如：声压级、声强级或声功率级）为纵 坐标，组成的反映频率与强度相对应关系的图形， 即为频谱图。
建筑环境学建筑声环境
客观评价法
利用声学仪器和设备对声环境进 行测量和评估，如声级计、频谱 分析仪等。
综合评价法
结合主观和客观评价方法，综合 考虑人的主观感受和声学参数， 全面评估声环境质量。
声环境标准与规范
国家标准
制定了一系列声环境质量标准，如《声环境 质量标准》等，规定了不同区域和场所的声 环境限值。
行业规范
各行业根据自身特点制定了相应的声环境规范，如 《电影院建筑设计规范》等。
隔音结构的设置
通过设置隔音墙、隔音门 等结构，阻隔声音的传播 ，保证室内安静。
声学设计咨询
在进行室内装修时，可以 寻求专业的声学设计咨询 ，根据房间用途和要求进 行针对性的声学设计。
室外声环境的优化
绿化带降噪
在道路两侧或居住区周围 种植密集的树木和草坪， 利用植物的降噪作用减少 噪音对居民的影响。
声屏障设置
在噪声源附近设置声屏障 ，如隔音墙或隔音板，阻 挡噪声的传播。
城市规划与声环境
合理规划城市布局，避免 高噪声区域与居住区相邻 ，降低噪音对居民生活的 影响。
建筑材料的声学特性
吸声材料
具有多孔性结构，能够 吸收和散射声音的建筑 材料，如矿棉、玻璃纤
维等。
隔音材料
能够阻碍声音传播的材 料，如隔音墙、隔音门
声场是指声音传播的空间范围 和特性，包括声音的分布、传 播方向和衰减等。
在建筑声环境中，声场的变化 会影响到声音的传播特性和听 感。
03
CATALOGUE
建筑声环境的设计与优化
室内声环境的设计
01
02
03
吸声材料的选择
选择具有高吸声性能的材 料，如玻璃纤维、矿棉等 ，可以有效吸收室内声波 ，降低噪音。
建筑声环境PPT教学课件
三、减振和隔振• 振动对人影响 • 振动的隔离 ：积极隔振 、消极隔振 。
采取措施：在设备上安装隔振器或隔振材料，使 设备与基础之间的刚性连接变为弹性连接。 • 阻尼隔振 减振原理：在金属薄板结构上粘贴一层高内阻的 粘弹性材料，使部分振动能量转变为热能，而使 振动和噪声降低的方法称阻尼减振。 阻尼材料和阻尼减振措施：用于阻尼减振的材料， 必须具有很高的损耗因子的材料。
• 声级计中设有A、B、C和D四个计权网络 • A网络：参考40方等响曲线，对500Hz以下的声
音有较大的衰减，以模拟人耳对低频不敏感的特 性。 • C网络：具有接近线性的较平坦的特性，在整个 可听范围内几乎不衰减，以模拟人耳100方纯音 的响应。 • B网络，介于两者之间，对低频有一定的衰减， 模拟人耳70方纯音的响应。 • 目前世界各国声学界公认以A声级来作为保护听 力和健康，以及环境噪声的评价量。
相互关系：
• 等响曲线图7-4，用 1000Hz纯音对应的声 压级数值，作为该曲 线的响度级。该图可 以看出：低频部分声 压级高，高频部分对 应的声压级低，说明 人耳对高频声较敏感。
1.响度和响度级
• 响度：声音入射到耳鼓膜使听者获得的感 觉量，单位为宋。 取决于：声压、声强、频率。
• 响度级：将听起来一样响的声音的响度用 1000Hz纯音对应的声压级代表，单位为方。 反映了人耳对不同频率声音的敏感度变化。
2.等效连续A声级LAeq
• 用于表征不稳态噪声环境的，它是某一时 间间隔内A计权声压级的能量平均意义上的 等效声级。
3.统计声级Lx • 为评价与公众烦恼有关的噪声暴露，利用
概率统计的方法，记录随时间变化的噪声 的A声强，作统计分析，得到统计百分数声 级。
4.NR评价曲线
2018年学习建筑声环境教材课件PPT
二、吸声材料和吸声结构 • 1.多孔吸声材料
• 2.薄板和薄膜共振吸声结构
• 3.空腔共振吸声材料 • 4.空间吸声体
1.多孔吸声材料 • 原理：当声波入射到多孔材料表面时，声 波能顺着微孔进入材料内部，引起孔隙中 的空气振动。由于摩擦和空气的粘滞阻力， 使一部分声能变为热能；气体绝热压缩时 温度升高，反之，绝热膨胀时温度降低， 由于热传导作用，孔隙中的空气与孔壁、 纤维之间进行热交换，结果也会使声能转 化为热能。 • 应用：地毯等。
