建筑环境学第七章-建筑声环境
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只需要频率f 和声压幅值Pm就可以描述
复音 周期性信号，含有基频和谐频，谐频是基频的整 倍数
其频谱图可以表示为在基频f0和2f0、3f0、…… nf0 处的一系列高矮不等的竖直线——线状谱(离
散谱) 普通声响频谱一般为连续频谱
•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
声音的传播速度
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
k 绝热指数，R 气体常数，T 绝对温度。
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
总声压是各声压的均 方根:
•W •r
•球面波
•平面波
•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)：
n 个相同声源L1叠加：
两个相同声源叠加，声 级增加了 10 lg2 = 3 dB
•L = 3 dB
•增加的声级数
•7-1.2 声音的计量
两个不同声源叠加，差别超过10~15 dB， 可以忽略。
•声源声级差
•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
指向性因数Q —— 实际声
强I (r, θ, φ)与参考声强I0(r
•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
•媒质的密度
建筑环境学第七章-建筑 声环境
2020年7月12日星期日
本章内容
建筑声环境的基本知识 人体对声环境的反应原理与噪声评价 声音传播与衰减的原理 材料与结构的声学性能 噪声的控制与治理方法
声环境控制的意义
创造良好的满足要求的声环境
保证居住者的健康 提高劳动生产率 保证工艺过程要求
录音棚、演播室 高保真音乐厅
•7-2.2 听觉特性
掩蔽效应
适合的掩蔽背景声的特点
分量的构成
•谐频
•880, 1320, 1760, 2200, •2640, 3080, 3520……
•基频
•7-1.1声波的基本物理性质
普通声响频谱一般为连续频谱
•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。
声音的度量
分贝标度和声级L ，单位dB
设立的必要性
数据范围太大，如 2×10－5Pa ~ 20Pa 人的听觉响应与声强、声压呈对数关系
声强级 声压级
•可闻阈值
声功率级
•1×10-12W
•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 强：声音球面扩散
声强可以直接叠加， 故有:
对不同的频率有不同的衰减。1000Hz的衰减均为是0。
•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
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
•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
不安
——闻之烦恼
p0=20 Pa， I疼0=痛1W阈/m—2— 闻之人耳则痛，
p=200 Pa，I =100 W/m2
•7-1.2 声音的计量
第二节 人体对声环境的反应 原理与噪声评价
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
•7-2 人体对声环境的反应原理与噪声评价
听觉机构
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
•7-1.1声波的基本物理性质
声音是什么？
•波长
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：空气压强的变化量 ，10-5～10 Pa量级
特性：波长、频率 f、声 速c
•7-1.1声波的基本物理性质
•疼痛阈
•烦恼阈
•自由场最小可听阈
•
•7-2.2 听觉特性
人 耳 的
特征：对高频声比对低频Baidu Nhomakorabea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
听
•痛阈
觉
特
征
•听阈
•等响曲线
•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。
)的比值。
参考声压Lp0(r) 参考声强I0(r)
Q与指向性指数DI的关系：
DI = 10 lg Q
•无方向性的点声源形成的声压场
•7-1.3 声源的指向性
声源的指向性因数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
•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
•中频声
•频率
•31.25 Hz
•低频声
•高频声
•7-1.1声波的基本物理性质
声音的频带
简谐音（纯音） 声压变化为只有一个频率的余弦函数的声音
复音 周期性信号，含有基频和谐频，谐频是基频的整 倍数
其频谱图可以表示为在基频f0和2f0、3f0、…… nf0 处的一系列高矮不等的竖直线——线状谱(离
散谱) 普通声响频谱一般为连续频谱
•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
声音的传播速度
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
k 绝热指数，R 气体常数，T 绝对温度。
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
总声压是各声压的均 方根:
•W •r
•球面波
•平面波
•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)：
n 个相同声源L1叠加：
两个相同声源叠加，声 级增加了 10 lg2 = 3 dB
•L = 3 dB
•增加的声级数
•7-1.2 声音的计量
两个不同声源叠加，差别超过10~15 dB， 可以忽略。
•声源声级差
•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
指向性因数Q —— 实际声
强I (r, θ, φ)与参考声强I0(r
•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
•媒质的密度
建筑环境学第七章-建筑 声环境
2020年7月12日星期日
本章内容
建筑声环境的基本知识 人体对声环境的反应原理与噪声评价 声音传播与衰减的原理 材料与结构的声学性能 噪声的控制与治理方法
声环境控制的意义
创造良好的满足要求的声环境
保证居住者的健康 提高劳动生产率 保证工艺过程要求
录音棚、演播室 高保真音乐厅
•7-2.2 听觉特性
掩蔽效应
适合的掩蔽背景声的特点
分量的构成
•谐频
•880, 1320, 1760, 2200, •2640, 3080, 3520……
•基频
•7-1.1声波的基本物理性质
普通声响频谱一般为连续频谱
•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。
声音的度量
分贝标度和声级L ，单位dB
设立的必要性
数据范围太大，如 2×10－5Pa ~ 20Pa 人的听觉响应与声强、声压呈对数关系
声强级 声压级
•可闻阈值
声功率级
•1×10-12W
•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 强：声音球面扩散
声强可以直接叠加， 故有:
对不同的频率有不同的衰减。1000Hz的衰减均为是0。
•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
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
•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
不安
——闻之烦恼
p0=20 Pa， I疼0=痛1W阈/m—2— 闻之人耳则痛，
p=200 Pa，I =100 W/m2
•7-1.2 声音的计量
第二节 人体对声环境的反应 原理与噪声评价
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
•7-2 人体对声环境的反应原理与噪声评价
听觉机构
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
•7-1.1声波的基本物理性质
声音是什么？
•波长
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：空气压强的变化量 ，10-5～10 Pa量级
特性：波长、频率 f、声 速c
•7-1.1声波的基本物理性质
•疼痛阈
•烦恼阈
•自由场最小可听阈
•
•7-2.2 听觉特性
人 耳 的
特征：对高频声比对低频Baidu Nhomakorabea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
听
•痛阈
觉
特
征
•听阈
•等响曲线
•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。
)的比值。
参考声压Lp0(r) 参考声强I0(r)
Q与指向性指数DI的关系：
DI = 10 lg Q
•无方向性的点声源形成的声压场
•7-1.3 声源的指向性
声源的指向性因数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
•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
•中频声
•频率
•31.25 Hz
•低频声
•高频声
•7-1.1声波的基本物理性质
声音的频带
简谐音（纯音） 声压变化为只有一个频率的余弦函数的声音