东南大学建筑物理(声学复习)张志最强总结
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第五章 振动和波5—1 简谐振动.2121,2,(cos 2121),(sin 2121,.2,2.,,,).cos(0)(22222220222200000222kx A m E E E k m T m k t A k kx E t A m mv E f T t A t A x x x x dtxd p k p k ==+===+==+====+++==-+ωπωωϕωωπωωπϕϕωωϕωω总能量即且弹簧的弹性势能物体的动能以弹簧振子为例频率可得周期为初相位为相位为角频率为振幅其中即动力学方程().2,2).2cos(2cos 2,),cos(),cos(.cos cos sin sin tan arc ,cos 2),cos(),cos(121212121212221122112211112212221222111f f f T t t A x t A x t A x A A A A A A A A A t A x t A x -=-=-=++⋅-=>+=+=++=-++=+=+=-πωωωωπϕωωωωωωϕωϕωϕϕϕϕϕϕϕϕωϕω拍频拍的周期则和振动:设拍现象:(旋转矢量法)相位则和振动的振幅和振动:5-2阻尼、受迫振动.2,2,22002200δωδδωωω-=-=f A 物体有最大振幅时当驱动力的频率设物体的固有频率为5-4机械波().21,21,21,.,2,2,2.cos 2cos 2cos cos ),(222222u A I uS A uS P A ku u k f T kx t A x t A x ft A u x t A t x y ρωρωωρωωωλπλπωωπϕωϕλπωϕλπϕω=========+-=⎪⎭⎫⎝⎛+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=度平均能流密度即波的强平均能流波的平均能量密度动能与势能相等任一时刻波上某质点的波速波长频率周期波动方程5—5波的叠加.4)12(,124,,,.2,2,,.2,2,412,2)12(2.cos 2cos2),2cos(),2cos(21Lun f n L L Lnuf n L L nx n x n x n x t x A y x t A y x t A y -=-===±=±=+±=+±==+=-=频率则驻波的波长弦长为一端自由的弦一端固定频率则驻波的波长弦长为固定的弦振动的简正模式:两端即波腹处振动最大有即波节处无振动有则合成波驻波:λλλπλπλπλπωλπλπωλπω5—6多普勒效应.,00f u u u u f f u u u u f d s sds d +-='/-+='/时波源与观测者背离运动相向运动时与观测者波源第十四章 光学14-2光的干涉.2,.2cos 2,.)21(,)21(.,,,,2121nL LL n rI I I I I d s dsk x k s x d r d sk x k s x d r s d n==∆=∆∆++=+±=+±==∆±=±==∆λλλπϕλπλλλλλ光程差的距离后的介质中传播光线在折射率为干涉处的和光强明暗纹的宽度为处为暗纹中心则若处为明纹中心则若双缝与平面的距离为为杨氏双缝干涉:双缝宽.sin 2,2sin 2.).(,22122221221221i n n d i n n d i n n d n n -=∆+-=∆>折射光线的光程差则反射光线的光程差光线的入射角为的薄膜厚度为率为的均匀介质中有一折射率为薄膜等倾干涉:在折射λ.2,,.2,22(棱边为暗纹)劈尖的高度则条纹数为设其间距为劈尖的厚度差为则两相邻明纹或暗纹处处反射光的光程差为劈尖等厚干涉:在厚度bLn D b L b nnd d λλλ=+=∆.2,2)12(22,(中心为暗环)暗环半径则明环半径,处反射光的光程差在厚度为的曲率半径为牛顿环等厚干涉:透镜nRk r n R k r nd d R λλλ=+=+=∆.)1(2,)1(2,,,2,2,,.2,2.4,212min min 条条纹移动光程差的薄片厚度为若在前方放一折射率为条条纹移动光程差反光镜移动的波长为迈克尔逊干涉仪:光线则最小厚度程差满足增反膜:两反射光的光则最小厚度程差满足增透膜:两反射光的光λλλλλλλdn d n d n dd d nd k nd n d k nd --=∆=∆===∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛+==∆14—3光的衍射.sin sin ),sin (sin ,.,2)21(t )21(sin tan sin .