一、声音的性质和基本物理量 二、吸声材料和吸声结构
一、声音的性质和基本物理量 1.声源和声波
2.频率、波长和声速
3.声音的计量
4.声音的传播规律
1.声源和声波
声源：机械振动在弹性媒质中的传播称为声源。
实质：振动能量在媒质中的传递。
声波：指受外力作用而产生振Leabharlann 的物体。2.频率、波长和声速
• 频率（f）：介质在平衡位置附近来回完成一 个全振动的时间为周期，其倒数为频率。
分贝标度和声级：
• 分贝标度：人的听觉系统对声音强弱的响应接 近对数关系，这种表示方法称为分贝标度，单位 为分贝（dB）。
• 声强级：
I LI 10 lg I0
• 声压级：
P Lp 20 lg P0
W0
• 声功率级： Lw 10 lg W
4.声音的传播规律
• 声波遇到障碍物时的传播：反射与吸收 、 透射与隔声 、绕射 。 • 声音的衰减 ：传播衰减 （点光源的衰减 、 线声源的衰减 ）、吸收衰减 （空气吸收 、 绿色植被的吸收 、气流和大气温度梯度的 吸收 ）。
第七章 建筑声环境
本章学习要点
1．了解声音的传播规律 2．如何创造设计一个良好的室内外声学环境？ 3．噪声控制措施
章建筑声环境建筑环境学130420
2-07章建筑声环境--建筑 环境学130420
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2020/11/24
章建筑声环境建筑环境学130420
一、吸声与隔声是两种不同的控噪方法
B 吸声：声波入射到吸声材料表面上被吸收，降低了 反射声。但对直达声起不到降低的作用。
B 隔声：利用隔层把噪声源和接受者分隔开。
•两种方法采用的材料不同
，使板发生弯曲变形。由于面层和固定支点之间的摩擦 及面层本身内损耗，一部分声能被转化为热能。
•玻璃、吊顶、薄金属板、架空木地板和空木 墙裙等属于这类吸声结构吗？
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章建筑声环境建筑环境学130420
B 不透气薄膜薄板与板壁固定，连同空气形成封闭夹层， 构成振动系统，从而使薄膜、薄板振动消耗声能。
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章建筑声环境建筑环境学130420
二、吸声材料
•（1）吸声特性 1）吸声材料的吸声特性不仅与材料结构有关，还与声波
入射角度有关并以吸声系数表示。
•吸声系数
•垂直入射 •（或正入射）
•吸声系数α0
•斜入射吸声 •系数αθ
•无规（或扩散） •入射吸声系数αT
•用于消声器设计
•用于室内声学设计
•板后填充多孔材料
•板后无多孔材料
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章建筑声环境建筑环境学130420
•共振吸声结构
B 共振会放大声音吗？共振 共鸣！ J 共鸣：机械能激发物体振动向空气辐射声能 J 共振：空气中传播的声能激发物体机械振动
•声波频率＝物体的固有频率 •此时损耗能量最多
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章建筑声环境建筑环境学130420
如纤维板、毛毡、矿棉
J 微孔靠得很近却不相通，效果不好。
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2020/11/24
章建筑声环境建筑环境学130420
一、吸声与隔声是两种不同的控噪方法
B 吸声：声波入射到吸声材料表面上被吸收，降低了 反射声。但对直达声起不到降低的作用。
B 隔声：利用隔层把噪声源和接受者分隔开。
•两种方法采用的材料不同
，使板发生弯曲变形。由于面层和固定支点之间的摩擦 及面层本身内损耗，一部分声能被转化为热能。
•玻璃、吊顶、薄金属板、架空木地板和空木 墙裙等属于这类吸声结构吗？
