第1章-建筑声学基础
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第一章声学基本知识
1）物理量的初步描述： 波长入： 振动在一个周期的时间所传播的距离。
声波波长范围：1.7cm ------17m 频率 f ：质点在单位时间作完全振动的次数。人耳所
能感觉到的频率大约在20——20000Hz之间 声速 C： 声波在单位时间所传播的距离。
12
■ 声速的大小与介质的物理性质、温度有关。 空气中： C=331+0要点
4、声音的计量—— 声功率、声强、声压、声功率级、
声强级、声压级、响度、总声级（重点是A声级）、
声压级的叠加。 5、频谱、倍频程的概念 6、声波的传播特点
声波的反射、绕射（衍射）（重点）、透射、声波 的聚焦、扩散及特点 7、人耳的听觉特性 声源的指向性、时差效应、双耳听闻效应、掩蔽效 应、音调和音色。
六个倍频带 音乐：63 125 250 500 1K 2K 4K 8K
八个倍频带 实验室精细研究： 125 ~ 4K 18个1/3倍频带 63 ~ 8K 24个1/3倍频带
46
47
48
三、 声源指向特性
1、定义： 声源辐射声能是空间方位的函数，此属性称为指 向性。
2、特点： 当声源尺寸L和声波波长之间的关系为： 1、L《入时：无方向性，声源可看作点声源，
（W，W）声功率不等于电功率。 40万人同时大声讲话——40W灯泡功率
2、声能密度D： 1）定义： 声场中单位体积的声能量。
符号：D 单位： J/m3 2）特点：标量。 3）运算：
28
3、声强I： 1）定义：单位时间通过垂直于声传播方向单位 面积的声能量。 2）特点：矢量。符号：I 单位：W/m2 3）运算：
（（１） 《建筑物理》五校合编
刘加平 主编
（２）《建筑物理》 东南大学
声波波长范围：1.7cm ------17m 频率 f ：质点在单位时间作完全振动的次数。人耳所
能感觉到的频率大约在20——20000Hz之间 声速 C： 声波在单位时间所传播的距离。
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■ 声速的大小与介质的物理性质、温度有关。 空气中： C=331+0要点
4、声音的计量—— 声功率、声强、声压、声功率级、
声强级、声压级、响度、总声级（重点是A声级）、
声压级的叠加。 5、频谱、倍频程的概念 6、声波的传播特点
声波的反射、绕射（衍射）（重点）、透射、声波 的聚焦、扩散及特点 7、人耳的听觉特性 声源的指向性、时差效应、双耳听闻效应、掩蔽效 应、音调和音色。
六个倍频带 音乐：63 125 250 500 1K 2K 4K 8K
八个倍频带 实验室精细研究： 125 ~ 4K 18个1/3倍频带 63 ~ 8K 24个1/3倍频带
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三、 声源指向特性
1、定义： 声源辐射声能是空间方位的函数，此属性称为指 向性。
2、特点： 当声源尺寸L和声波波长之间的关系为： 1、L《入时：无方向性，声源可看作点声源，
（W，W）声功率不等于电功率。 40万人同时大声讲话——40W灯泡功率
2、声能密度D： 1）定义： 声场中单位体积的声能量。
符号：D 单位： J/m3 2）特点：标量。 3）运算：
28
3、声强I： 1）定义：单位时间通过垂直于声传播方向单位 面积的声能量。 2）特点：矢量。符号：I 单位：W/m2 3）运算：
（（１） 《建筑物理》五校合编
刘加平 主编
（２）《建筑物理》 东南大学
建筑声学1---基本知识要点20140118
例：在一自由声场中，距离面声源2m远的直达 声的声压级为65dB，则距声源4m处的声压级为： A. 65dB C. 61dB B. 63dB D.59dB
二、混响和混响时间计算公式
混响过程：对室内音质影响很大 声源停止后，室内声场逐渐被房间内表面所 吸收而消 失的过程。此过程与听音的质量关 系极大 。 停止发声→直达声→一次反射声→二次反、 射声→………… 多次反射声整个过程连续且 逐渐衰减——是一个逐渐衰减的混响过程.
2、定义响度级 A、 选定标准声音： 1000Hz（纯音）——Lp=50dB B、f1(2000Hz)（待测）——Ｌｐ＝48ｄＢ
f2(100Hz) (待测）——Ｌｐ＝59ｄＢ
他们的响度级都是： 50方 定义：某频率声音的响度级等于根据听力正 常的听音的听音判断为等响的1KHz 纯音的声压级。 单位： 方 1KHz的声压级为响度级
第二节 室内声学原理
一、自由声场（无反射）
（一）点声源观测点与声源的距离增加一倍，声压级
降低6dB。
Lp =Lw— 20lg r --11
（二）无限长的线声源观测点与声源的距离增 加一倍，声压级 降低3dB。 交通噪声观测点与声源的距离增加一倍， 声压级降低4dB。 （三）面声源观测点与声源的距离增加，声压 级不衰减。
生声扩散现象？ A 凸曲面 C 平面 B 凹曲面 D 软界面
6、 （2006）两个声音传至人耳的时间差为多少 毫秒（ms）时，人们就会分辨出他们是断续的？
A 25ms
C 45ms
B 35ms
D 55ms
7、 (2005)低频声波在传播途径上遇到相对尺
寸较小的障板时，会产生下列哪种声现象？ A 反射 C 扩散 答案：D B 干涉 D 绕射
建筑物理 +声学部分+《第1章：建筑声学基础知识》
0c 又称为介质的特性阻抗。
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建筑物理
第1章 建筑声学
1.2.2 声功率级、声强级和声压级 人耳刚能听见的下限声强为10-12w／m2，相应的声压为 2×10-5N／m2；使人感到疼痛的上限声强为1w／m 2，相 应的声压为20N／m2。所以用声强和声压计量声音很难。 1.声功率级（ LW ） 声功率级是声功率与基准功率之比的对数的10倍。记为 LW W LW 10 lg (dB) W0
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建筑物理
第1章 建筑声学
2.声强级（LI ） 声强级是声强与基准声强之比的对数的10倍。记为 LI
I LI 10 lg I0
(dB)
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建筑物理