(2sin ,,αθαθαλλλθλθλθλθλθθ b b bfb f b k fan f x k b bk ff x k b k k b b ∆=±=∆+±≈=+±=±≈=±=±==∆即则光程差若入射角为其他明暗纹的宽度为中心明纹的宽度为处为明纹中心,时,当处为暗纹中心,时,当为半波带数)子射波线的最大光程差衍射角为缝宽度为单缝夫琅禾费衍射:单,2,1,tan ,sin ,,, 1.1,2.442,,bdN N d k f f x k d b d b b N R D D ±--±≈=±=+='===缺级次为条明纹有条暗纹两相邻主极大中有处为主极大时当则光栅常数不透光部分的宽度为为缝宽即透光部分的宽度的总缝数为光栅衍射:设透射光栅分辨率张角则艾里斑对透镜中心的最小分辨角为的孔径为圆孔衍射:若光学仪器λθλθθλθθ14-5光的偏振.,.,,,,.,cos 12212则无反射光线振动的线偏振光若入射光为平行入射面垂直且反射光线与折射光线振光面振动占优势的部分偏折射光线为以平行入射动的线偏振光反射光为垂直入射面振时当入射角射向自然光从为偏振方向夹角倍为原来的片后的线偏振光的强度马吕斯定律:透过偏振n n i n n =θθ第十三章 气体动理论.428,2,,33,88,22,,23,333,323131.,,222220222mkT p d pd kT m kTvZ pd kT M RT m kT v x M RT m kT v M RT m kT v MRTm kT v e p p kT E m kT p mn p v E n v v mn p kN R nkT p NkT RT pV x p RTMghk k A πππλπλππρρν========================-碰撞频率平均自由程方向上速率平方均值方均根速率平均速率速率气体分子运动的最概然等温气压公式:能气体分子的平均平动动即理想气体的压强即气体的物态方程:第十二章 热力学基础.,,,.(..,.34)(,57),,(,35)(.1,,,.1,1,2,,22,2,,2122212212111211221111T T T w Q Q Q Q W Q T TT Q Q Q Q Q W dW dQ dE dT C dE V p V p W C T p C TV C pV nRC nR C i i C C nR C C R i n C R i n C n i V p V V p V p p V -=-==-=-==+=====--=''='==-=-=+===-+==--卡诺制冷机的效率为在低温热源吸的热)(制冷机的效率卡诺热机的效率为在高温热源吸的热)(热机的效率外界对系统所作的功)形式:热力学第一定律的微分则有关与体积无关系统的内能只与温度有二氧化碳刚性三原子分子氮气氧气氢气刚性双原子分子氦气刚性单原子分子对外做功即在绝热过程中有:故热容比即等压热容量则等体热容量物质的量为气体分子的自由度为ηηηγγγγγγγγγγγγ..ln ,,ln ,ln .ln ln ,12121212121212孤立系统的熵永不减少即等压过程则等温过程中则等体过程中则即任一准静态过程的熵变T T C S V V T T V V nR S T T C S V VnR T T C S V dV nR T dT C T pdV T dU T dQ dS p V V V =∆==∆=∆+=∆+=+==).122(,2.21,12,).||0(2)),1(02)1().,21(21,,,:.,,103.5,6.138,:.8,sin 2)(.4:.,211.cos 22,11),cos 1)((,.,,,)111,)()(,1(.)()(12.,,.,)(212211122012204122100max ,00max ,00202000200max ,00max ,202222202222020220220220004+±+≤≤=-≤≤+=±====⨯==-=-=-==⎪⎭⎫ ⎝⎛=>≥∆⋅∆+∆+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=+∆-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==⎪⎪⎭⎫⎝⎛+∆-=-=∆==+=+=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=+=-=+=-+=-=============-l l n n m m l l l n n l m hm L z n l h l l L m m S m l n r n r nE E m me h r eV h me E E E h ma h E a x n a x hh p x