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章建筑声环境建筑环境学130420
B 不透气薄膜薄板与板壁固定，连同空气形成封闭夹层， 构成振动系统，从而使薄膜、薄板振动消耗声能。
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二、吸声材料
•（1）吸声特性 1）吸声材料的吸声特性不仅与材料结构有关，还与声波
入射角度有关并以吸声系数表示。
•吸声系数
•垂直入射 •（或正入射）
•吸声系数α0
•斜入射吸声 •系数αθ
•无规（或扩散） •入射吸声系数αT
•用于消声器设计
•用于室内声学设计
•板后填充多孔材料
•板后无多孔材料
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章建筑声环境建筑环境学130420
•共振吸声结构
B 共振会放大声音吗？共振 共鸣！ J 共鸣：机械能激发物体振动向空气辐射声能 J 共振：空气中传播的声能激发物体机械振动
•声波频率＝物体的固有频率 •此时损耗能量最多
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章建筑声环境建筑环境学130420
如纤维板、毛毡、矿棉
J 微孔靠得很近却不相通，效果不好。
建筑环境学-7声环境
பைடு நூலகம்
振动，从而向另一面辐射声波的现象称声透射。 透射系数： 即透射声能Eτ与入射声能E0之比，用τ表示； τ= Eτ/ E0 围护结构隔声性能的优劣通常用隔声量R来表示，定义 为声音传过围护结构前后的声压级之差，它与透射系数 的关系为：R=10lg(1/ τ) 通常,把τ值小的材料称为隔声材料; 通常,把 r 值小的材料称为吸声材料;
一、房间的吸声减噪
二、消声器原理
三、减振和隔振
四、隔声原理和隔声措施
第四节 噪声控制基本原理和方法
7.4.1房间的吸声减噪 (一)吸声减噪原理 (二)吸声减噪量的确定
α2 ⊿Lp=10lg( α 1 1－α1 1－α2 ) dB
式中： ⊿Lp=Lp1－Lp2，即吸声减噪处理前、后室内 的声压级之差
§7-1声音的度量与声环境的描述
§7-2人体对声音环境的反应原理
§7-3环境噪声控制途径
§7-4噪声控制基本原理和方法
§7-1
一、声音的性质和基本物理量 声源和声波 频率、波长和声速 声音的计量 声源的方向性、时间性和频率特性 声音的传播规律
二、吸声材料和吸声结构 多孔吸声材料 薄板和薄膜共振吸声结构 空腔共振吸声材料
（五）声音的传播规律 1、声波遇到障碍物时的传播 （1）反射与吸收：
声波在传播中遇到尺寸比其波长大得多的界面时,声波 将被反射；若声源发出的是球面波,经反射后仍是球面波。
反射定律：
1) 入射线、反射线、反射面 的法线在同一平面内；
2) 入射线和反射线分别在法 线的两侧； 3) 入射角等于反射角；
反射与吸收： 反射系数：反射声能Er与入射声能E0之比,称为声能反 射系数r。 如果交界面两侧都是半无限大的媒质，声波从第一个 媒质垂直入射到第二个媒质表面时，可求出反射系数r 为： c － c 2
振动，从而向另一面辐射声波的现象称声透射。 透射系数： 即透射声能Eτ与入射声能E0之比，用τ表示； τ= Eτ/ E0 围护结构隔声性能的优劣通常用隔声量R来表示，定义 为声音传过围护结构前后的声压级之差，它与透射系数 的关系为：R=10lg(1/ τ) 通常,把τ值小的材料称为隔声材料; 通常,把 r 值小的材料称为吸声材料;
一、房间的吸声减噪
二、消声器原理
三、减振和隔振
四、隔声原理和隔声措施
第四节 噪声控制基本原理和方法
7.4.1房间的吸声减噪 (一)吸声减噪原理 (二)吸声减噪量的确定
α2 ⊿Lp=10lg( α 1 1－α1 1－α2 ) dB
式中： ⊿Lp=Lp1－Lp2，即吸声减噪处理前、后室内 的声压级之差
§7-1声音的度量与声环境的描述
§7-2人体对声音环境的反应原理
