建筑物理(声学).do
建筑物理声学课件
声功率的值一般很小，如一般人讲话声音的声功率大约为几 十微瓦；400万人同时讲话的声功率相当于一个普通灯泡的电功 率；即使一个训练有素的女高音，其声功率也只有几千微瓦。 注意：A 声源声功率的指向性（特定性）； B 声功率与电声系统的电功率之区别。
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2.声强I 定义: 垂直于传播方向，单位面积上通过的平均声功率。 常用“ I ”表示，显然： I = W/S 单位：W/㎡ 对于点声源，由于其声波是球面波，在无反射的自由声场中 其声强为：
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人的听觉阈
可闻阈： 人耳刚刚能感受到的声音。
W 0 = 10 −12 W I 0 = 10 −12 W / m 2 P0 = 2 × 10 − 5 p a
痛阈： 闻之人耳有疼痛感。
W
max
= 1w
2
I max = 1 w / m P max = 20 p a
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§2 声音的计量
1.声功率W 定义:声源在单位时间内向外辐射声能的多少。指在全部可听 范围内所辐射的声能；也可特指在某个有限频率范围所辐射的声 能，此称频带声功率。
T60 = K
V
− S ln 1 − α
(
)
伊林公式的不足（大空间，考虑空气吸声时）
哈里斯混响时间计算公式
T60 = K V − S ln( 1 − α ) + 4mV
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§5 人对声音的感受
1）听觉阈 2）响度及响度级 3）双耳听闻效应—方位感 4）掩蔽效应及规律 5）哈斯效应—回声感
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声音的测量—声级计
被掩蔽音的声压级dB
掩蔽音的声压级
弊：听不清要听的内容，将 降低工作效率。 利：避免一些噪声的干扰， 可提高工作效率。
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第10章建筑声学基本知识1. 声音的基本性质① 声波的绕射当声波在传播途径中遇到障板时.不再是直线传播，而是绕到障板的背后改变原來的传播方向，在它的背后继续传播 的现象。
② 声波的反射当声波在传播过程中遇到一块尺寸比波长人得多的障板时，声波将被反射。
③ 声波的散射（衍射）当声波传播过程中遇到障碍物的起伏尺寸与波长大小接近或更小时，将不会形成定向反射，而是声能散播在空间中, 这种现象称为散射，或衍射。
④ 声波的折射像光通过棱镜会弯曲，介质条件发生某些改变时，虽不足以引起反射，但声速发生了变化，声波传播方向会改变。
这 种由声速引起的声传播方向改变称之为折射。
白天向下弯曲 夜晚向上弯曲 顺风向下弯曲 逆风向上弯曲 ⑤ 声波的透射与吸收当声波入射到建筑构件（如顶棚，墙）时，声能的一部分被反射，一部分透过构件，还有一部分由于构件的振动 或声音在英内部传播时介质的摩擦或热传导而被损耗（吸收）。
根据能量守恒定理：E 0 = E z + £a + E r£0一一单位时间入射到建筑构件上总声能；E r 一一构件反射的声能；E a 一一构件吸收的声能；E r 一一透过构件的声能。
透射系数T = E r /E Q ；反射系数/=E Z /£0；实际构件的吸收只是优，但从入射波和反射波所在空间考虑问题，常常定义吸声系数为:⑥ 波的干涉和驻波1 •波的干涉：当具冇相同频率、相同相位的两个波源所发出的波相遇叠加时，在波逼叠的区域内某些点处，振动始终 彼此加强、而在另一些位置，振动始终互相削弱或抵消的现彖"2•驻波：两列同频率的波在同一直线匕相向传播时，可形成驻波。
2•声音的计量① 声功率指声源在单位时间内向外辐射的声能。
符号 单位：瓦（W ）或微瓦（屮）。
②声强声波—振动在弹性介质中传播］ 声波的传播特性声波波长越长绕射的现象越明显。
定义1:是指在单位时间内，改点处垂直于声波传播方向的单位團积上所通过的声能。
建筑物理课件声学5
防止产生回声和其他声缺陷
回声的产生是个非常复杂的问题，在实际的设计工 作中，须对所设计的大厅是否有出现回声的可能性进 行检查，方法是：利用声线法检查反射声与直达声的 声程差是否超过17m(即延迟是够超过50ms）.