hh p hc E hh h h E m p hc E c m hc h W eU E h eU W E h c m c v E pc c m E c v c m c m E E c m c m E hcc v v m h p h E m hv m h p h ch c p m hp pc hch E Tb T T M s l l l z s s l n n m n x ec ek k e e ek c e k k k k k km 值电子量子态总数为对于固定的值电子量子态总数为即对于固定的两个取值有值个不同的值有对于固定的值个不同的值有对于固定的方向上的分量(角动量氢原子中电子的量子化表示在某方向上的分量自旋角动量量子数轨道磁量子数轨道角动量量子数主量子数子数描述电子状态得四个量量子化轨道值量子化能量值最小轨道半径氢原子的基态能量波尔频率条件最低能量的粒子波函数处于一维无限深方势阱不确定关系在康普顿效应中逸出功即最大初动能在光电效应中若考虑相对论效应则,粒子的德布罗意波波长质量即动量光量子的能量峰值位置的波长黑体辐射度量子物理第十五章πππεενπφπλλλλλλθλλλλλλλλλθλλνννλλλλλνλσ。
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”。
建筑考试】《建筑物理》复习资料
【建筑考试】《建筑物理》复习资料Brightno2011年01月09日 01:38:10第一章建筑声学基本知识1、了解声音的基本性质,明确声功率、声强、声压、声功率级、声强级、声压级、频程和频谱等有关建筑声学物理概念及计算方法。
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),声强与声功率的计算:I= w/s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 P a = 10 μb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。
Lp = 20lg (p/p0) (dB) (在0~120分贝之间)式中p0——参考声压(基准声压),p0=2´10-5N/m2,使人耳感到疼痛的上限声压为20N/m2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。
LI = 10lg (I/I0 ) (dB) (在0~120分贝之间)式中I0——参考声强(基准声强),I0=10-12W/m2,使人耳感到疼痛的上限声压为1W/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。
LW = 10lg W/WO (dB) (在0~120分贝之间)式中W0——参考声功率(基准声功率),W0=10-12W声音的叠加:P270-271公式频谱表示某声音频率组成及各频率音量的大小倍频程(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=1/32.掌握声音在户外的传播的规律和计算(一)点声源随距离的衰减在自由声场中,声功率为W 的点声源,在与声源距离为r 处的声压级Lp 和距离r 的关系式:Lp =Lw –11 –20 lg r (dB)从上式可以看出,观测点与声源的距离增加一倍,声压级降低 6 dB,(二)线声源随距离的衰减线声源,如公路上的车辆,声波以圆柱状向外传播,当线声源单位长度的声功率为W,在与声源距离为r 处的声强为声压级为:Lp = Lw –8 –10 lgr (dB)因此,观测点与声源的距离每增加一倍,声压级降低3 dB。
建筑物理复习笔记教学文稿
建筑物理复习纲要第一篇建筑热工学任务:依建筑热工原理,论述通过规划和建筑设计的手段,有效地防护或利用室内外气候因素,合理地解决房屋的日照、保温、隔热、通风、防潮等问题,以创造良好的室内气候环境并提高围护结构的耐久性。
第1.1章室内外热环境室内热环境主要是由室内气温、湿度、气流及壁面热辐射等因素综合而成的室内微气候。
人体热平衡是达到热舒适的必要条件。
当达到热平衡状态时,对流换热约占总散热量的25%-30%,辐射散热量占45%-50%,呼吸和有感觉蒸发散热量占25%-30%时,人体才能达到热舒适状态,能达到这种适宜比例的环境便是人体热舒适的充分条件。
室外气候与建筑密切有关的气候要素:太阳辐射、气温、湿度、风、降水。
以太阳直射辐射照度、散射辐射照度及用两者之和的太阳总辐射照度表示。
水平面上太阳直射照度与太阳高度角、大气透明度成正比关系。
散射辐射照度与太阳高度角成正比,与大气透明度成反比。
太阳总辐射受太阳高度角、大气透明度、云量、海拔高度和地理纬度等因素的影响。