第1章 建筑声学
3.声压级（Lp） 声压级是声压与基准声压之比的对数的20倍。记为 Lp
p L p 20 lg (dB) p0
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建筑物理
第1章 建筑声学
1.1.4 声音的透射、反射和吸收
当声波入射到建筑构件(如墙、天花)时，声能的一部 分被反射，一部分透过构件，还有一部分被构件吸收。 根据能量守恒定律，若入射总声能为E0，反射的声能 为Eρ，构件吸收的声能为Eα，透过构件的声能为Eτ， 则互相间有如下的关系:
E0＝E 十Eα十E τ
Lp LW 20lg r 8
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建筑物理
第1章 建筑声学
1.4.2 室内声压级的计算
1.直达声、早期反射声及混响声。
1.直达声：是指声源直接到达接收点的声音。 2.早期反射声：一般指直达声到达以后，相对延 迟时间为50ms内到达的反射声。（对于音乐声可 放宽至80ms）。 3.混响声：在早期反射声之后陆续到达的，经过 多次反射后的声音统称为混响声。
1-建筑声学的基本知识 1
就会被分解成许多较小的反射声线，并且使传播的立 体角扩大，这种现象称之为扩散反射。适当的声波扩 散反射可以促进声音分布均匀，并可防止一些声学缺 陷的出现。
1-建筑声学的基本知识
• 扩散反射可分为完全扩散反射和部分扩散反射两 种。前者是将入射的声线均匀地向四面八方反射，即 反射的方向分布完全与入射方向无关；作后者是指反 射同时具有镜像和扩散两种性质，即部分镜像反射， 部分作扩散反射。
•
声源辐射声波时对外作功。声功率是指声源在单位时
间内向外辐射的声能，记作W，单位是瓦（W）或微瓦
（μW）。 是属于声源本身的一种特性。
声源种类 喷气飞机 汽锤 汽车 钢琴 女高音 对话
几种不同声源的声功率 声功率
10kW 1W 0.1W 2mw 1000-7200μW 20μW
1-建筑声学的基本知识
1-建筑声学的基本知识
• 第1章 建筑声 1 声音的物理性质
• 本节要点： • 1.
1-建筑声学的基本知识
• 1.1声音 声源 空气中的声波
声音是人耳所能感觉 到的“弹性”介质的振动， 是压力迅速而微小的起伏 变化。
声音产生于物质的振 动，例如扬声器的膜片、 拨动的琴弦等。这些振动 的物体称之为声源。
1-建筑声学的基本知识
• 二、声强级LI
•
声强级是声强与基准声强之比的对数的10倍，
记作LI，单位也是分贝（dB），可用下式表示：
I LI 10 lg I0
式中 I ——某点的声强，W/m2；
I 0 ——基准声强，10-12W/m2。
1-建筑声学的基本知识
• 三、声压级
•
声压级是声压与基准声压之比的对数乘以20，
• 应注意不同波长与扩散反射之间的关系
1-建筑声学的基本知识
• 扩散反射可分为完全扩散反射和部分扩散反射两 种。前者是将入射的声线均匀地向四面八方反射，即 反射的方向分布完全与入射方向无关；作后者是指反 射同时具有镜像和扩散两种性质，即部分镜像反射， 部分作扩散反射。
•
声源辐射声波时对外作功。声功率是指声源在单位时
间内向外辐射的声能，记作W，单位是瓦（W）或微瓦
（μW）。 是属于声源本身的一种特性。
声源种类 喷气飞机 汽锤 汽车 钢琴 女高音 对话
几种不同声源的声功率 声功率
10kW 1W 0.1W 2mw 1000-7200μW 20μW
1-建筑声学的基本知识
1-建筑声学的基本知识
• 第1章 建筑声 1 声音的物理性质
• 本节要点： • 1.
1-建筑声学的基本知识
• 1.1声音 声源 空气中的声波
声音是人耳所能感觉 到的“弹性”介质的振动， 是压力迅速而微小的起伏 变化。
声音产生于物质的振 动，例如扬声器的膜片、 拨动的琴弦等。这些振动 的物体称之为声源。
1-建筑声学的基本知识
• 二、声强级LI
•
声强级是声强与基准声强之比的对数的10倍，
记作LI，单位也是分贝（dB），可用下式表示：
I LI 10 lg I0
式中 I ——某点的声强，W/m2；
I 0 ——基准声强，10-12W/m2。
1-建筑声学的基本知识
• 三、声压级
•
声压级是声压与基准声压之比的对数乘以20，
• 应注意不同波长与扩散反射之间的关系
建筑物理-声学基本知识
2000Hz 4000Hz
1000Hz
4m
21
0.004
0.01
0.024
Architectural Acoustics
2019年3月8日星期五
第一章 建筑声学基本知识
室内声学原理 混响与混响时间
混响时间的意义及影响因素
• •
反映了声波在房间衰减的快慢程度； 大致反映了直达声与反射声的比例；
人耳的主观听觉特性 人耳的听闻范围
听觉过程：外耳——中耳——内耳——大脑 人耳对不同频率的声音的敏感程度不一样
•
对中、高频敏感；对低频不敏感
听闻范围
人耳所感觉的声音的大小称为响度
相同声压级，不同频率的声音，响度不同 • 相同频率，不同声压级的声音，响度不同 • 等响
•
响度
响度的单位为宋(sone)
线源声音随距离的衰减
无限长线声源：传播距离加倍，声压级降低 3 dB 有限长线声源：传播距离加倍，声压级降低 3~6 dB
面源声音随距离的衰减
近处：声能没有衰减 远处：传播距离加倍，声压级降低3~6dB
14
2019年3月8日星期五
Architectural Acoustics
第一章 建筑声学基本知识
声波的性质>>声波的折射 声波的折射
介质的温度、密度等条件发生变化后，会产生声传播的弯曲现象 温度的影响：
白天，地面附近的空气温度高，声波向上弯曲； 夜间，地面附近的空气温度低，声波向下弯曲
风的影响：
顺风时声波向下弯曲；逆风时向上弯曲
1000Hz
4m
21
0.004
0.01
0.024
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第一章 建筑声学基本知识
室内声学原理 混响与混响时间
混响时间的意义及影响因素
• •
反映了声波在房间衰减的快慢程度； 大致反映了直达声与反射声的比例；
人耳的主观听觉特性 人耳的听闻范围
听觉过程：外耳——中耳——内耳——大脑 人耳对不同频率的声音的敏感程度不一样
•
对中、高频敏感；对低频不敏感
听闻范围
人耳所感觉的声音的大小称为响度