舞台反射板的利用 有镜框式的礼堂或剧场，舞台上演员的声音有相当大的部分
进入了舞台内部，不能被观众接收。舞台反射板能使声能反射到 观众厅，提高观众席上的声能密度；还有加强演员的自我听闻和 演员与乐队、以及乐队各部分之间的互相听闻的作用。这是音乐 演出的一个重要条件。
a、端室式（反射式） b、分离式:在舞台口的附近设置若干分离的反射板，反射中、高频， 同时可使低频声绕射至板后部空间经过混响后到达听众区。
C、观众席上易得一次反射声，是 听闻理想的平面。如在两侧平行 的墙壁上作适当的起伏，一次反 射声更足。
（2）厅堂剖面形状：
剖面设计主要对象是顶棚，其次是侧墙、楼座、挑台。 在宽度较大的厅堂，采用落地式楼座在中央区域的
听众席上获得较多的一次测向反射声。 获得一次反射声均匀分布的顶棚设计形式：
从几种基本平面形状中演变出 来的几种复杂又具有代表性的 平面形状。
a、视线好，多用于表演需求的建 筑。措施：顶棚反射板的使用； 后墙与侧墙后部做扩散处理。
b、反射声易沿墙反射产生回声； 中部缺乏前次反射声。措施：靠 近舞台的两侧墙面做成折线形状； 后部做扩散处理；舞台口前部的 顶棚为中部供一次反射声。
另外，这些建筑中还有许多的附属房间，如门厅、休 息厅、走廊等，它们对创造整个建筑的声环境也起重 要作用。如沉寂的门厅、走廊、会使人感到观众厅的 音质更加丰满，而混响很长的门厅、走廊，不仅会使 整个建筑给人以嘈杂的印象，而且会影响人们对观众 厅音质丰满度的感受。因此应把整个建筑物作为一个 整体来进行声环境设计。
建筑物理声学复习整理
1.吸声材料和吸声结构的分类？①多孔材料，板状材料，穿孔板，成型顶棚吸声板，膜状材料，柔性材料吸声结构：共振吸声结构，包括1。
空腔共振吸声结构，2。
薄膜，薄板共振吸声结构。
其他吸声结构：空间吸声体，强吸声结构，帘幕，洞口，人和家具，空气吸收(空气热传导性，空气的黏滞性和分子的弛豫现象，前两种比第三种的吸收要小得多)。
吸声与隔声有什么区别？吸声量与隔声量如何定义？它们与那些因素有关？答：吸声指声波在传播途径中，声能被传播介质吸收转化为热能的现象。
隔声指防止声波从构件一侧传向另一侧。
吸声量：指材料的吸声面积与其吸声系数的乘积，单位为m2。
隔声量：指建筑构件的传声损失，，单位为（dB）。
它们主要与构件的透射系数有关，和构件的反射系数和吸声系数有关。
2. 衍射的定义：当声波在传播过程中遇到障碍物的起伏尺寸与波长大小接近或更小时，将不会形成定向反射，而是声能散播在空间中，这种现象称为散射，或衍射。
影响因素：障碍物的尺寸或缝孔的宽度与波长接近或更小时，才能观察到明显的衍射现象，不是决定衍射能否发生的条件，仅是使衍射现象明显表现的条件，波长越大，越容易发生衍射现象。
3.解释“波阵面”的概念，在建筑声学中引入“声线”有什么作用？答：声波从声源发出，在某一介质内向某一方向传播，在同一时刻，声波到达空间各点的包迹面称为“波阵面”，或“波前”。
“声线”主要是可以较方便地表示出声音的传播方向；利用作图法确定反射板位置和尺寸。
波阵面为平面的称为“平面波”，波阵面为球面的称为“球面波”。
4.什么是等响线？从等响线图说明人耳对声音的感受特性。
答：等响线是指响度相同的点所组成的频谱特征曲线，从等响线图可知：1.人耳在高声压级下，对声音频率的响应较一致；2.在低声压级下，人耳对于低于1000Hz的声音和高于4000Hz的声音较不敏感，而对1000Hz~ 4000Hz的声音感受最为敏锐；3.在同一频率下，声压级提高10dB，相对响度提高一倍。
建筑物理(声)课堂笔记.
建筑物理（声）课堂笔记第一章基础知识建筑声学的两大任务：噪声控制，音质设计。
课程内容：1、声音的基本性质：声音的产生和传播2、人对声音的感知和评价：心理和生理声学3、室内传声质量4、材料和构件的吸声和隔声性能5、建筑物内外噪声控制当前建筑设计中存在的若干声学问题：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、施工和建筑内的机械设备5、城市噪声环境6、重造型、轻功能声环境控制的意义：创造良好的满足要求的声环境1、保证良好的听闻条件2、保证安静的环境，防止噪声干扰3、保证工艺过程要求（录音棚、演播室等）声音的产生是物体振动的结果，这些物理波动现象引起听觉感觉。
建筑声学考虑的问题都与主观听觉有关，因此频率、强度有限听觉的频率范围：20—20000Hz,正常频率100—8000Hz小于20Hz是次声波，如潜艇；大于20000Hz是超声波，如海豚。
声学的频带：把声频范围划分成几个频段，叫做频带，度量单位为频程。
频带宽度：△f=f2-f1频带中心频率：f c=错误！未找到引用源。
倍频程：两个频率之比为2:1的频程声音的传播声速与媒质的弹性、密度和温度有关。
空气中的声速：理想气体中c=错误！未找到引用源。
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。
本质是能量的传播。
声源的种类：1、点声源（如嘴巴），尺寸小于1/7波长，波阵面为球面；2、线声源（如西大直街），单一尺寸小于1/7波长，波阵面为柱面；3、面声源，波阵面为平面。
波阵面是波形中振动相同的点所组成的面。
