建筑声学1

p
当P=
２０Ｎ／m2 时
Ｌp = 20lg ——— =120（dB） －５
２１０
20
从式中可知，声压每增加一倍，声压级就增加６dB,声压增 加10倍声压级增加２０ dB。

声强级：一个声音的声强与基准声强之比的常用对 数乘以10。 I ＬI = 10lg — (dB) （ 在0~120分贝之间）
主观感受（生理及心理影响）
建筑 声学
声环境设计:是专门研究如何为建筑使用者 创造一个合适的声音环境

1、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。
第3.1章 基本知识

波长：声波在传播途径上，两个相邻同相 位质点间的距离。符号：λ，单位：m。 声速：声波在弹性介质中传播的速度。符 号：C,单位：m/s,介质的密度愈大，声音 传播的速度愈快，在真空中的声速为0， 在15º C时，在空气中的速度 C=340m/s.
在0℃时，钢=5000m/s, 水=1450m/s
作业 ：证明两个数值不相等的声压级叠加（Ｌp1>Lp2):
LP1－Lp2
叠加后的声压级 Lp=Lp1+10lg (1+10

10
)
(dB)
声音的叠加：
级、声强级。声压级的叠加：
P12+ P22+ P32+••• P0
声音的叠加不能将分贝值直接相加减，应将声压或声强相加减后再求声压 Lp= 20lg —————— = 20lg —— = Lp1+10lg n (当P1=P2=P3=••·） P
第3篇 建筑声学


人们所处的各种空间环境，总是伴随着一定的声环境。
在各种空间环境里，人们对需要听的声音，希望听得 清楚、听得好；对于不需要听的声音，则希望尽可能 的降低，以减少其干扰。 因此，适宜的声环境是人们对空间环境功能要求的组 成部分。



建筑声学是研究控制室内外声环境的一门重要学科。
本课程的目的在于使建筑设计人员懂得控制声环境的 要求、内容和方法，并能有效地综合到城市规划和建 筑设计中去。
I=
W 2） —— (W/m 4πr2
W 平面波声强不变。 I= —— (W/m2） S 线声源的柱面波声强：
S
I=
W —— (W/m2） 2πr
1m

声压：某瞬时，介质中的压强相对于无声波时压强的 改变量。符号：p,单位：N/m2, Pa（帕）， μb（微 巴）。1N/m2 = 1 Pa = 10 μb 在自由声场,声压与声强的关系:

声源的方向性 声波的传播是能量的传递，而非 质点的转移。空气质点总是在其 平衡点附近来回振动，而不传向 远处。 一般用声源的方向性来描述声源 向空间各个方向辐射声波的能力， 多用“极坐标图”来表示。 声源的方向性强弱一方面与声 源本身有很大关系，另一方面， 与声波的频率有关。频率越高方 向性越强。
p2 I= —— ρ0c
(W/m2)
式中 : p——有效声压，N/m2； ρ0——空气密度，kg/m3,一般取1.225 kg/m3； c——空气中的声速，340m/s; ρ0c——介质的特性阻抗，20°C时为415N•S/ m3。 声压和声强有密切的关系，在自由声场中，测得 声压和已知测点到声源的距离，就可计算出该测点之 声强和声源的声功率





将可听频率范围的声音分段测量，以中心频率 作为本段的名称，分为： 倍频程（倍频带）：f2 / f1=2n, n=1，中心频率： 125，250，500，1000，2000，，4000…Hz。 1/3倍频程（1/3倍频带）： f2 / f1=2n, n=1/3 100,125,160; 200,250,315; 400,500,630;…… 中心频率是上限和下限的几何平均值
பைடு நூலகம்




频带：人耳可听的频率范围相当（20Hz～20kHz）， 不可能处理某一单个的频率，只能将整个可听声音的 频率范围划分成为许多频带，以便研究与声源频带有 关的建筑材料和围蔽空间的声学特性。