相同声压级，不同频率的声音，响度不同 • 相同频率，不同声压级的声音，响度不同 • 等响
•
响度
响度的单位为宋(sone)
线源声音随距离的衰减
无限长线声源：传播距离加倍，声压级降低 3 dB 有限长线声源：传播距离加倍，声压级降低 3~6 dB
面源声音随距离的衰减
近处：声能没有衰减 远处：传播距离加倍，声压级降低3~6dB
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第一章 建筑声学基本知识
声波的性质>>声波的折射 声波的折射
介质的温度、密度等条件发生变化后，会产生声传播的弯曲现象 温度的影响：
白天，地面附近的空气温度高，声波向上弯曲； 夜间，地面附近的空气温度低，声波向下弯曲
风的影响：
顺风时声波向下弯曲；逆风时向上弯曲
第1章建筑声学基本知识
反射系数、透射系数、吸收系数； 隔声材料与吸声材料
第1章建筑声学基本知识
第二节 声音的计量 主要内容提要 声功率、声强和声压 声压级、声强级、声功率级及其
叠功率、声强和声压
1．声功率
声源辐射声波时对外作功，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)。声源声功率有时是指
声速、波长和频率有如下关系：C=λ*f 或C=λ/T
第1章建筑声学基本知识
当温度为0℃时，声波在不同介质中的速度为： 松木 3320 m／s 软木 500 m／s 钢 5000 m／s 水 1450m／s
声速不是质点振动的速度，而是振动状态传播的速度：它的 大小与振动的特性无关，而与介质的弹性、密度以及温度有 关。在空气中，声速与温度的关系如下：
6.声波的类型 波的传播过程中，空气质点的振动方向与波传播的方 向相平行，称为纵波。若介质质点的振动方向与波传 播的方向相垂直，则称为横波，如水的表面波。 根据介质的不同，声音可分为空气声和固体声 ，通过 空气传播的声音为空气声，通过固体传播的声音为固 体声。
第1章建筑声学基本知识
二、频率、波长与声速
任一点的声压都是随时间而不断变化的，每一 瞬间的声压称瞬时声压，某段时间内瞬时声压 的均方根值称为有效声压。
如未说明，通常所指的声压即为有效声压。
第1章建筑声学基本知识
声压与声强有着
密切的关系。在 自由声场中，某 处的声强与该处 声压的平方成正 比而与介质密度 与声速的乘积成 反比。
第1章建筑声学基本知识
第1章建筑声学基本知识
3. 如用小锤敲打音叉，音叉便会发生振动，并带动邻近的空 气发生振动，当音叉向某一方向振动时，便压缩其邻近的 空气发生振动，使之变密；当音叉向另一方向振动时，便 反向拉伸这一部分空气，使之变疏，从而导致上述部分空 气随着音叉的振动频率，产生一密一疏的周期变化，即形 成振动。而后，其又带动较远部分的空气亦随之发生振动， 使音叉的振动在空气中由近及远，向四面八方传播。
第1章建筑声学基本知识
第二节 声音的计量 主要内容提要 声功率、声强和声压 声压级、声强级、声功率级及其
叠功率、声强和声压
1．声功率
声源辐射声波时对外作功，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)。声源声功率有时是指
声速、波长和频率有如下关系：C=λ*f 或C=λ/T
第1章建筑声学基本知识
当温度为0℃时，声波在不同介质中的速度为： 松木 3320 m／s 软木 500 m／s 钢 5000 m／s 水 1450m／s
声速不是质点振动的速度，而是振动状态传播的速度：它的 大小与振动的特性无关，而与介质的弹性、密度以及温度有 关。在空气中，声速与温度的关系如下：
6.声波的类型 波的传播过程中，空气质点的振动方向与波传播的方 向相平行，称为纵波。若介质质点的振动方向与波传 播的方向相垂直，则称为横波，如水的表面波。 根据介质的不同，声音可分为空气声和固体声 ，通过 空气传播的声音为空气声，通过固体传播的声音为固 体声。
第1章建筑声学基本知识
二、频率、波长与声速
任一点的声压都是随时间而不断变化的，每一 瞬间的声压称瞬时声压，某段时间内瞬时声压 的均方根值称为有效声压。
如未说明，通常所指的声压即为有效声压。
第1章建筑声学基本知识
声压与声强有着
密切的关系。在 自由声场中，某 处的声强与该处 声压的平方成正 比而与介质密度 与声速的乘积成 反比。
第1章建筑声学基本知识
第1章建筑声学基本知识
3. 如用小锤敲打音叉，音叉便会发生振动，并带动邻近的空 气发生振动，当音叉向某一方向振动时，便压缩其邻近的 空气发生振动，使之变密；当音叉向另一方向振动时，便 反向拉伸这一部分空气，使之变疏，从而导致上述部分空 气随着音叉的振动频率，产生一密一疏的周期变化，即形 成振动。而后，其又带动较远部分的空气亦随之发生振动， 使音叉的振动在空气中由近及远，向四面八方传播。
建筑声学 复习资料
Lp 20lg
np p 20lg 10lg n p0 p0
•两个相等的声压级叠加
L = 3 dB
响度级：表示声音的强弱。
以1000Hz的纯音作为标准音，它在丌同声压级条件下 响度丌同，将待测纯音不他比较，二者听起来同样响时 ，该1000Hz纯音的声压级值就定义为待测声音的“响度 级”，单位是”方”（phon）。
• 当房间容积越大，界面吸声量越小时，每次反射经 过的路程就越长，声音衰发就越慢，混响时间越长 ； • 赛宾公式应用亍 差； 的情况，否则将产生较大的误
0.2
2. 依林公式
0.161V T60 S ln(1 )
式中： V——房间容积，m3； S——室内总表面积,m2； ——室内表面平均吸声系数。 S和 计算方法同上。
代入依林公式得 查表得
=0.197 ln(1 ) =0.178
附表
室内声压级计算不混响半径
1. 室内声压级计算
当一点声源在室内连续収声时，假定声场充分扩散，则利用 以下的稳态声压级公式计算离开声源丌同距离处的声压级，即 或
Q 4 Q 4 L p 10 lg W 10 lg( ) 120 L p LW 10 lg( ) 2 2 4r R 4r R Lw －声源的声功率级，dB； W －声源声功率，W； r －离开声源的距离，m； R－房间常数， R S ， m2； 1 S－室内总表面积，m2； －室内平均吸声系数； Q－声源指向性因数，叏决亍声源不接收点的相对关系。
Lp 10 lg 0.00034 10 lg(
1 4 ) 120 58.7 dB 2 4 r 1869
混响半径：
r 0 0.14 RQ 6m