反射定律：1、入射角=反射角；2、入射线与反射线在法线两侧；3、入射线、法线、反射线在同一平面内。
透射系数：τ=Eτ/E0 ；反射系数：γ=Eγ/E0 ；吸声系数：α=1-γ=1- Eγ/E0一般情况下，透射部分的能量要小于反射部分的能量。
τ小的材料成为“隔声材料”，γ小的材料称为“吸声材料”。
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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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。
建筑物理-声学基本知识
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
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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
建筑物理 第3版 学习情境4 建筑声学的基本知识
p2 I
c 0
第 11 页 《建筑物理》第3版 学习情境4 建筑声学基本知识 任务2 声音计量与人耳的听觉特性
4.2.1 声功率、声强和声压
式中 p——有效声压，单位为Pa； ρ0——空气密度，单位为kg/m3,一般为1.225 kg/m3； c——空气中的声速，单位为m/s ρ0c——介质的特性阻抗，在20℃时其值为415N·s/m3 在自由声场中，如果测得声压p和测量点与声源的距离r，即可算出该点的声强I及声源的声功率 W。
第 5 页 《建筑物理》第3版 学习情境4 建筑声学基本知识
任务1 声音的产生与传播
4.1.3 声音的传播特性
1）声线的入射方向和反射方向与反射面的法线方向在同一个平面内； 2）声线的入射方向和反射方向分别在法线的两侧； 3）声线的入射角等于反射角。 如果障碍物或孔洞的几何尺寸比声波波长小，声波将绕过它们，而不出现声影，这种现象称为声 波的衍射。 （2）声音的折射和干涉 声波在遇到不同介质的分界面时，除了反射外，还会发生折射，从而改变声波的传播方向。 白天声音传播方向向上弯曲；夜晚声波的传播方向向下弯曲，这也是在夜晚声波传播得比较远的 原因。此外，空气中各处风速的不同也会改变声波的传播方向，声波顺风传播时向下弯曲；逆风传 播时向上弯曲，并产生声影区。
（1） 声功率
声功率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（μW）。
声源种类 声功率
喷气飞机 10kW
表4-2 几种不同声源的声功率
气锤 1W
汽车 0.1W
钢琴 2mW
女高音 1000～7200μW
对话 20μW
（2）声强
在声波传播的过程中，单位面积波振面上通过的声功率称为声强，记为I，单位是W/m2。
柳孝图《建筑物理》课后习题及详解(建筑声学)【圣才出品】
第3篇建筑声学第1章声音的物理性质及人对声音的感受1．什么是正常听觉的频率范围，语言声、音乐声大致的频率范围，以及建筑声环境分析的主要频率范围？答：（1）正常人耳可听的频率范围为20～20000Hz，语言声的频率范围是160～5200Hz，音乐声的频率范围大致是50～11000Hz。
（2）就建筑声环境而言，常用的8个倍频带的中心频率是63Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz及8kHz。
250Hz以下的倍频带通常称为低频，500Hz至1kHz 的倍频带是中频，2kHz以上的倍频带称为高频。
2．什么是声音的频谱图？用图分析连续的频谱和只有纯音成分的频谱的区别。
答：声音的频谱图是用来表示声音各组成频率的声压级分布图，其以频率（或频带）为横坐标，声压级为纵坐标。
连续频率成分的噪声的频谱是连续谱，为连续的曲线；纯音成分的频谱是具有单一频率的声音的频谱，其频谱图为一直线段。
图1-1 纯音的频谱图1-2 随机噪音的频谱3．什么是倍频带？倍频带中心频率与其上限频率及下限频率的关系如何？中心频率为500Hz的上限频率和下限频率各是多少Hz？答：（1）倍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。
正常人耳可听的频率范围相当大（20～20kHz），不可能处理其中某一个的频率，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。
（2）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。
（3）中心频率为500Hz，其上限频率为：=1.414×500=707Hz 下限频率为：=0.707×500=353.5Hz4．倍频带与1／3倍频带有什么关系？列出在建筑声环境频率分析中常用的倍频带中心频率和1／3倍频带中心频率。
答：（1）在某些情况下，为了更仔细地分析与声源频率有关的建筑材料、噪声环境和围蔽空间的声学特性，用1／3倍频带作测量分析。
建筑物理声学
建筑物理声学1. 概述建筑物理声学是研究建筑中声学特性及其对人类生活、工作产生的影响的学科，主要包括建筑声学、环境声学和室内声学三个分支。