§7-3环境噪声控制途径
§7-4噪声控制基本原理和方法
§7-1
一、声音的性质和基本物理量 声源和声波 频率、波长和声速 声音的计量 声源的方向性、时间性和频率特性 声音的传播规律
二、吸声材料和吸声结构 多孔吸声材料 薄板和薄膜共振吸声结构 空腔共振吸声材料
（五）声音的传播规律 1、声波遇到障碍物时的传播 （1）反射与吸收：
声波在传播中遇到尺寸比其波长大得多的界面时,声波 将被反射；若声源发出的是球面波,经反射后仍是球面波。
反射定律：
1) 入射线、反射线、反射面 的法线在同一平面内；
2) 入射线和反射线分别在法 线的两侧； 3) 入射角等于反射角；
反射与吸收： 反射系数：反射声能Er与入射声能E0之比,称为声能反 射系数r。 如果交界面两侧都是半无限大的媒质，声波从第一个 媒质垂直入射到第二个媒质表面时，可求出反射系数r 为： c － c 2
建筑环境学-第7章建筑声环境
主动加入掩蔽噪声
33
吸声材料和吸声结构
多孔吸声材料
微孔很多且相互连通，吸收多，反射少， 效果好，如纤维板、毛毡、矿棉 微孔靠得很近却不相通，效果不好，如泡 沫树脂、多孔橡胶
共振吸声结构
薄膜、薄板共振吸声结构 空腔、穿孔板共振吸声结构
空间吸声体
34
吸声材料吸声原理
声波导致空气在吸声材料中行进、反射、折射过 程中产生摩擦而损耗声能，转变为热能
Q－指向性因数， 取决与声源与接收 点的相对关系 R－房间常数
R Sa 1 a
S－房间总表面积
a－平均吸声系数
S0为声源面积，f 为频率，I～IV是声源的4种位置
32
第四节 噪声控制措施
降低噪声源噪声
噪声源的控制、减振
传播途径降低噪声
吸声、隔声、消声、隔振
掩蔽
11
两个不同声源叠加，差别超过10~15 dB，
可以忽略。
增加的声级数
声源声级差
12
人体对声音的反应原理
什么是噪声？ 人们不愿意听到的任何声音
空气声：经空气和 围护结构传播
固体声：振动噪声
13
音乐声与普通声响的区别
音乐为非连续 频谱，只含有 基频和谐频， 而谐频是基频 的整倍数。 普通声响频谱 一般为连续频 谱，无上述特 征。
一种声音存在提高了 另一种声音的可闻阈 频率相近则掩蔽作用 显著 对高频掩蔽作用比对 低频掩蔽作用大 有利有弊 弊：听不清要听的 内容，降低工作效 率 利：避免一些噪声 的干扰，提高工作 效率
18
掩蔽音的声压级
掩蔽效应
适合的掩蔽背景声的特点
无表达含义 响度不大 连续 无方位感
33
吸声材料和吸声结构
多孔吸声材料
微孔很多且相互连通，吸收多，反射少， 效果好，如纤维板、毛毡、矿棉 微孔靠得很近却不相通，效果不好，如泡 沫树脂、多孔橡胶
共振吸声结构
薄膜、薄板共振吸声结构 空腔、穿孔板共振吸声结构
空间吸声体
34
吸声材料吸声原理
声波导致空气在吸声材料中行进、反射、折射过 程中产生摩擦而损耗声能，转变为热能
Q－指向性因数， 取决与声源与接收 点的相对关系 R－房间常数
R Sa 1 a
S－房间总表面积
a－平均吸声系数
S0为声源面积，f 为频率，I～IV是声源的4种位置
32
第四节 噪声控制措施
降低噪声源噪声
噪声源的控制、减振
传播途径降低噪声
吸声、隔声、消声、隔振
掩蔽
11
两个不同声源叠加，差别超过10~15 dB，
可以忽略。
增加的声级数
声源声级差
12
人体对声音的反应原理
什么是噪声？ 人们不愿意听到的任何声音
空气声：经空气和 围护结构传播
固体声：振动噪声
13
音乐声与普通声响的区别
音乐为非连续 频谱，只含有 基频和谐频， 而谐频是基频 的整倍数。 普通声响频谱 一般为连续频 谱，无上述特 征。
一种声音存在提高了 另一种声音的可闻阈 频率相近则掩蔽作用 显著 对高频掩蔽作用比对 低频掩蔽作用大 有利有弊 弊：听不清要听的 内容，降低工作效 率 利：避免一些噪声 的干扰，提高工作 效率
18
掩蔽音的声压级
掩蔽效应
适合的掩蔽背景声的特点
无表达含义 响度不大 连续 无方位感
建筑环境学-7声环境的设计