[建筑声学] 第1讲 声学基本知识
![[建筑声学] 第1讲 声学基本知识](https://img.taocdn.com/s3/m/6ad09b005f0e7cd1842536dc.png)
一、振动与声波
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
• 2、振动在空气中的传播——声波 • 必须注意：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、振动与声波
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
• 2、振动在空气中的传播——声波
• 纵波 — 质点的振动方向与传播方向一致的波。
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
皇穹宇
四、声波的反射和扩散
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
• 回音壁
四、声波的反射和扩散
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
• 三音石
五、声波的绕射（衍射）
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
• 绕射（衍射）
五、声波的绕射（衍射）
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
• 每一瞬间的声压叫瞬时声压，某段时间内瞬时 声压的平均值称为有效声压，用它的均方根值 来表示。
一、声功率、声强、声压
【 声 音 的 计 量 与 听 觉 特 性 】
• 声强与声压的平方成正比。
I
p
2
c
0
二、声强级、声压级、声功率级
【 声 音 的 计 量 与 听 觉 特 性 】
• 由于以下两个原因，实际应用中，表示声音强 弱的单位并不采用声压或声功率的绝对值，而 采用相对单位——级（类似于风级、地震级）。 • 1）声压对人耳感觉的变化非常大。
• 注意：① 声功率所指的频率范围。 ② 声功率≠电功率
一、声功率、声强、声压
【 声 音 的 计 量 与 听 觉 特 性 】
• 声强是指在单位时间内在垂直于声波传播方向 的单位面积上的所通过的声能，记作 I ,单位 是 w/m2。
建筑物理(architecturalphysics)第1章建筑声学基本知识
2019年11月29日
建筑声学15
——建筑声学的新挑战
4、声学发展简史：
公元前古希腊、罗马的露天圆形剧场
2019年11月29日
建筑声学4
建筑声环境概述
埃比道拉斯剧场： 歌坛Ф 20m，歌坛后部舞台高3.5m，进深 3m，长26.5m，12根壁柱作背景，扇形看台利用自然山坡。
2019年11月29日
建筑声学5
建筑声环境概述
奥朗日剧场：半圆形乐队席，舞台上方修建斜反射顶棚将反射声投 向观众
中国古代剧场演变及设计成就 公元前一千年殷代：“坎其击鼓，宛丘之下”---《诗经·陈风》
利用自然地形观看歌舞表演。 “余音绕梁三日不绝”----《列子》 已经注意到混响的问题
2019年11月29日
建筑声学6
建筑声环境概述
15世纪天坛的回音壁----利用回声 知识建造回音壁、三音石和圜丘。
建筑声学11
2019年11月29日
建筑声学12
第十章 建筑声学基本知识
第一节 声音的产生和传播
2、声波的反射 当声波遇到一块尺寸比波长大得多的障碍时，声波将被反射。 类似于光在镜子上的反射。反射的能量与反射面有关 反射的规则： 1）入射线、反射线法线在同一侧。 2）入射线和反射线分别在法线两侧。 3）入射角等于反射角。∠i= ∠
中世纪教堂：混响时间长，音质丰满，语言清晰度差 18世纪奥地利维也纳的音乐厅，意大利米兰歌剧院 19世纪末20世纪初期美国声学家赛宾（Sabine）的贡献：
Sabine对混响时间的研究—1900年发表《混响》
1932努特生（knudsen)出版《建筑声学》1936年莫尔斯《振动 与声》标志建筑声学成为一门系统的学科
建筑声学基本知识
1、 第一章中基本概念的理解。
声波：声源振动引起弹性媒质的压力变化，并在弹性媒质中传播的机械波。
声源：振动的固体、液体、气体。
声压：空气质点由于声波作用而产生振动时所引起的大气压力起伏。
（空气压强的变化量，10-5～10 Pa 量级）特性：波长λ、频率 f 、声速 c声源：通常把受到外力作用而产生振动的物体称为声源。
原理：声源在空气中振动，使邻近的空气振动并以波动的方式向四周传播开来，传入人耳，引起耳膜振动，通过听觉神经产生声音的感觉。
振动的产生：这里只介绍最简单的振动——简谐振动。
物体振动时离开平衡位置的最大位移称为振幅，记作A ，单位米(m)或者厘米（cm ）；完成一次振动所经历的时间称为周期，记作T, [单位秒（s ）]。
一秒钟内振动的次数称为频率，记作f ，[单位赫兹（Hz ）]。
它们之间的关系 f = 1/T 。
如果系统不受其它外力，没有能量损耗的振动，称为“自由振动”，其振动频率叫做该系统的“固有频率”记作f0 。
振动在空气中的传播──声波:分为横波和纵波。
质点的振动方向和波的传播方向相垂直，称为横波。
如果质点的振动方向和波的传播方向相平行，则称为纵波。
在空气中传播声波就属纵波。
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。
声速与媒质的弹性、密度和温度有关空气中的声速：理想气体中空气中声速是温度的单值函数。
在建筑环境领域中变化范围很小，近似：340 m/s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。
波阵面为平面的称为平面波，波阵面为球面的称为球面波。
次声波和超声波：人耳能感受到的声波的频率范围大约在20－20000Hz 之间。
低于20Hz 声波成为次声波，高于20000Hz 称为超声波。
最新0第一章_建筑声学基本知识
3、声强级(sound intensity level) LI
I
2020年8月3日
LI 10log10
(dB) I0
建筑声学8
第十章 建筑声学基本知识
第二节 声音的计量
Lp20lo1g0PPo(dB)
声压级的叠加
10dB+10dB=? 0dB+0dB=? 0dB+10dB=? 答案分别是：13dB、3dB、10dB.