建筑声学研究建筑结构在声场中的传递、反射、吸收等特性，以及建筑在城市环境中的声环境的特性和标准。
环境声学则是研究环境中噪声的来源、传播规律以及对人类生活、通讯等各个方面的影响，并探讨并制定相应的标准和规范。
室内声学研究室内声场的特性及其对声学环境的影响，以及室内声环境的规划和设计。
建筑物理声学在建筑设计、施工、使用、维护等方面都具有重要意义。
一方面，建筑声学能够为建筑的设计提供依据，如声隔声设计、室内音响设计、构件表面吸声设计等。
另一方面，环境声学能够为城市建设和交通规划提供科学依据，如道路交通噪声控制、工厂噪声标准等。
2. 建筑声学建筑声学主要研究建筑结构的声学特性，如声隔声、声吸声、声反射等特性。
影响建筑声学的因素主要包括建筑的结构形式、围护结构、材料、窗户和门，以及周围环境的声场特性等。
建筑声学中的重要参数包括隔声指数、吸声系数、反射系数等。
隔声指数是指隔声墙体能够隔离低于该值的声音。
吸声系数是指固体材料表面能够吸收入射声波的能力。
反射系数是指物体表面能够反射入射声波的能力。
在建筑声学设计中，通过合理配置各个参数，能够达到声学环境良好的目的。
3. 环境声学环境噪声是指环境中任何超过背景声值的声音，包括交通噪声、建筑施工噪声、工业噪声等。
环境噪声对人类健康和心理状态都有一定的影响，如产生头痛、心跳加速等不适症状，长期暴露更会导致听力损失、睡眠障碍、心理抑郁等疾病。
为了控制环境噪声，环境声学专家通常使用噪声等级、等效声级等参数进行测量和分析，并以此为基础制定相应的标准和规范。
例如，交通噪音影响评价标准GB/T 15173-2017标准就规定了不同区域和不同时间段内允许的最大噪声限值。
4. 室内声学室内声学是研究室内声场特性及其对室内环境的影响的学科。
室内声学对于音响系统的设计、噪声控制、声学隔离等方面都有重要作用。
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
建筑物理之建筑声学—应用篇
空气层厚度对隔声量的影响
（2）吻合效应 特点：空气层不改变墙板的吻合效应及相应频率。特别是
性能完全相同的墙板所组成的双层墙板，发生吻合效应时 ，隔声量显著下降。
措施：用不同性能（材料）、厚度的墙板组成隔墙，使二
者吻合效应的频率不同，其R值的低谷错开，互补缺陷，其 总的隔声效果使吻合效应不明显，甚至完全消除。
劲度控制区 质量控制区 吻合效应区
劲度控制区
a）弹性控制：声的频率<板的共振频率，墙板的K（弹性、劲 度）起决定作用。刚性越大，R值越高，且f增大，R值下 降。
b）共振控制：共振频率附近，墙板的阻尼起决定作用，声激 起共振，墙板振幅大，声透射大，R特性曲线出现低谷。
质量控制区
从最低共振频率的2~3倍一直延伸到临界频率，此区域R与f 成线性关系，频率增大，隔声量增大
抹灰、填洞与缝 柔性面层 施工要求，特别是不能形成声桥
（5）轻质隔墙声学设计要求
龙骨厚度应大于70mm，中-中距离>600mm（不起明显声 桥作用）
以轻钢龙骨代替木龙骨可提高4dB的隔声量。龙骨与板 间加弹性材料，可减小声桥效应，龙骨分立，效果更 好。
双层轻板外加一层板，可提高隔声量5~6dB，但再加一 层板只能提高2~4dB。
空气层内填放多孔性吸声材料，可提高隔声，但再增 加面板的层数，隔声量提高不多
故对隔声性能的研究、分析十分重要。
（2）单值评价量+频谱修正量（建筑隔声评价标准 GB/T 50121-2005 ）
定义：将构件各频率的隔声量通过规定的方法计权后得出
的单值和频谱修正量。
特点：单值表达，简单方便，可相比较
考虑不同噪声源对构件实际隔声效果的影响
建筑物理课本重点(光学,声学)
第一章建筑光学基本知识1、能够引起人视觉感觉的电磁辐射波长范围为380-780nm2、光谱视效率：表示波长和波长的单色辐射，在特定光度条件下，获得相同视觉感觉时，该两个单色辐射通量之比。
3、视野范围（视场）水平面180°，垂直面130°，上方为60°，下方为70°4、普尔钦效应：在不同的光亮条件下，人眼感受性不同的现象。
5、光通量：人眼对光的感觉量公式：6、辐射通量：光源在单位时间内发射或接收的辐射能量或在某种介质中单位时间传递的辐射能量。
7、发光效率：单位辐射通量产生的光通量。
8、发光强度：光源在空间的光通量分布状况，就是光通量的空间分布密度。
公式：9、照度：在被照面单位面积上的光通量多少，表示被照面上的光通量密度。
公式：10、距离平方反比定律：计算点光源产生照度的基本公式，某表面的照度E与点光源在这方向的发光强度I成正比，与它至光源距离r的平方成反比，公式：11、亮度：视网膜上物像的照度是和发光体在视线方向的投影面积Acos α成反比，以发光体朝视线方向的发光强度成正比，公式：12、定向反射和透射定向反射：光线入射角等于反射角；入射光线、反射光线以及反射表面的法线处于同一平面。
玻璃镜、很光滑的金属表面定向透射：如材料的两个表面彼此平行，则透过材料的光线方向和入射方向保持一致。
窗玻璃13、扩散反射和透射均匀扩散材料：将入射光想均匀地向四面八方反射或透射，从各个角度看，其亮度完全想同，看不见光源形象。