空气温度地面与空气的热交换是空气温度升降的直接原因,大气的对流作用也以最强的方式影响气温,下垫面的状况,海拔高度、地形地貌都对气温及其变化有一定影响。
空气湿度指空气中水蒸气的含量。
一年中相对湿度的大小和绝对湿度相反。
风地表增温不同是引起大气压力差的主要原因降水建筑热工设计分区:严寒地区,充分满足冬季保温要求,加强建筑物的防寒措施。
寒冷地区,冬季保温,部分地区兼顾夏季放热。
夏热冬冷地区:夏季放热,适当兼顾冬季保温。
夏热冬暖地区,充分满足夏季放热要求,一般不考虑冬季保温。
温和地区,部分地区考虑冬季保温,一般不考虑夏季放热。
第1.2章建筑的传热与传湿传热是指物体内部或者物体与物体之间热能转移的现象。
基本方式:导热、对流和辐射。
1、导热是由温度不同的质点(分子、原子、自由电子)在热运动中引起的热能传递现象。
导热系数:在稳定条件下,1m厚的物体,两侧表面温差为1℃,1h内通过1㎡面积传递的热量。
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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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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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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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(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
建筑物理知识点总结
1采光系数:室内某一点直接或间接接受天空光所形成的照度与同一时间不受遮挡的该天空半球在室外水平面上产生的照度之比。
2吸声系数:用以表征材料和结构吸声能力的基本参量,通常采用吸声系数,用a表示,等于入射声能减去反射声能与入射声能的比值。
3哈斯效应:直达声达到50MS以内到达的反射声会加强直达声,直达声到达后50MS后到达的强反射声会产生回声。
4半直接型灯具:灯具光通量在下半空间所占的比例不小于百分之六十,在上半空间所占的比例不大于百分之四十。
5利用系数光源实际投射到工作面上的有效光通量和全部灯的额定光通量之比。
6二次反射眩光:大概观众本身或室内其他物体的亮度高于展品表面亮度,观众在画面上看到本人或物体的反射形象,干扰看清物品。
7色温:当一个光源的颜色与完全辐射体(黑体)在某一温度时发出的光色相同时,完全辐射体(黑体)的温度就叫此光源的色温,用TC表示,单位K(绝对温度)色温低,光源呈暖色调,色温高光源呈冷色调。
8简并现象:当不同共振方式的共振频率相同时,出现共振频率的重叠,称为“简并”~9倍频程:在建筑声学中频带划分的方式经常不是在线性标度的频率轴上等距离的划分频带,而是以各频率的频程数N都相等来划分,当=1时,f1=2fi称为一个倍频程。
10隔声的质量定律:对于单层匀质密实墙体,墙体越重,空气声隔声效果越好。
1,面密度增加一倍隔声量增加6DB。
2,频率增加一倍,隔声量增加6DB。
11韦伯定律:能察觉到的光刺激变化同刺激水平的比值是一常数关系12波阵面:声波从声源发出,在某一介质内按一定方向传播,在某一时间到达空间各点的包络面称为波阵面13频谱:表示某种声音频率成分及其声压级组成情况的图形14频带:在通常的声学测量中,不是逐个测量声音的频率,而是将声音的频率范围划分成若干个区段,成为“频带”15等响曲线:以1000Hz连续纯音作基准,测听起来和它同样响的其他频率的纯音的各自声压级,构成一条曲线叫“等响曲线”"16降噪系数”(NRC):把250,500,1000,2000Hz四个频率吸声系数的算术平均值(取为的整数倍)称为“降噪系数”17混响过程:当声音达到稳态时,若声源突然停止发声,首先直达声消失,反射声将继续下去,每反射一次,声能被吸收一部分,室内声能密度逐渐减弱,直到完全消失。
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。
建筑物理知识点总结
建筑物理知识点总结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1采光系数:室内某一点直接或间接接受天空光所形成的照度与同一时间不受遮挡的该天空半球在室外水平面上产生的照度之比。