简单地说，频带是两个频率限值之间的连续频率，频 带宽度是频率上限值与下限值之差。例如，假设任意 选择的频带宽度为200Hz，第一个频带的下限频率为 20Hz，上限频率为220Hz；后续的频带的下限频率和 上限频率分别是220 Hz和420 Hz以及420 Hz和620 Hz， 等等。
——
I0
=10x
I X=log10—— =lg — （BL贝尔）=10lg—（dB分贝） I0 I0 I0
I
I

声压级：一个声音的声压与基准声压之比的常用对 数乘以20。 p Ｌp = 20lg — (dB) （ 在0~120分贝之间）
0 式中 p０——参考声压（基准声压）， p０＝２１０－５Ｎ／m2，使人 耳感 到 疼痛的上限声压为２０Ｎ／m2
第3篇 建筑声学
客观存在 声音
声音与人
声音对人的审美感受的作用（利用声音与行为的互动关系来设计环境） “雨打芭蕉 ” 苏州拙政园的“留听阁”—— ―秋阴不散霜飞晚，留得枯荷听雨声 ” “听雨轩 ” —— ―听雨入秋竹，留僧覆旧棋”。 “听雨寒更彻，开门落叶深” 绝对安静的影响； 音乐疗法 声音与人的行为方式 音乐节奏与行为的关系 噪声对人的影响 听力丧失；损害身体和精神健康；噪声与社会生活；噪声对动物的影 响；噪声的其他危害。


C = λ.f 或
C=λ/T
( f = 1/T )


纵波: 质点振动方向与波的传递方向平行。（声波） 横波: 质点振动方向与波的传递方向垂直。 （水波）
声线：声波的传播方向可 用声线来表示。声线是假 想的垂直于波阵面的直线 ，主要用于几何声学中对 声传播的跟踪。

波阵面：声波从声源发出，在同一介质中按一定方向传播，在某 一时刻，波动所到达的各点的包迹面称为波阵面 平面波：波阵面平行于传播方向垂直的平面的波——面声源 球面波：波阵面为同心球面的波—————————点声源 柱面波：波阵面为同轴柱面的波—————————线声源
f= f 1 f2 f1=f 2n
求上限和下限频率：如中心频率为500 Hz的 下限频率为f1=356Hz; 上限频率为f2=710 Hz


例如，把中心频率为125Hz的倍频带分为 3个1/3倍频带时，它们的中心频率分别是 100Hz（由125Hz被1.26除）、125Hz及 160Hz（由125Hz乘1.26）。
能之比。
Eτ
吸声系数是指被吸收的声能（即没有被表面反射的部分）与入射声
3.1.3声音的计量

声功率是指声源在单位时间内向外辐射的声音能量，记 作W，单位为瓦（W）或微瓦（µ W）。在建筑声学中， 对声源辐射的声功率，一般可看作是不随环境条件而改 变的、属于声源本身的一种特性。 所有声源的平均声功率都是很微小的。一个人在室内说 话，自己感到比较合适时，其声功率大致是10～50µ W， 400万人同时大声讲话产生的功率只相当于一只40W灯泡 的电功率，独唱或一件乐器辐射的声功率为几百至几千 微瓦。充分而合理地利用人们讲话、演唱时发出的有限 声功率，是室内声学研究的主要内容之一。
声能密度 声强为I的平面波，在单位面积上每秒传播的 距离为C，则在这一空间中声能密度为：

D= ─ （W· s/m3)
C
I

问题提出 两个同样的声源放在一起，感觉是否响 一倍?

3.1.3.2 分贝、声功率级、声强级、声压级、声音的 叠加
对于频率为1000 HZ的声音，听阈范围 下限 10-12 W/m2 声强 上下相差一万亿倍 上限 1 W/m2

在建筑声环境的研究中，借助音乐的概念把整个可听频率 范围划分为许多倍频带。倍频带的上限频率是下限频率的2 倍，例如从200 Hz至400 Hz是一个倍频带，其相邻的一个 较高的倍频带是400 Hz至800 Hz。
因为顺序的倍频带带宽都不相等，而是增加为2倍。例如从 200 Hz到400 Hz的频带，带宽是200 Hz；从400 Hz到800 Hz频带，带宽则为400 Hz。 因此，倍频带的中心频率须由上限频率与下限频率的几何 平均值求得，就是上限频率与下限频率乘积的平方根。范 围在200Hz至400Hz的频带，其中心频率是283Hz（可由算 式求得）。