氧化镁、石膏、磨砂玻璃；完全均匀扩散透射材料：乳白玻璃、白纸、半透塑料；均匀漫反射材料：将反射光均匀分布在各个方向上，与入射方向无关，砖、混凝土、石膏定向扩散材料：在定向反射（透射）方向，具有最大的亮度，而在其他方向上也有一定亮度。
光滑的纸、较粗糙的金属表面、油漆表面、釉瓷砖。
14、视度：看物体的清楚程度，影响因素：适当的亮度、物件尺寸、对比、识别时间、避免炫光第二章天然采光1、采用天然采光的原因：人眼在天然光条件下比在人工光下具有更高的视觉功效；在天然光下感到舒适和有益于身心健康。
建筑物理之建筑声学—应用篇
三、室内声学材料的选择和布置
1.注意低频、中频、高频吸声材料的合理搭配 2.关键部位需布置宽频带吸声材料
后墙、侧墙上部。。。
3.兼顾室内装修艺术处理 4.满足防火性能的要求 5.声学材料及构造的严格施工
定义：各频率混响时间的曲线 范围及特征
1）范围 一般要求 125~4KHz 六个倍频带 高要求 63~8KHZ 八个倍频带
2）特征：平直（各个频带的T60相同为好） 不平度允许值，以500Hz的T60为标准
不同功能的厅堂不平度允许值不同 音乐演出厅堂容许低频略长于中高频，可提高丰满度 语言听闻厅堂低频不应长于中高频
实际状况
频率特性曲线不平直的较多，特别是一次完工的厅堂
音乐演出类厅堂的混响时间频率特性曲线
二、混响时间计算
1.计算厅堂准确的体积V、表面积S——平、剖面图
2.确定最佳T60及频率特性——功能+容积 3.计算各频率f所需的总吸声量A总 4.确定各频率f必须的固定吸声量A固 5.计算各频率f所需补充的吸声量⊿A= A总-A固 6.吸声材料的选择——考虑可布置位置、构造可行、艺
7.1.4 厅堂的混响时间设计
混响时间是建筑声学设计的一项重要指标 混响时间设计的内容包括： （1）确定最佳混响时间及其频率特性； （2）计算体积、吸声量及混响时间； （3）室内声学材料与构造的选择与布置。
一、最佳混响时间及其频率特性
1.最佳混响时间T60
定义：根据大量的、经主观评价认为是音质良好的观
众厅进行T60测定，所得到的500Hz的T60的统计值。
特点：不同使用功能，不同体积，最佳T60不同。 确定方法： 功能+容积===最佳T60（500Hz） 实际偏差： 允许偏差±0.1s或控制在±10%。
普通本科大学 建筑物理-声学总结
建筑声学第3.1章 建筑声学基本知识一、声音的基本性质声源是辐射声音的振动物体。
声波是纵波。
人耳可听到的声波频率范围是20-20000Hz 。
介质的密度越大，声音的传播速度越快，声音在空气中的传播速度为340 m/s 。
将声音的频率范围划分为若干个区段，称频带。
声学设计和测量中常用倍频带和1/3倍频带。
倍频带的中心频率有11个：16、31.5、63、125、250、500、1000、2000、4000、8000Hz 、16kHz 。
小于200 Hz 为低频，500～1000Hz 为中频，大于2000Hz 为高频。
声波从声源出发，在介质中传播，声波同一时刻所到达的各点的包络面称波阵面。
声线表示声波的传播方向和途径。
声波可分为球面波、平面波和拄面波。
声波在传播过程中会发生反射（镜像反射和扩散反射）、绕射（声波绕过障蔽边缘进入声影区的现象）、干涉（相同频率、相位的两列波在叠加区域内引起的振动加强和削弱的现象）。
材料的反射系数r 、透射系数τ和吸收系数α分别表示被反射、透过和吸收的声能占总声能的比例。
τ小的材料就是隔声材料，α> 0.2的材料就是吸声材料。
二、声音的计量声功率W ：声源在单位时间内向外辐射的声能。
声强I ：单位时间，垂直于声波传播方向上单位面积通过的声能。
点声源 24/r W I π=声压p ：介质有无声波传播时压强的改变量。
自由声场中 c p I 02/ρ=声能密度E ：单位体积内声能的强度。
c I E /=级的概念，声压级0/lg 20p p L p =；声强级0/lg 10I I L I =；声功率级0/lg 10W W L W =（其中p 0=2×10-5Pa ；I 0=10-12W/m 2；W 0=10-12W ）；几个等声压级的叠加n p p L p lg 10lg 200+=。
两个等声压级叠加时，总声压级比一个声压级增加3dB ，两声 级之差超过10dB 时，附加值可忽略不计，总声压级等于最大声压级。
建筑物理声学总结归纳
建筑物理声学总结归纳建筑物理声学是研究建筑环境中声音传播、吸声、隔声等现象的学科。
在建筑设计与施工过程中，充分考虑建筑物理声学问题，可以提供良好的声学环境，提高建筑空间的舒适性。
本文将对建筑物理声学的相关概念、作用以及调控方法进行总结归纳。
一、建筑物理声学概念建筑物理声学是以声学理论和实验为基础，研究建筑空间内声波的传播、吸声和隔声等现象的学科。
建筑物理声学涉及的主要概念包括声压级、声能级、声速、声波传播路径等。
1. 声压级（Sound Pressure Level，SPL）：声压级是描述声音强弱的物理量，用单位分贝（dB）表示。
声压级的高低直接影响建筑内部的声音感知。
2. 声能级（Sound Energy Level，SEL）：声能级是描述声音总能量的物理量，单位同样为分贝（dB）。
声能级的高低与声音的持续时间和强度有关。