2吸声系数:用以表征材料和结构吸声能力的基本参量,通常采用吸声系数,用a表示,等于入射声能减去反射声能与入射声能的比值。
3哈斯效应:直达声达到50MS以内到达的反射声会加强直达声,直达声到达后50MS后到达的强反射声会产生回声。
4半直接型灯具:灯具光通量在下半空间所占的比例不小于百分之六十,在上半空间所占的比例不大于百分之四十。
5利用系数光源实际投射到工作面上的有效光通量和全部灯的额定光通量之比。
6二次反射眩光:大概观众本身或室内其他物体的亮度高于展品表面亮度,观众在画面上看到本人或物体的反射形象,干扰看清物品。
7色温:当一个光源的颜色与完全辐射体(黑体)在某一温度时发出的光色相同时,完全辐射体(黑体)的温度就叫此光源的色温,用TC表示,单位K(绝对温度)色温低,光源呈暖色调,色温高光源呈冷色调。
8简并现象:当不同共振方式的共振频率相同时,出现共振频率的重叠,称为“简并”9倍频程:在建筑声学中频带划分的方式经常不是在线性标度的频率轴上等距离的划分频带,而是以各频率的频程数N都相等来划分,当=1时,f1=2fi称为一个倍频程。
10隔声的质量定律:对于单层匀质密实墙体,墙体越重,空气声隔声效果越好。
1,面密度增加一倍隔声量增加6DB。
2,频率增加一倍,隔声量增加6DB。
11韦伯定律:能察觉到的光刺激变化同刺激水平的比值是一常数关系12波阵面:声波从声源发出,在某一介质内按一定方向传播,在某一时间到达空间各点的包络面称为波阵面 13频谱:表示某种声音频率成分及其声压级组成情况的图形14频带:在通常的声学测量中,不是逐个测量声音的频率,而是将声音的频率范围划分成若干个区段,成为“频带” 15等响曲线:以1000Hz连续纯音作基准,测听起来和它同样响的其他频率的纯音的各自声压级,构成一条曲线叫“等响曲线”16降噪系数”(NRC):把250,500,1000,2000Hz四个频率吸声系数的算术平均值(取为0.05的整数倍)称为“降噪系数” 17混响过程:当声音达到稳态时,若声源突然停止发声,首先直达声消失,反射声将继续下去,每反射一次,声能被吸收一部分,室内声能密度逐渐减弱,直到完全消失。
建筑物理各章复习重点知识
建筑物理各章复习重点知识第一章1.室外热湿作用:属于室外的因素如太阳辐射、空气的温度和湿度、风、雨雪等,统称为室外热湿作用2.室内热湿作用:属于室内的因素如空气温度和湿度、生产和生活散发的热量和水分等。
统称为室内热湿作用3.室内热环境的构成要素:室内空气温度、空气湿度、气流速度以及环境辐射温度。
4.正常比例散热:对流换热约占总散热量的25%~30%,辐射散热约占45%~50%,呼吸和无感觉蒸发散热约占25%~30%5.室内热湿环境的评价方法和标准:室内空气温度、有效温度ET、热感觉PWV-PPD指标7.绝对湿度:单位体积空气中所含水蒸气的重量。
8. 相对湿度:在一定湿度、一定大气压力下,湿空气的绝对湿度f,与同温同压下的饱和水蒸气量fmax的百分比。
10.露点温度:在大气压力一定、空气含湿量不变的情况下,未饱和的空气因冷却而达到饱和状态时的温度。
11.气候要素:空气温度,湿度,太阳辐射,风,降水,积雪,日照以及冻土等都是组成室外热湿气候的要素。
12.气候分区:严寒地区,寒冷地区,夏热冬冷地区,夏热冬暖地区,温和地区13.采暖期:某一地区建筑设计计算采暖天数,即累年日平均温度低于或等于5°c的天数。
14.采暖期室外平均温度:在采暖期的起止日期内,室外逐日平均温度的平均值15.采暖度日数:室内基准温度18°c与采暖期室外平均温度之间的温差,乘以采暖期天数的数值。
16.城市气候形成的主要原因:1)高密度的建(构)筑物改变了地表(下垫面)的性态;a.由粗糙度改变所引起的,对地表大气层而言,城市是一体化的下垫面曾,他对太阳辐射的净吸收率,对地转风的摩擦系数增大,而对天空的长波辐射系数减少 b.表面材料性质改变使得光合作用引起的自然能量固化过程停止,失去湿“呼吸”功能从而加大了固汽两相显热交换2)高密度的人口分布改变了能源与资源消费结构a.向空气中排放大量温室气体,增强城市区域的温室效应,b.向城市覆盖层内排放大量人为热量17.热岛效应:下垫面吸热、热容量大散热慢、上空CO2长波辐射、不透水、通风18.热量传递的三种基本方法:导热、对流和辐射19.导热系数:稳定传热条件下,1m 厚的材料,两侧表面的温差为1°c 时,在1秒内通过1平方米面积所传导的热量。
建筑物理Ⅲ声一章基本知识
(3) ,
(4) 缩
大量厅堂建筑的建造,建设量大,要求
设计观念的转变,流动空间、开敞办公
新型轻质材料的应用,预制构件的应用
只注重结构轻质而忽视声学 室内本身噪声源增加,键盘、风扇、压
机、冷却塔、吸尘器、碎纸机等
4
三、使用教材和参考书
(1)《建筑物理》西安建筑科技大学,华南理工大学, 重庆大学,清华大学四校合编 西安建筑科技大学刘加平 主编