在100Hz~4000Hz,相应的波长约3.4m~8.5cm 。
参数间存在如下关系：c=f* 或 =c/f
2020年8月3日
建筑声学4
第十章 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
2020年8月3日
建筑声学5
第十章 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
对于点声源有：
I
W
4r2
(w/m2)
-------距离平方反比定律
“级”（level)的概念？
“级”：声学中被研究的声学量与其同类基准值之比的常 用对数叫“级”。实际应用中，表示声音强弱的单位并不 采用声压或声功率的绝对值，而采用相对单位——级（类 似于风级、地震级）。单位分贝(dB):是贝尔的十分之一
为什么要采用“级”的计量方法？
1）声压对人耳感觉的变化非常大， 1000Hz的声音，听 觉下限Po=2×10-5N/m2,上限P=20N/m2,相差106倍。
第1章 建筑声学基础
历时15年，造价超出预算11倍 (1973年完工)。政府已无力支付， 以发行债券向市民集资来完成。但澳洲人以此地标性建筑闻名 于世而感到骄傲。
约恩· 伍重
●但由于音质不佳，而又未能改进，长期来为音乐界 所抱怨，乃至引发悉尼交响乐团抵制在该厅演出。
(见人民日报报导)
学习难点：
声学设计与室内设计（建筑设计）的结合； 一个成功的设计应该在声学、美观方面结合得很好 。
I — I 0 — 基准声强，10-12 w/m2
P — 声压，Pa； P 0 — 基准声压， 2×10-5 Pa
I
P
2
0C
第二节 声音的计量
二、声功率级、声强级和声压级
声功率级 声强级 声压级
W Lw 10 l g W0
I LI 10l g I0 p Lp 20 l g p0
6、建筑设计中重造型，轻功能的倾向，带来许多与 声学要求相违的后果！！！
20世纪中有过几次重大建筑声学事故!
重大失败事故[之一]
纽约林肯文化中心，是美国二战以后规模最大的文化建设项目， 由5座演艺建筑组成，其最后建成也是最重要的一座音乐厅 (2644座)，于1962年建成。
Leo Beranek（白瑞纳克）
第一节 声音的基本性质 §2 声音的物理性质
二、频带
每个频带有一个下界频率f1 和上界频率f2 ，
而Δf=f2-f1，称为“频带宽度”，简称带宽
f1和f2的几何平均称为频带中心频率
f c f1 f 2
实验证明，当声音的声压级不变而频率提高一倍时，听起来音调也提高一倍
第一节 声音的基本性质 §2 声音的物理性质
第二节 声音的计量
第一章第二节建筑声学基础
第一章第二节建筑声学基础第2节:建筑声学基础最早的建筑声学记录可以在公元前一世纪罗马建筑师维特鲁威所著的《建筑十书》中找到。
这本书描述了古希腊剧院的声音调节方法，如使用共鸣箱和反射面来增加表演的音量等。
19世纪末，欧洲的古典声学达到了顶峰(在此期间，维也纳的金色大厅于1867年建成，并于1869年竣工)建于XXXX (14XXXX)，被称为奉天堂。
明朝嘉靖四十一年(1562年)，它改名为故宫。
清顺治于1645年改名自建成以来，它被多次烧毁和重建。
今天，它被看作是清朝康熙三十四年(1695年)重建的形状太和殿是中国现存最大的木结构建筑太和殿上的牌匾“筑极随游”是甘龙皇帝写的。
(构建:构建，创建)杆子:从树林里传来，急促的声音原意:房子的主梁最高职位特别是君主的地位建造一个皇家旗杆——书弘范睢:从魅力(米)，从宜，车也-《说文解字》对…让步为了中国，为了绥远四方-诗黛雅·明劳:计划；策划，陶；规则、成就；优点建设一个非常强大和和平的国家的意义是统治世界，建立一个强大和庄严的国家，安抚海洋中的附庸，并创造一个持久的遗产。
)太和殿宽11间，深5间，建筑面积2377.00㎡，高26.92米，是紫禁城最大的大殿，平台高35.05米。
在它的顶部是双坡屋顶，两端有3.40米高，4,300重的大吻。
飞檐角有10只动物，数量是现存古建筑中唯一的一只。
太和殿有72根大柱子支撑其总重量，其中顶梁最厚最高，直径1.06米，高12.70米。
明代使用的楠木来自四川、广东、云南和贵州。
清朝重建后，使用了从东北三省的山上采集的松树。
199太和殿前有一个宽阔的平台，叫做单笔，俗称平台。
平台上有一个日晷，一个精密的测量装置，一对青铜龟和一对青铜鹤，以及18个青铜鼎。
乌龟和鹤是长寿的象征。
日晷是一个古老的计时器，而嘉良是一个古老的标准测量装置。
两者都是皇权的象征。
殿下是一个8.13米高的三层大理石基座，周围有栏杆。
栏杆下面有一个排水用的石头水龙头，显示了每年雨季成千上万条龙喷水的奇迹。
《建筑声学工程师手册》之建筑声学基础
第一章建筑声学基础建筑声学是研究建筑环境中有关声学问题的学科，涉及到声音的传播规律、评价以及控制等，本书主要阐述的建筑声学内容是室内厅堂音质、噪声控制、隔声隔振原理和解决方法。
1.1 基本名词术语及概念1.1.1声音的产生与传播声源通常是受到外力作用产生振动的物体，物体振动引发周围介质的质点振动，继而向外辐射声音。
介质的质点只是振动而不移动，声音传播呈现出一种波动，如图 1-1所示。