3. 声速（Speed of Sound）：声速是声音在介质中传播的速度，与介质的密度和弹性有关。
不同介质中的声速存在差异，对声音传播具有重要影响。
二、建筑物理声学的作用1. 提供舒适的声学环境：合理控制建筑内部的声音传播和回声，创造出舒适的听觉感受。
在住宅、办公室等场所，保证语音的清晰传递是一个重要目标。
2. 保护隐私：通过隔声设计，在密闭空间内避免室内外声音干扰，确保私密性。
这在酒店客房、医院病房等场所尤为重要。
3. 助于声学表演：在剧院、音乐厅等场所，正确调整声音的吸收和反射方式，能够提高表演的音质和声场效果。
4. 防止噪声污染：通过合理的隔声设计，减少建筑内外噪声的传播，保障周边环境的安宁。
三、建筑物理声学调控方法1. 吸声处理：通过合适的吸声材料和结构设计，减少声音的反射和回声，降低噪音和噪声对人体的影响。
常用的吸声材料包括吸声板、吸声瓦、吸声窗帘等。
2. 隔声设计：采用适当的隔声结构和隔音材料，阻断声音传播路径，减少建筑内外的噪声干扰。
隔声设计中常用的材料包括隔声墙体、隔声门窗以及隔声隔板等。
建筑物理声学基本介绍
2 、波动声学
条件：介质空间波场 模型：简谐波及合成 规律：波动方程 行为：驻波、简并染色
3、统计声学
条件：空间声能量场 规律：能量的增长、稳态、衰减 行为：混响
防共振措施
1、声源不是单频，而是频带 2、房间体积较大 3、中心频率较高 4、长宽高非整数比 5、利用不规则表面做声扩散以及吸声材料的 适当分布
I W / 2 r
2
L P L W 10 lg 4 10 lg r
r2 r1
2
L W 11 20 lg r
L P 2 L P 1 20 lg
L P 1 20 lg n
2、线声源随距离衰减
（1）无限长线声源 与声源的距离每增加1倍，声压级降低3dB
2、公式表述
公式：
L P L W 10 lg(
Q 4 r
2
Q
4 R
)
4 R
L P 10 lg W 10 lg(
4 r
2
) 120
LP——室内与声源距离为r处的声压级（dB） LW——声源的声功率级（dB） r——接受点与声源的距离（m）
人耳听觉特性的描述
1、人耳生理声学特性 频率特性：20Hz 20000Hz 能量特性：可闻阈 疼痛阈 传播途径：空气——耳蜗 固体——人体 损伤原因：能——力损害 感觉特性：能（力）+频率共同作用
一、分类方式： 1、按构造特点： 疏松状：玻璃棉毡 型材状：合成板材、吸声体 2、按频率特点： 高频吸收：玻璃棉、宽带吸收 中频吸收：穿孔板 低频吸收：薄板
大学建筑物理声学基本知识
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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
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39
【例10-1】测得某机器的噪声频带声压级如下：
倍频程中心 频率（HZ） 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
声压级（dB） 90
95
100
93
82
75
70
70
声压级的大小排序 100、95、93、90、82…dB 查10-3表得1.2 +100=101.2 100-95=5.0 101.2-93=8.2 查10-3表得0.6 +101.2=101.8 101.8-90=11.8 查10-3表得0.3 +101.8=102.1≈102dB
仅在均匀、各向同性的介质中，声线是直线。 声线的意义： 声线代表了声传播的方向但不考虑波动性，因此声传 播问题得到了简化，它是一种研究声传播规律的简明 工具。 几何声学： 用声线来研究声传播的声学。
6
7
3）、 声波与振动的区别
相 振动： 声波：
同 点
不
同
点 能量守恒 能量传递
机械运动 机械振动
质点平衡位置往返， 若干质点，各自平衡位置往返
13
4）反射定律 a 反射线、入射线、 法线在同一平面。 b 反射线、入射线 在法线的两侧 c 反射角=入射角 5）典型反射面的应用 平面——镜象反射 凹面——形成声聚焦 凸面——声扩散 （尺度应与λ比较）
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特点： 1、反射波就象从声波的映象--O’发出似的。 O’------O 对称。 2、声线入射角等于反射角。 O i
总声压级：
L p L p1 10 lg(1 10
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1.吸声材料和吸声结构的分类？①多孔材料，板状材料，穿孔板，成型顶棚吸声板，膜状材料，柔性材料吸声结构：共振吸声结构，包括1。
空腔共振吸声结构，2。
薄膜，薄板共振吸声结构。
其他吸声结构：空间吸声体，强吸声结构，帘幕，洞口，人和家具，空气吸收(空气热传导性，空气的黏滞性和分子的弛豫现象，前两种比第三种的吸收要小得多)。
吸声与隔声有什么区别？吸声量与隔声量如何定义？它们与那些因素有关？答：吸声指声波在传播途径中，声能被传播介质吸收转化为热能的现象。
