第1章-建筑声学基础
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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。
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
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
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）
１Leabharlann Baidu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）
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
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
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。
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
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
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
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）
后由于音质缺陷，虽5次聘请世界一流专家改造，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。
➢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。
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。
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
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
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）
１Leabharlann Baidu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）
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
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
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。
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
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
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
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）
后由于音质缺陷，虽5次聘请世界一流专家改造，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。
➢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。