例如拨动琴弦、敲击音叉产生的现象，或者运转的机械设备引起的与其连接的建筑部件的振动；声波也可能因为空气的剧烈膨胀带来空气扰动而产生，例如汽笛或喷气引擎的尾波。
图 1-1 声音的产生1.1.1.1声波、纵波、横波、波长、频率和周期纵波与横波——声波是一种机械波，分为横波与纵波。
横波即发生于金属等介质中的声波传导，表现为声能在传播过程中所涉及的每一个质点会在自己的平衡位置附近上下振动。
声波传导的相邻质点的振动步调存在一个相位差。
传播状态为具有波峰与波谷的“波浪起伏”的振动状态，需要强调的是此时介质中的质点并不随波前进。
纵波即疏密波，是发生在空气中的声音传播。
声源振动时，临近空气介质受到交替的压缩和扩张，空气分子形成疏密相间的状态，依次向外传播形成了声波的传播方向。
波长——声波在传播时，振动一个周期所传播的距离，或者声波相邻同相位的两个质点之间的距离称为“波长”，记作λ，单位是米（m）。
频率——声源及声波振动的速率，即1s内振动的次数称为频率，记作f,单位是周/秒，或者赫兹（Hz）,它与周期Τ呈倒数关系，如式1-1所示。
(Hz)f=1T（1-1）周期——声源完整振动一次所经历的时间称为“周期”，记作Τ，单位为秒（s）。
声速——声波在弹性介质中的传播速度，即声波每秒在介质中传播的距离。
声速描述的是振动状态传播的速度，而非质点振动的速度，记作c，单位为米每秒（m/s）。
声速的大小与介质的弹性、密度及温度有关。
1.1.1.2反射、折射、衍射和扩散反射当声波进入或到达密度有明显改变的介质时，一些能量会被反射。
最新0第一章_建筑声学基本知识
2021/2/18
建筑声学11
第十章 建筑声学基本知识
2021/2/18
建筑声学12
第十章 建筑声学基本知识
2021/2/18
建筑声学13
第十章 建筑声学基本知识
第三节 频谱 、频率、音乐和噪声
一、现代信号处理技术证明： 理论上任何振动的波形都可以分解为若干单频简谐振动的合成。 分立谱：如弦振动产生的声音。 连续谱：谈话、机器的噪声频率和频谱 频谱——表示某种声音 频率成分及其声压级组成情况的图形， 傅立叶理论及，大多的自然声。 频谱通常根据需要分成若干个频带，带宽（Band)可宽可
1）两个相同声压级的声音加起来声压级是多少？多个相同声 压级的声音加起来声压级是多少？
2）两个或多个不同的声压级的声音加起来声压级是多少？ （见例题）
3）70、81、81、84、87、90dB六个声音加起来声压级是
多少？
例题1 两辆汽车声压级分别77dB和80dB，求总声
压级
例题2 车间总声压级92dB，停止运转一台设备，背 景噪声为88dB，求该设备运转时的噪声级。
三、声波的透射与吸收
声波具有能量，简称声能。 当声波碰到室内某一界面后（如天花、墙），一部分声能被反射，一部
。 分被吸收（主要是转化成热能），一部分穿透到另一空间
透射系数： Ei Eo
反射系数：
Er Eo
E oE E E
吸声系数： I p20c
应用：不同材料，不同的构造对声音具有不同的性能。在隔声中希望用透射 系数小的材料防止噪声。在音质设计中需要选择吸声材料，控制室内声场。
声压是各声源贡献的声压平方和的开根号。即：
P P12P22...Pn2
Lp20
P 20l g P12 P12 ...Pn2
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第一篇： 建筑声学
当前建筑设计中经常遇到的若干声学问题
1、大量住宅建设中的隔声问题 2、各类厅堂中的室内音质问题
3、轻薄结构和预制构件带来的隔声新问题
4、现代化建筑中大量采用各种机械设备，使噪声源 增多，噪声增大，尤其在高层建筑中，机房条件 受限制，将如何处理好这类问题。
5、城市环境噪声日益严重，如何从规划和总体设计 及管理上加以改善。
声波在弹性介质中传播的速度称为声速，记为c，单 位是米每秒(m/s)。它的大小与质点振动的特性无关，而 与介质的状态、密度及温度有关。声波在不同的介质中的 传播速度也不相同。通常室温下(15oC)，空气中的声速为 340m/s,在0℃时，C钢=5000m/s, C水=1450m/s。
声速、波长和频率之间有如下关系： c f
当声波通过弹性介质传播时，介质质点在其平 衡位置附近作来回振动。一次完全振动所需的时
间称为周期，记为T ，单位是秒(s)。质点在1s内 完成完全振动的次数称为频率，记作f，单位为赫
兹(Hz)，它是周期的倒数，即：
f 1 T
第一节 声音的基本性质
§2 声音的物理性质
一、声波的频率、波长与声速
声波在其传播途径上，相邻两个同相位质点之间的 距离称为波长，记为λ，单位是米(m)。或者说，波长是 声波在每一次完全振动周期中所传播的距离。
第一节 声音的基本性质 §1 声音的产生
声音、声波和声源
第一节 声音的基本性质 §1 声音的产生
声音、声波和声源
声音的产生于物质的振动，如扬声器的膜片，这些振动的 物体，称之为声源 声音的传播，需要一定的介质（空气声、固体声）
第一节 声音的基本性质 §2 声音的物理性质
一、声波的频率、波长与声速
6、建筑设计中重造型，轻功能的倾向，带来许多与 声学要求相违的后果！！！
20世纪中有过几次重大建筑声学事故!