隔声指防止声波从构件一侧传向另一侧。
吸声量：指材料的吸声面积与其吸声系数的乘积，单位为m2。
隔声量：指建筑构件的传声损失，，单位为（dB）。
它们主要与构件的透射系数有关，和构件的反射系数和吸声系数有关。
2.衍射的定义：当声波在传播过程中遇到障碍物的起伏尺寸与波长大小接近或更小时，将不会形成定向反射，而是声能散播在空间中，这种现象称为散射，或衍射。
影响因素：障碍物的尺寸或缝孔的宽度与波长接近或更小时，才能观察到明显的衍射现象，不是决定衍射能否发生的条件，仅是使衍射现象明显表现的条件，波长越大，越容易发生衍射现象。
3.解释“波阵面”的概念，在建筑声学中引入“声线”有什么作用？答：声波从声源发出，在某一介质内向某一方向传播，在同一时刻，声波到达空间各点的包迹面称为“波阵面”，或“波前”。
“声线”主要是可以较方便地表示出声音的传播方向；利用作图法确定反射板位置和尺寸。
波阵面为平面的称为“平面波”，波阵面为球面的称为“球面波”。
4.什么是等响线？从等响线图说明人耳对声音的感受特性。
答：等响线是指响度相同的点所组成的频谱特征曲线，从等响线图可知：1.人耳在高声压级下，对声音频率的响应较一致；2.在低声压级下，人耳对于低于1000Hz的声音和高于4000Hz的声音较不敏感，而对1000Hz~ 4000Hz的声音感受最为敏锐；3.在同一频率下，声压级提高10dB，相对响度提高一倍。
5. 等效连续A声级解释Leq，L50 LA表示什么意义？答： Leq 的含义是：噪声的A声级是变化的，不能简单的使用某一时刻的A声级，需要使用在一段时间内使用平均A声级来表示能量平均，即Leq。
L50的意义是： L50 表示在所测的时间范围内有百分之50的时间出现了A声级大于 L50 的情况。
如：L10=70dB，表示有10%的时间里噪声的A声级超过了70dB。
Las是声级计上的A计权网络直接读出的数据，单位dB。
等效连续A声级：噪声评价的一种方法。
在规定的时间内某一连续稳态声的A（计权网络）声压具有与时间变化的噪声相同的均方A声压级，则这一连续稳态的声级就是此时间变化噪声的等效声级。
6.解释“声功率”、“声强”、“声压”概念。
答：声功率：单位时间内声源向外辐射的能量，单位为J/s或W。
声强：单位时间内通过声波传播方向垂直单位面积上的声能。
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;有两层意思，（1）瞬时声压，是指某时刻媒质中的压力超过静压力的值即压差；（2）有效声压,即在一段时间(几个周期)内,各瞬时值平方的算术平均值的平方根,不影响计算过程。
符号P, 单位N/m 2 (牛顿/米2 ) ，或Pa(帕斯卡）。
7.在建筑声学中，采用“级”的方法来计量声音的强弱有何意义？答：“级”是某一物理量与对应基准值的比值取对数所得到的数值。
在建筑声学中采用“级”来计量声音的强弱，可以大大压缩计量的范围，例如1000Hz的声音，人耳刚能听到的声压为2×10-5Pa，感到震耳时为20Pa ，两者相差百万倍。
另外，人耳对声音的感觉并不与声压或声强成正比，而是近似与其对数成正比，采用“级”来计量声音的强弱，可与人耳对声音的感受一致。
8.分别写出声功率级、声强级、声压级的计算表达式，以及它们的基准值和单位。
答：声功率级LW=10lg（W/W0）（dB）W0=1×10-12W 声强级LI=10lg（I/I0）（dB）I0=1×10-12W/(m2) 声压级LP=20lg（P/P0）（dB）I0=2×10-5W/(m2)或Pa9.简述声音在空气中的传播特性答：人耳能感受的声音最终是通过空气才感受到的;质点振动方向与波的传播方向一致。
声音在空气中传播主要有以下特性：A.声波为行波中的“纵波”，质点只在自身位置来回运动，振动方向与传播方向相同 ;B.声波传播方向与空气流动没有关系或与流向无关；C.压力变化微小,是大气压的百万分之一。
D.振动随距声源距离的增加而减小（振动能量减少）。
2.常温下空气声速约为（ 340 ）m/s,1000Hz 的声音，其波长为（ 0.34 ）m。
解：根据公式λ=c/f=340/1000=0.34m10.声音的绕射有什么特点？在进行声音的反射设计和扩散处理时，要注意什么问题？答：1.声音在传播过程中遇到孔洞或障碍物将发生绕射现象。
绕射的情况与声波的波长和障碍物（孔洞）的尺寸有关，而与原声波的波形无关。
2.在进行声音的反射和扩散处理时，要正确地使用凸形界面，以有助于声场的均匀扩散和防止一些声学缺陷的出现；避免出现凹形界面，使声音汇聚于某一区域或出现声焦点，从而造成声场分布不均匀。
11.什么是“吻合效应”，如何消除吻合效应？答：“吻合效应”是声波斜入射时在一定的频率范围使墙体放生弯曲共振（这是入射声波沿墙体激发的弯曲波的波长在声波入射方向的投影等于入射波的波长）的现象。
消除“吻合效应”的方法是：①材料选择注意避开吻合效应频率范围；②采用双层构造，且两层不平行布置12.人耳听觉定位有什么特点？答：人耳听觉定位是由双耳对声音感觉的时间差和强度差来判定的。
通常对于高于1400Hz的声音，主要由强度差其主要作用；而对于低于1400Hz的声音，主要由时间差起主要作用。
人耳对声音的方向感强于远近感，对水平方向声音位置的变化的识别强于竖直方向。