下限 2×10-5 N/m2 声压 上限 20 N/m2 上下相差一百万倍
因此直接用声强、声压来度量 声音的强弱是很不方便，而且人耳对
声音大小的感觉并不与声强、声压成正比，即人耳对声音变化的反应不是 线性的，而是近似地与它们对数值成正比。 如果以10倍为一级，即对比值为10 , X 为级数：
I

声压级相加的简单实用方法包括两个步骤：首先， 算出拟相加的两个声压级差；其次，依下表决定 拟加到较高一个声压级上的数值.
例1．2 在人行道测得2辆汽车声音的声压级分别 是77dB和80dB，它们的总声压级是多少？ 解：两个声音的声压级差为80－77＝3dB，由表1 －1可知需加在较高一个声压级上的量为2dB，所 以总声压级为80＋2＝82dB。

3.1.3.1 声功率、声强、声压、声能密度 声功率：声源在单位时间内向外辐射的声能，符号：W， 单位：瓦（W）， 微瓦（μW） 声强：在单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积 所通过的声能。符号：I，单位：（W/m2）， 在自由声场，点声源的声强随距离的平方呈反比，遵循平 方反比定律：
I0
式中I0——参考声强（基准声强）， I0＝１０－１２ W/m2，使人耳感 到疼痛的上限声压为１0 W/m2。

声功率级：一个声音的声功率与基准声功率之比的常用对 数乘以10。 W (dB) （ 在0~120分贝之间） ＬW = 10lg — W0
式中 Ｗ０——参考声功率（基准声功率），Ｗ０ ＝１０－１２ W

将可听频率范围的声音分段测量，以中心频率作为本段的名称，分 为： 倍频程（倍频带）：f2 / f1=2n, n=1，中心频率：125，250，500， 1000，2000，，4000…Hz。 1/3倍频程（1/3倍频带）： f2 / f1=2n, n=1/3
3.1.2 声能分析
E0
Eτ 透射系数： τ = ——， τ 小为隔声材料 E0 Eγ Eα Eγ 反射系数： γ = ——， γ小为吸声材料 E0 E γ E α+ E τ 吸声系数： α = 1- γ = 1- —— = ———— E0 E0


5、其他 电声：随着电子工业日新月异的发展，电声系统在 建筑中的应用越来越广泛，电声系统逐渐成为建筑 中满足听闻功能要求的重要设备系统。
第3.1章 基本知识 3.1.1 基本概念 周期：声源完成一次振动所经历的时间。 符号：T，单位s 频率：一秒钟内振动的次数。符号：f， 单位：Hz。人耳可听范围：20~20000Hz, 大于20000 Hz为超声，低于20 Hz为次声， 250 Hz以下的通常称为低频， 250 Hz至 500 Hz为中频，1kHz以上的称为高频。 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

2、隔声隔振 主要是有安静要求的房间，如录音室、演播室、旅 馆客房、居民住宅卧室等等。

4、噪声的防止与治理 了解噪声的标准,规划建筑设计阶段如何避免噪 声、出现噪声如何解决以及交通噪声治理等。 3、材料的声学性能测试与研究 吸声材料：材料的吸声机理、如何测定材料的 吸声系数、不同吸声材料的应用等等。 隔声材料：材料的隔声机理，如何提高材料的 隔声性能，如何评定材料的隔声性能，材料隔振的 机理，不同材料隔振效果等。
0
nP12
二个相同声源声压叠加后（n=2），总声压级比一个声压级增加３dB，

如果声压级改变1dB，人们很难察觉这种变 化，因此，对于声压级总是以整数表示。人 耳能判断的声压最小变化是3dB，对于5dB 的变化则有明显的感觉。在分贝标度中，声 压每加1倍，声压级就增加6dB；声压每乘 10，声压级就增加20dB；声压级每增加 10dB，人耳主观听闻的响度大致增加1倍。 人们长时间暴露在高于80dB的噪声级下， 有可能导致暂时的或永久的听力损失。