重大失败事故[之一]
纽约林肯文化中心，是美国二战以后规模最大的文化建设项目， 由5座演艺建筑组成，其最后建成也是最重要的一座音乐厅 (2644座)，于1962年建成。
Leo Beranek（流专家改造，由于先天不足， 虽在1975年除保留结构外，全部拆除重建，音质有明显改善， 但仍落得B级水平。
●其中一个主要原因，建筑师不重视科学，不尊重声学顾问的意见 当然建筑声学本身也存在一些未知因素。
重大失败事故[之二]
●曾被誉为20世纪最佳建筑之一的悉尼歌剧院中音乐厅(2679座) 历时15年，造价超出预算11倍 (1973年完工)。政府已无力支付， 以发行债券向市民集资来完成。但澳洲人以此地标性建筑闻名 于世而感到骄傲。
一、声音的基础知识
1.声音的产生，声音的传播特性，声音的频谱与指向性 2.人对声音的感知和评价,人的听觉特性
二、吸声知识（实现两大任务的手段）
１.各种吸声材料和构造的吸声特性 ２.特殊的吸声形式，吸声材料的发展趋势
三、隔声知识（实现两大任务的手段）
１.空气声的隔绝 ２.撞击声的隔绝
四、噪声控制（建筑声学目标之一）
约恩·伍重
●但由于音质不佳，而又未能改进，长期来为音乐界 所抱怨，乃至引发悉尼交响乐团抵制在该厅演出。 (见人民日报报导)
学习难点：
声学设计与室内设计（建筑设计）的结合； 一个成功的设计应该在声学、美观方面结合得很好 。
建筑师要重视建筑声学！
建筑声学的目的
噪声控制：
创造安静的环境，降低、隔绝和控制不需要的声音
中频声
频率
31.25 Hz
低频声
高频声
第一节 声音的基本性质
§2 声音的物理性质
二、频带 不同频率的声音，声学特性各不相同
给出每个频率的信息，不仅工作量太大，显然也没必要
将声音的频率范围划分成若干区段，称为频带
最常用的是以倍频带和1/3倍频带分类
倍 频 带 中 心 频 率 为 31.5 、 63 、 125 、 250 、 500 、 1000 、 2000、4000、8000和16000Hz。1/3倍频带则是在倍频带 中间再插入两个值，可以满足较高精度的要求。测量和 报告中最常用的倍频程介于125～4000Hz之间。人类语言 频率范围在500～4000Hz之间
１.噪声评价（制定相关法律法规的依据） ２.噪声控制（室内、环境噪声）
五、音质设计（建筑声学目标之二）
１.音质评价（确定设计的目标） ２.音质设计内容（过程）
第一章 声音的基础知识
本节要点：
第一节：声音的基本性质
第二节：声音的计量
第三节：声音的传播特性§1 声音的产生
第四节：声音的频谱和声§源2 的声指音的向物性理性质
➢频率、波长和声速
第五节：人的主观听觉特➢性频带
第一节 声音的基本性质
§1 声音的产生
声音、声波和声源
声音：是人耳所感觉到的空气压力迅速而微小的起伏变化
•随着活塞的不断的来回的振 动，它的两侧就形成了疏密相 间的质点层，这个质点层会逐 步的向远处传播，这就是声波。
•对于声波而言，当声源发生 后，必须经过一定的介质，才 能向外传播。
三、隔声知识（实现两大任务的手段）
１.空气声的隔绝 ２.撞击声的隔绝
四、噪声控制（建筑声学目标之一）
１.噪声评价（制定相关法律法规的依据） ２.噪声控制（室内、环境噪声）
五、音质设计（建筑声学目标之二）
１.音质评价（确定设计的目标） ２.音质设计内容（过程）
某城市小区噪声分析
某大礼堂室内声学分析
第一节 声音的基本性质 §2 声音的物理性质
一、声波的频率、波长与声速
第一节 声音的基本性质 §2 声音的物理性质
一、声波的频率、波长与声速
第一节 声音的基本性质
§2 声音的物理性质
二、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
音质设计：
提供良好的听闻环境，满意的音质
建筑声学的研究内容
声音的传递方式
声源
媒质
接收器
耳膜的振动让人听到声音
一、声音的基础知识
1.声音的产生，声音的传播特性，声音的频谱与指向性 2.人对声音的感知和评价,人的听觉特性 3.声音的计量
二、吸声知识（实现两大任务的手段）
１.各种吸声材料和构造的吸声特性 ２.特殊的吸声形式，吸声材料的发展趋势
当前建筑设计中经常遇到的若干声学问题
1、大量住宅建设中的隔声问题 2、各类厅堂中的室内音质问题
3、轻薄结构和预制构件带来的隔声新问题
4、现代化建筑中大量采用各种机械设备，使噪声源 增多，噪声增大，尤其在高层建筑中，机房条件 受限制，将如何处理好这类问题。
5、城市环境噪声日益严重，如何从规划和总体设计 及管理上加以改善。
声波在弹性介质中传播的速度称为声速，记为c，单 位是米每秒(m/s)。它的大小与质点振动的特性无关，而 与介质的状态、密度及温度有关。声波在不同的介质中的 传播速度也不相同。通常室温下(15oC)，空气中的声速为 340m/s,在0℃时，C钢=5000m/s, C水=1450m/s。
声速、波长和频率之间有如下关系： c f
当声波通过弹性介质传播时，介质质点在其平 衡位置附近作来回振动。一次完全振动所需的时
间称为周期，记为T ，单位是秒(s)。质点在1s内 完成完全振动的次数称为频率，记作f，单位为赫
兹(Hz)，它是周期的倒数，即：
f 1 T
第一节 声音的基本性质
§2 声音的物理性质
一、声波的频率、波长与声速
声波在其传播途径上，相邻两个同相位质点之间的 距离称为波长，记为λ，单位是米(m)。或者说，波长是 声波在每一次完全振动周期中所传播的距离。
第一节 声音的基本性质 §1 声音的产生
声音、声波和声源
第一节 声音的基本性质 §1 声音的产生
声音、声波和声源
声音的产生于物质的振动，如扬声器的膜片，这些振动的 物体，称之为声源 声音的传播，需要一定的介质（空气声、固体声）
第一节 声音的基本性质 §2 声音的物理性质
一、声波的频率、波长与声速
6、建筑设计中重造型，轻功能的倾向，带来许多与 声学要求相违的后果！！！
20世纪中有过几次重大建筑声学事故!