13.简述哈斯效应及其在室内音质设计中的应用。
答：当同一声音的反射声到达人耳的时间迟于直达声的时间在50ms之内时，人耳分辨不出是两次声音，反射声对直达声音有加强作用，且人耳感到声音方向与直达声相同，不会有声音漂移感。
而当前后两次声音到达人耳的时间差超过50ms后，人耳就有近似回声感；当时间差超过80ms后，有明显的回声感，这种效应称为哈斯效应。
14.什么是掩蔽效应？声音掩蔽有何特征？答：一个声音的听阙因另一个声音的存在而提高的现象，叫声音的掩蔽效应。
听阙提高的分贝数，称为掩蔽级。
声音掩蔽有下列的特点：1.频率相近的声音掩蔽效应强；2.低频声对高频声的掩蔽较强；3.高频声对低频声的掩蔽效应弱；4.一个声音低于另一个声音10dB后，其对另一个声音的掩蔽效应可忽略去。
15.音质的主观评价和客观指标：答：1合适的响度2较高的清晰度和明晰度3足够的丰满度4良好的空间感5没有声缺陷和噪声干扰客观指标：1声压级与混响时间2反射声的时间与空间分布16早期反射声：在直达声以后到达的对房间的音质起到有利作用的所有反射声。
时间范围一般取直达声以后50ms，也有人认为可取到95ms。
早期反射声能与混响声能之比称为明晰度。
明晰度高，语言清晰度也高，如明晰度达到50%，音节清晰度就可达90%以上。
对听音乐来说，情况复杂得多，不仅要考虑早期反射声所占的比重，还要考虑从侧向来的早期反射声，能使声源的空间距离展宽，增加立体感，但侧向早期反射声过强，又会形成虚声源，造成移位错觉的不良后果。
1充分利用直达声2争取控制早期反射声3扩散设计17.以横排的方式，列出31.5Hz～2000Hz之间的倍频程和1/3倍频程数值。
答：倍频程：31.5、63、125、250、500、1000、2000 1/3倍频程：31.5、40、50、63、80、100、125、16018.产生驻波的必要条件是什么?1000Hz声音产生的驻波,离壁面最近的波节其距壁面距离为多少?答：产生驻波的必要条件是：1.频率相同的波；2.两列波在同一直线上相向而行。
什么是驻波? 频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波19.简述门窗的隔声措施答：1、要提高门扇本身的隔声能力及门缝的密闭程度。
可采用复合结构的门，即夹层门，也可选用密实厚重的材料做门，甚至是钢筋混凝土做的门扇。
经常开启的门，门扇不宜太重，否则门缝不易密封。
当要求较高时，可采用双层门，也可设置“声闸”，即做成门斗形式，在门斗两道门之间布置强吸声材料。
2、隔声窗的设计，要保证窗玻璃有足够的厚度，各层玻璃的厚度应不相同，以错开“吻合谷”，同时两层玻璃不应平行，以免引起共振。
另外，两层玻璃之间的窗樘上应布置强吸声材料，保证玻璃与窗扇边梃、窗扇与窗框、窗框与墙壁等所有接口的密封。
20. 什么是质量隔声定律？180mm砖墙对500Hz的隔声量为多少？答：墙的单位面积的质量越大，其隔声效果越好，这一规律被成为“质量定律”。
查表得180mm砖墙的面密度为450kg/m2。
21.环境噪声有哪些危害？答：噪声的危害主要有：1、噪声对人的听力具有很大的损坏作用。
2、噪声对睡眠产生一定的干扰。
3、噪声对语言交流产生干扰。
4、噪声可引起多种疾病。
5、噪声可降低工作的效率。
6、噪声对建筑物的寿命产生一定的影响22.城市噪声的来源有哪些？试从建筑群体布置和建筑单体设计的角度论述如何控制噪声。
答：城市噪声的主要来源有：交通噪声污染、其次是施工机械噪声及工厂噪声，此外还有商业噪声和社会生活噪声。
23.消声器的结构形式？答：阻性（在管道内布置阻性吸声材料吸收声能，对高频较有效），抗性（利用声音的共振，反射，叠加，干涉等原理消声，用于中低频噪声）阻抗复合式（用于频带较宽的噪声）公式：声强I=dw÷ds 即声能除以面积自由声场中：I=p2÷ρC (ρC=415N?S∕m3)声能密度：D=I∕C声压级：Lp=20 lg(P∕P0) 其中：P表示某点的声压，P0表示参考声压，以2×10的负五次方为参考值声强级：Li=10 lg(I∕I0) 其中：I表示某点的声强，I0表示参考声强，以10的负12次方为参考值声功率级：Lw=10 lg(W∕W0) 其中：W表示某声源的声功率，W0表示参考声功率，以10的负12次方为参考值室外声压级：Lp=Lw＋10 lg(1∕4πr2) Lp表示空间某点的声压级，Lw表示声源的声功率级，r表示测点与声源的距离Lp=Lw－20lgr－11室内声压级：Lp=Lw＋10lg(Q／4πr2 ＋ 4／R ),其中，Lw表示声源的声功率级，W表示声源声功率，r表示离开声源的距离，Q表示声源指向性因数度，R表示房间常数，R=S×α／（1－α） S表示室内总表面积，α表示室内平均吸声系数Lp=10lgW + 10lg(Q／4πr2 + 4／R) +120混响半径： Q／4πr2 = 4／R 其中，Q表示声源的指向性因数；r表示混响半径；R表示房间常数1.简述多孔吸声材料的吸声机理和吸声特性；影响多孔吸声材料吸声的因素有哪些？如何提高多孔吸声材料的在中低频范围内的吸声性能？答：多孔材料的吸声机理：①当声波入射到多孔材料上，声波能顺着孔隙进入材料内部，引起空隙中空气分子的振动。