现代的建筑声学 1930年以后出现了电影，从那时开始，高质量的录音和重 现在科学、教育、文化、社会活动、娱乐中开始起到极大 的作用。 无线广播的飞速发展，给声学提出了一系列新问题，同时 也为人们提供了更多更高级的音乐欣赏技术。 声学材料的大量生产和实验室实验，给建筑师控制建筑内 的声学问题提供了必要的工具。 隔声隔噪、吸声降噪、噪声源控制等噪声处理问题在现代 社会中越来越引起人们的重视。噪声于建筑密不可分，噪 声污染的防治与治理已经成为建筑声学重要的组成部分。 噪声规划、噪声控制等理论也逐渐演化开来。
对策： 将吸入管的宽 度改为风机吸 入口直径的 1.25倍，即 W=1.25D，噪 声和振动就解 决了。
根据经验：送、排风机吸入口的气流很重要， 应当避免涡流产生。因吸入口涡流可严重影响 风机的风量。
如图(a) 的情况 风量减 少25%， 而(b)的 情况只 减少5%。
(4)消声器选用原则 1）消声器主要是消除125，250和 500Hz的噪声，所以应选用低、中频效 果好的抗性或共振消声器。 2）通过消声器的风速应小于6m/s，室 式消声器通道断面处风速不应大于 5m/s。
横流式玻璃钢冷却塔,在其运行中产生的设备噪 声为75ｄＢ(Ａ),距离冷却塔约15ｍ处居民住宅 的环境噪声达61ｄＢ(Ａ)。
经测量分析和针对性采用隔声、吸声、消声等 措施后,既解决冷却塔设备噪声、淋水声对环境 的污染,又解决冷却塔所需的通风量要求,将冷 却塔的噪声引起的环境噪声控制在规定的噪声 标准范围内,即昼间55ｄＢ(Ａ),夜间45ｄＢ(Ａ)。
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，1868-1919）（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。
建筑环境学_建筑声环境
k 绝热指数，R 气体常数，T 绝对温度。
建筑环境中的气体： c( t ) = 331.3 1 + 固、液体中的声速 钢： 5000 m/s 松木： 3320 m/s
常温常压下：一般取c=340m/s 水： 1450 m/s
软木： 500 m/s
7－ 5
7.1 声环境基本概念及描述 7.1.1 声音的性质/声音的频率特性
①
②
新声源
声源
7－ 17
7.1 声环境基本概念及描述 7.1.3 声音的传播特点/扩散
声音在传播过程 中，当遇到一些凸 形的或者性质不同 的界面，就会分解 成许多小的比较弱 的反射声波，这种 现象称为扩散。 扩散 对于有音质要求的 房间，声音的扩散 有助于室内声场的 均匀。 均匀
建筑环境声学FIG4－3
研究方法：将频率分成带，即研究某 研究方法 一频率带范围内的声压（振动能量） 谐音(n×基频) 情况。
7－ 7
基音(基频)
7.1.1 声音的性质/频谱与声音的三要素
频谱——特性量随频率变化的连续曲线；频带——表格(离散值) 频谱 频带
常用频程 f中 f上限 f下限
FIG7-2 几种噪声频谱
f中2/f中1=2 f中/ 2 f中 2 倍频程 1/3倍频程 f中2/f中1=3 2 f中/6 2 f中6 2 f上限× f下限＝ f中2
声音开始 切断电源
稳态声级 声压级LP/dB
混响时间T60/s
2s
60dB
声音停止发声后，室内声能 立即开始衰减，声音自稳态 声压级衰减60dB所需的时间 称为混响时间。它是评价室 混响时间 内混响特性的参数。
7－ 20
7.1 声环境基本概念及描述 7.1.3 声音的传播特点/混响及混响时间-1
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LAeq,T
N n LAi / 10 10lg Ti 10 / Ti i 1 i 1
累积分布声级LX
用随机噪声声级出现的累积概率来表示
例如L10＝70dB，表示有10%的测量时间内声级超 过70dB
当随机噪声的声级满足正态分布条件：
LAeq,T
( L10 L90 )2 L50 60
普通声响频谱一般为连续频谱