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点
面
声
声
源
源
声源:振动的物体
声波的描述
波频 声 声 长率 速 线
声音
声波
振动在弹性介质中传播 声波的传播特性
的声 现波 象波 越长 明越
声 波 的 绕 射
声 波 的 吸 收
声 波 的 反 射
显长
。绕
射
吸 凹凸平
声 面面面
系 声声反
数 聚扩射
焦散
当声 于波 反的 射波 板长 的应 尺大 寸于 。或
27
白天气温随高度增加而减小,直到约40Km高空,再向 上由于该层大气强烈吸收紫外线,而气温又上升,因 此在40公里以上高空由于气温的升高,又折向地面— —故出现异常听闻区域。 2)空气的吸收 由于空气分子间存在摩擦和热传导,使一部分声能转 化为热能被消耗,其宏观表现为空气的吸收。
28
第一节 总结
之包迹面。
形状: 点声源——球面波
线声波——柱面波
面声源——平面波
波阵面
纵波——质点振动方向与声波的传播方向相平行;
横波——质点振动方向与声波的传播方向相垂直;
12
声线:自声源发出代表声能传播方向的曲线,代表声 音传播的方向,垂直于波阵面。 仅在均匀、各向同性的介质中,声线是直线。
建筑物理声学复习
§2-2、声波的性质(p221) 1、波阵面 球面波、柱面波、平面波 类比:水波 2、声波的方向性(想想为什么?) 低频声—几乎无 中频声—弱 高频声—强 3、频率、波长、声速三者的关系 波长λ =声速v(340m/s)÷频率f • 高频声波长=0.085~0.042m(<10cm) • 中频声波长=0.68~0.34m(~0.5m) • 低频声波长=5.4~2.7m(≧3m)
§2-7、驻波现象 (p267~268) 1、小房间电声的驻波现象 (1)定义:声波不动时的强弱分布。 (2)现象:房间内某处声压级较高而某处声压级较 低。 (3)产生原因:两互相平行的刚性声反射面之间的 距离刚好是反射声波半波长的整数倍。 (4)驻波间距:低频声明显,高频声不明显。 2、驻波现象的避免(房间尺寸合适的高宽长比:小 型—1:1.25:1.6;中型—1:1.5:2.5;或1: 1.25:3.20,或 不平行的两侧面、声扩散、声吸 收)
•
• •
房间有无驻波现象?驻波间距随频率增加有何变化?
在播放各倍频程纯音时,比较门、隔墙或耳罩的隔声效果。 以上步骤可重复2~3次。
四、实验报告:
实验结束后,每个实验小组须向教师交1份完整的实验报
告。实验报告内容应有:
• 实验地点、日期、时间、人员
• 仪器名称、型号、规格、产地 • 实验题目、实验目的、实验内容、实验步骤 • 数据记录、测点平面图 • 实验原理、数据处理、结果表示(自己设计图表) • 各人讨论实验结果与心得。
纯音等响曲线说明: (1) 对于相同大小声压而不同频率的单 声(纯音)人耳主观感觉的响度是不同的: 低频声(31.5~250Hz)响度较低,中频、中 高频声(500~5000Hz)较高,高频声(6000~ 8000Hz)又较低。 (2)对于相同大小响度而不同频率的单声 (纯音)其客观声压是不同的:低频声 (31.5~250Hz)声压较高,中频、中高频声 (500~5000Hz)较低,高频声(6000~8000Hz) 又较高。
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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来的传播方向,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大得多的障板时,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其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:0E E E E γατ=++0E ——单位时间入射到建筑构件上总声能;E γ——构件反射的声能; E α——构件吸收的声能; E τ——透过构件的声能。
透射系数0/E E ττ=; 反射系数0/E E γγ=;实际构件的吸收只是E α,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:11E E E E E γαταγ+=-=-=⑥波的干涉和驻波1.波的干涉:当具有相同频率、相同相位的两个波源所发出的波相遇叠加时,在波重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象。
2.驻波:两列同频率的波在同一直线上相向传播时,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W 。