重大失败事故[之一]
纽约林肯文化中心，是美国二战以后规模最大的文化建设项目， 由5座演艺建筑组成，其最后建成也是最重要的一座音乐厅 (2644座)，于1962年建成。
Leo Beranek（流专家改造，由于先天不足， 虽在1975年除保留结构外，全部拆除重建，音质有明显改善， 但仍落得B级水平。
●其中一个主要原因，建筑师不重视科学，不尊重声学顾问的意见 当然建筑声学本身也存在一些未知因素。
重大失败事故[之二]
●曾被誉为20世纪最佳建筑之一的悉尼歌剧院中音乐厅(2679座) 历时15年，造价超出预算11倍 (1973年完工)。政府已无力支付， 以发行债券向市民集资来完成。但澳洲人以此地标性建筑闻名 于世而感到骄傲。
一、声音的基础知识
1.声音的产生，声音的传播特性，声音的频谱与指向性 2.人对声音的感知和评价,人的听觉特性
二、吸声知识（实现两大任务的手段）
１.各种吸声材料和构造的吸声特性 ２.特殊的吸声形式，吸声材料的发展趋势
三、隔声知识（实现两大任务的手段）
１.空气声的隔绝 ２.撞击声的隔绝
四、噪声控制（建筑声学目标之一）
约恩·伍重
●但由于音质不佳，而又未能改进，长期来为音乐界 所抱怨，乃至引发悉尼交响乐团抵制在该厅演出。 (见人民日报报导)
学习难点：
声学设计与室内设计（建筑设计）的结合； 一个成功的设计应该在声学、美观方面结合得很好 。
建筑师要重视建筑声学！
建筑声学的目的
噪声控制：
创造安静的环境，降低、隔绝和控制不需要的声音
中频声
频率
31.25 Hz
低频声
高频声
第一节 声音的基本性质
§2 声音的物理性质
二、频带 不同频率的声音，声学特性各不相同
给出每个频率的信息，不仅工作量太大，显然也没必要
将声音的频率范围划分成若干区段，称为频带
最常用的是以倍频带和1/3倍频带分类
倍 频 带 中 心 频 率 为 31.5 、 63 、 125 、 250 、 500 、 1000 、 2000、4000、8000和16000Hz。1/3倍频带则是在倍频带 中间再插入两个值，可以满足较高精度的要求。测量和 报告中最常用的倍频程介于125～4000Hz之间。人类语言 频率范围在500～4000Hz之间
１.噪声评价（制定相关法律法规的依据） ２.噪声控制（室内、环境噪声）
五、音质设计（建筑声学目标之二）
１.音质评价（确定设计的目标） ２.音质设计内容（过程）
第一章 声音的基础知识
本节要点：
第一节：声音的基本性质
第二节：声音的计量
第三节：声音的传播特性§1 声音的产生
第四节：声音的频谱和声§源2 的声指音的向物性理性质
➢频率、波长和声速
第五节：人的主观听觉特➢性频带
第一节 声音的基本性质
§1 声音的产生
声音、声波和声源
声音：是人耳所感觉到的空气压力迅速而微小的起伏变化
•随着活塞的不断的来回的振 动，它的两侧就形成了疏密相 间的质点层，这个质点层会逐 步的向远处传播，这就是声波。
•对于声波而言，当声源发生 后，必须经过一定的介质，才 能向外传播。
三、隔声知识（实现两大任务的手段）
１.空气声的隔绝 ２.撞击声的隔绝
四、噪声控制（建筑声学目标之一）
１.噪声评价（制定相关法律法规的依据） ２.噪声控制（室内、环境噪声）
五、音质设计（建筑声学目标之二）
１.音质评价（确定设计的目标） ２.音质设计内容（过程）
某城市小区噪声分析
某大礼堂室内声学分析
第一节 声音的基本性质 §2 声音的物理性质
一、声波的频率、波长与声速
第一节 声音的基本性质 §2 声音的物理性质
一、声波的频率、波长与声速
第一节 声音的基本性质
§2 声音的物理性质
二、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
音质设计：
提供良好的听闻环境，满意的音质
建筑声学的研究内容
声音的传递方式
声源
媒质
接收器
耳膜的振动让人听到声音
一、声音的基础知识
1.声音的产生，声音的传播特性，声音的频谱与指向性 2.人对声音的感知和评价,人的听觉特性 3.声音的计量
二、吸声知识（实现两大任务的手段）
１.各种吸声材料和构造的吸声特性 ２.特殊的吸声形式，吸声材料的发展趋势