10
7-1.1声波的基本物理性质
声音的频带
频程 把声频范围划分成几个频段，称作频程 或频带 倍频程
两个频率之比为2:1的频程。一般用倍频 程划分频带，中心频率分别为：
31.3(31.25)、63(62.5)、125、250、500、1000、
2000、4000 、8000 Hz。
室内某点声压级
Q 4 L p LW 10 l g( ) 2 4r R
A
B
指向性因数Q
Q－指向性因数， 取决与声源与接收 点的相对关系
R－房间常数
R Sa 1 a
S－房间总表面积
a－平均吸声系数
S0为声源面积，f 为频率，I～IV是声源的4种位置
40
室内的声压级
声音在室内空间中的传播
室内声场
由直达声与多次反射声组成 声音比自由声场大，且不随 距离平方衰减 有混响现象 (有正负面影响)
平均吸声系数
室内声级随时间t 衰减的量
房间界面总 面积
D0 10cS L( t ) 10lg t lg(1 a ) Dt 4V
房间容积
38
7-3.3声音在室内空间的传播
吸声降噪：
当房间界面吸声系数 R很小时，进行吸声处理， 增加界面吸声系数 R ，就可以使Lp减小，达到 降低噪声的效果 Q 但是，吸声增加，不能改变直达声，即 4r 2 不会改变
思考题1
两个声压级为 0 dB的噪声合成的噪声是否
仍然是 0 dB?
等响曲线与NR、NC曲线有什么异同？
17
7-1.3声源的指向性
声源的指向性
在距声源中心等距离的不 同方向的空间位置处的声 压级不相等
指向性指数DI——在离声源 相同距离r 处，某个方向的 实际声压级Lp(r, θ, φ)与参 考声压级Lp0(r)之差: Lp-Lp0(r)
指向性因数Q —— 实际声 强I (r, θ, φ)与参考声强I0(r ) 的比值: I / I0 Q与指向性指数DI的关系： DI = 10 lg Q 参考声压Lp0(r) 参考声强I0(r)
声音在室内的增长和衰减
室内吸声量越大，衰减越快 房间容积越大，衰减越慢
声能密度Dt，J/m3
停止发声后衰减60dB的时 间称为混响时间：
0.161 V T60 S ln( 1 a)
混响时间过长则声 音含混一片； 混响时间过短则声 音过于单薄。 39
LW
r
Lp
Lp
r
LW
室内的声 压级
1. 人的主观听觉特性 2. 噪声的评价 3. 噪声的标准
7-2 人体对声环境的反应原理与噪声评价
人的主观听觉特性
什么是噪声？ 人们不愿意听到的任何声音
空气声：经空气和 围护结构传播
固体声：振动噪声
21
7-2 人体对声环境的反应原理与噪声评价
听觉机构
疼痛阈
烦恼阈
自由场最小可听阈
22
7-2.2 听觉特性
媒质的密度
p2 I c
12
7-1.2 声音的计量
听觉范围——量级差非常大
可闻阈(听阈)
——人耳刚能感受的声音 p0=2×10-5 Pa
I0=1×10-12 W/m2
烦恼阈
——闻之烦恼不安 p0=20 Pa，I0=1W/m2
疼痛阈 —— 闻之人耳则痛， p=200 Pa，I =100 W/m2
n
LA 10lg 10( Li Ai ) / 20
i 1
28
7-2.3 噪声的评价
噪声评价：A声级
等效连续A声级
针对声级随时间变化的噪声，在一段时间内 能量平均的等效声级
L Aeq,T 1 10 lg t 2 t1
离散噪声
t
t2
1
LA ( t ) / 10 10 dt
33
第三节
声音传播与衰减的原理
7-3.1声音传播与衰减的原理
声音的传播规律
遇到障碍物：反射、散射、衍射(绕射)
AE 障碍物相对波长的尺度由大至小
35
7-3.1声音传播与衰减的原理
声音的透射和吸收
吸收 反射
透射
透射
透射系数
反射系数
入射 吸收 吸声系数 围护结构隔声量： R l g
一般情况下，透射部分的能量要小于反射部分的能量 τ 值小的材料称为“隔声材料”；γ 值小的称为“吸声材料”
r
无方向性的点声源形成的声压场
18
7-1.3 声源的指向性
指向性因数Q