单位:瓦(W )或微瓦(μW )。
②声强定义1:是指在单位时间内,改点处垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声能。
定义2:在声波传播过程中单位面积波阵面上通过的声功率。
符号:I ,单位:W/m2dW I dS=意义:声强描述了声能在空间的分布;衡量声波在传播过程中声音强弱的物理量。
可听声强范围 10 -12 W/m 2——1 W/m21.在无反射声波的自由场中,点声源发出的球面波,均匀向四周辐射声能,因此,距离声源中心为r 的球面上的声强为:24W I r π=g2.对于平面波:声线互相平行,同一束声能通过与声源距离不同的表面时,声能没有聚集或离散,即与距离无关,所以声强不变。
③声压1.定义:是指介质中有声波传播时,介质中的压强相对于无声波时介质静压强的改变量,是一个标量,用P 表示。
2.单位:Pa(帕斯卡),就是压强的单位,即N /m 2。
3.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。
4max 2P =。
5.声压与声强关系: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:20P I cρ= P ——有效声压,N /m 2; 0ρ——空气密度Kg /m 3;c ——空气中的声速,m /s ; 0c ρ——空气的介质特性阻抗。
④声能密度1.定义:声强为I 的平面波,在单位面积上每秒传播的距离为c ,则在这一空间声能密度D 为:I D c=(W.s/m 3或 J/m 3)2.声能密度只能描述单位体积内声能的强度,与声波的传播方向无关,应用于反射声来自各个方向的室内声场时,最为方便。
3. 声压级、声强级、声功率及其叠加①声压级以10倍为一级划分,从闻阈到痛阈可化为100~106七个等级。
(20倍之)lg20p P L P = (dB )P ——某点声压,N/m 2; 0P ——参考声压,取2×10-5N/m 2为参考值。
②声强级以10-12 W/m 2为参考值。
(10倍之)lg10I IL I = (dB )③声功率级将声功率以“级”表示,便是声功率级,单位也是分贝。
0W ——参考声功率,10-12W 。
lg10W W L W =注意:要特别指出的是声强级、声压级、声功率级和声强、声压、声功率是不同的概念,以分贝为单位的各种“级”只有相对比值的意义,其数值大小与所规定的基准值有关。
④声级的叠加当几个不同的声源同时作用与某一点时,若不考虑干涉效应,该点的总声能密度是各个声能密度的代数和。
12n E E E E =+++L L (W/m 2)它们的总声压(有效声压)为各声压的均方根值,即:22212nP P P P =+++L L (N/m 2)声压叠加时,不能进行简单的算术相加,而要求按照对数运算规律进行。
2221100...20lg 20lgnp P P P P L P +++==31222222020202020lg (10)(10)(10)...(10)nLp Lp Lp Lp =++++3120.10.10.10.110lg(101010...10)n Lp Lp Lp Lp =++++⑤响度,响度级如果某一声音与已选定的1000Hz 的纯音听起来同样响,这个1000Hz 纯音的声压级值就定义为待测声音的“响度级”。
响度级的单位为方(Phon )。
⑥声音的频谱声音往往包含多个频率,所有频率的集合成为频谱。
种类:线状谱:若干纯音组成(乐音)。
连续谱:由所有频率的声音组成。
如机器设备发出的噪声,一般不能用离散的简谐分量表示 频程:通常频带划分方式通常不是在线性标度的频率轴上等距离划分频带,而是以各频带的频程数n 来划分。
2210log ()1f n f = 即221n ff = 2f ——上界频率; 1f ——下界频率。
⑦声源的指向性1当声源的尺度比波长小的多时,可以看做物方向性的“点声源”,在距离声源中心等距离处的声压级相等。
2当声源的尺度与波长相差不多或更大时,它就不是点声源,可看成由许多点声源组成,叠加后各方向的辐射就不一样,因而具有指向性,在距离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。
3声源尺寸比波长大的越多,指向性就越强。
4.人耳听觉特性①最高和最低的可听频率极限:20~20000Hz②最小与最大的可听声压级极限:0-120dB 。
声压级在120dB 左右,人就会感到不舒服;130dB 耳朵内将由痒痒的感觉;140dB 耳朵疼痛;继续升高将造成而出血,损坏听觉机构。
③最小可辨域(差域):在频率为50-10000Hz之间的任何纯音,在声压级超过可听域50dB时,人耳大约可以分辨出1dB声压级变化。
在理想的隔音室中,用耳机提供声音时,中频范围内,人耳能觉察到0.3dB的声压级变化。
④哈斯效应哈斯效应反应了人耳听觉特性的两个方面: 1.听觉暂留,2.声像定位。
声觉暂留: 人对声音的感觉在声音消失后会暂留一小段时间。
声像定位:判断声源位置主要是根据“第一次到达”的声音。
哈斯效应:直达声到达后50ms以内到达的反射声会加强直达声。
直达声到达后50ms后到达的“强”反射声会产生“回声”。
⑤掩蔽效应人耳对一个声音的听觉灵敏度因为另一个声音的存在而降低的现象。
①频率相近的纯音掩蔽效果显著;②掩蔽音的声压级越高,掩蔽量越大,掩蔽的频率范围越宽;③低频音对高频音掩蔽作用大,高频音对低频音掩蔽作用小;⑥双耳听闻效应(听觉定位)人耳的一个重要特性就是能够判断声源的方向和远近。
双耳定位能力有助于人们在存在背景噪声的情况下倾听所注意的声音。
由于人耳位于头部两侧,约距20cm,声音到达双耳有微小的时间差,强度差和相位差,使人能辨别声音的方向,确定声源的位置。
①频率>1400Hz强度差起主要作用。
②频率<1400Hz时,时间差起主要作用。
③人耳对水平方向方位的辨别能力强于垂直方向。
第11章 室内声学原理1.室内声场①室内声场的特征①距声源有一定距离的接收点上,声能密度比在自由声场中要大,常不随距离的平方衰减。
②声源在停止发声以后,在一定的时间里,声场中还存在来自各个界面的迟到的反射声,产生所谓“混响现象”。
③此外,由于房间的共振,引起室内声音某些频率的加强或减弱,由于室的形状和内装修材料的布置,形成回声,颤动回声及其他各种特异现象,产生一系列复杂问题。
②几何声学:忽略声音的波动性质,以几何学方法分析声音能量的传播、反射、扩散的叫“几何声学”。
“波动声学”(物理声学):着眼于声音波动性的分析方法。
优点:波动声学的方法只能解决体型简单、频率较低的较为单纯的室内声场情况的分析。
而几何声学则可以分析界面形状和性质复杂多变的室内声场空间。
③扩散声场的假定假定声源在连续发生时声场时完全扩散的。
所谓扩散,包含两层含义:①声能密度在室内分布均匀,即在室内任一点上,其声能密度都相等。
②在室内任一点上,来在各个方向的声能强度都相同。
基于上述假定,室内内表面上不论吸声材料位于何处,效果都不会改变;同样,声源与接收点无论在室内什么位置,室内各点的声能密度也不会改变。
因此,在扩散声场中,在室内任一表面的单位面积上,每秒钟入射的声能为:4cID =(W/m 2) ④室内声音的增长、稳态和衰减 室内声场声能变化方程:4dD cDAVW dt =-1.增长公式:44(1)cAt VW D e cA-=-2.稳态公式:04W D cA=.3.衰减公式:40cA t VD D e-=2. 混响和混响时间计算公式声源在停止发声以后,在一定的时间里,声场中还存在来自各个界面的迟到的反射声,产生所谓“混响现象”。
混响时间:声能密度衰减60dB 所需的时间。
其为评价室内声音特性的参数. ①赛宾的混响时间计算公式600.161V VT K A A==gi i A S α=∑适用范围:室内总吸声量较小、混响时间较长情况。
②依林的混响时间计算公式依林理论认为:反射声能不像赛宾公式所假定的那样连续衰减。
而是声波与界面每碰撞一次就衰减一次,衰减曲线呈台阶形。
即考虑界面吸收不是连续的,反射声能密度呈阶梯形衰变。
0.161ln(1)ln(1)KV VT S S αα==----分析:①室内表面平均吸声系数较小(0.2α≤)时,赛宾公式和依琳公式可以得到相近结果。
②室内表面平均吸声系数较大(0.2α>)时,只能用依琳公式较为准确计算室内混响时间。
③依林-努特生公式对频率较高的声音,在传播过程中,空气的吸收作用不能忽略,而空气的吸收与空气的温度和湿度有很大的关系。
0.161ln(1)4T VVm S α=--+其中,4m ——空气吸收系数。
3. 室内声压级计算与混响半径 ①室内声压级计算当室内一点声源发声,且假定声场充分扩散时,则利用以下稳态声压级公式计算离开声源不同距离处的声压级,即:2410lg()4p w Q L L r R π=++ (dB ) 或者: 2410lg 10lg()1204p Q L W r Rπ=+++ (dB )w L ——声源的声功率级,dB ; W ——声源的声功率,W ; r ——离开声源的距离,m ; Q ——声源指向性因数;1S R αα=-——房间常数; Q (声源指向性因数)与声源的方向性和位置有关(如右图):②混响半径室内声能密度由两部分构成:第一部分为直达声,相当于24Qr π表述部分;第二部分为扩散声,或称混响声(包括第一次及以后的反射声),即4R表述部分。