声源尺寸比波长 大得越多，指向 性就越强 指向性与边界对 声波自由扩散的 阻碍有关 处于喇叭状角落， 指向性最强
S0为声源面积，f 为频率，
I～IV是声源的4种位置
19
Hz m
第二节 人体对声环境的反应 原理与噪声评价
LA =NC +10 dB
NC＝NR－5
31
7-2.3 噪声的评价
噪声评价曲线：PNC
PNC(Preferred Noise Curves ) 是对NC曲线进 行的修正 对低频部分更 进一步进行了 降低
PNC=3.5+NC
32
7-2.4 噪声的标准
我国的室内噪声标准
房间类型 卧室、书房、病房 起居室 语言教室 一般教室 门诊室 手术室 宾馆客房 会议室 学术报告厅、阅览室 室内乐、演唱厅 办公室 宴会厅 NR(dB) 35~45 40~45 35 45 50~55 40~45 30~45 30 25 20 35 35 A声级dB(A) 40~50 40~50 40 50 55~60 40~50 35~50 35 30 25 40 40
固液体中的声速
钢 5000 m/s
松木 3320 m/s
水 1450 m/s 软木 500 m/s
6
7-1.1声波的基本物理性质
声音的频带
人耳可以听见范围为 20 ~ 20000Hz 人耳听不见的范围
20 Hz 以下：次声 20000 Hz 以上：超声
31.25 Hz
录音棚、演播室
高保真音乐厅
3
第一节 建筑声环境的基本知识
声波的基本物理性质 声音的计量
1.声音是什么？
《礼记·乐记》： ……感于物而动，故形于声……
在弹性媒质中传播的机 械波
波长
注意：
•声压是空气压强的变化量而 不是空气压强本身 •声音传播过程是一个状态传 播过程，而不是空气质点的 输运过程
对不同的频率有不同的衰减。1000Hz的衰减均为是0。
24
7-2.2 听觉特性
掩蔽效应
一种声音存在提高了另 一种声音的可闻阈 频率相近则掩蔽作用显 著
掩蔽音的声压级
对高频掩蔽作用比对低 频掩蔽作用大 有利有弊 弊：听不清要听的内 容，降低工作效率 利：避免一些噪声的 干扰，提高工作效率
8
7-1.1声波的基本物理性质
乐声的线状谱
音调的高低取决于基频，而音色取决于谐频 880, 1320, 1760, 2200, 分量的构成 谐频 2640, 3080, 3520……
基频
同样的音量和 音调上不同的 音色，就好比 同样色度和亮 度配上不同的 色相的感觉一 样。
9
7-1.1声波的基本物理性质
可闻阈值
1×10-12W
14
7-1.2 声音的计量
声源的扩散和叠加特性
点声源的声功率和声
W
I W 4 r 2
强：声音球面扩散
声强可以直接叠加，
r
故有:
I Ii
总声压是各声压的均
方根: p pi2
球面波
平面波
15
7-1.2 声音的计量
声源声级叠加：非线性！
两个声源叠加(I、P、W 声级同理)：
11
7-1.2 声音的计量
声音的计量
声功率W：声源在单位时间内对外辐射的声 能，即在全部可听范围所辐射的功率，单位 W。也可特指在某个有限频率范围所辐射的 功率，亦称频带声功率。
声强 I：单位时间内通过垂直于传播方向上 单位面积的平均声功率，W/m2。 声压 p：声波的压强与媒质的静压之差，Pa
人 耳 的 听 觉 特 征
特征：对高频声比对低频声敏感
响度级：用1000 Hz 纯音的声压级代表其 等响曲线的响度级，单位Phon（方）
痛阈
等响曲线
听阈
23
7-2.2 听觉特性
声级计：A、B、C、D计权网络
声级计为模拟人耳听觉而进行滤波，分别模拟人耳对40方、70 方和100方纯音的反应而得到A、B、C三种计权方式。D计权用 于测量航空噪声。
25
7-2.2 听觉特性
掩蔽效应
适合的掩蔽背景声的特点
无表达含义 响度不大 连续 无方位感
掩蔽背景声
低响度的空调通风系统噪声往往是很好的掩 蔽背景声 轻微的音乐声 隐约的语言声
26
7-2.2 听觉特性
日本办公楼噪声干扰感觉的调查
打电话声 打电话声 谈话声 空调声 周围同事工 作的声音 办公设备声
13
7-1.2 声音的计量