《建筑聲環(huán)境與材料》ppt課件

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1、建筑聲學(xué)與材料主講戎志丹2011.4.192本章內(nèi)容建筑聲學(xué)發(fā)展簡史建筑聲學(xué)基本知識(shí)人體對聲環(huán)境的反應(yīng)原理與噪聲評價(jià)聲音傳播與衰減原理噪聲控制與治理建筑聲學(xué)材料與結(jié)構(gòu)建筑聲學(xué)材料與結(jié)構(gòu)為創(chuàng)造安靜的環(huán)境，降低、隔絕和控制不需要的聲音-----―噪聲控制提供良好的聽聞環(huán)境，滿意的音質(zhì)-----―音質(zhì)設(shè)計(jì)主要是音樂廳、劇院、禮堂、報(bào)告廳、多功能廳、電影院等。設(shè)計(jì)得好:音質(zhì)豐滿、渾厚、有感染力、為演出和集會(huì)創(chuàng)造良好效果。設(shè)計(jì)得不好:嘈雜、聲音或干癟或渾濁，聽不清、聽不好、聽不見。音質(zhì)設(shè)計(jì)噪聲的判斷標(biāo)準(zhǔn)是什么？如何避免噪

2、聲？如何解決噪聲？主要針對有安靜要求的房間，如錄音室、演播室、旅館客房、居民住宅臥室，等環(huán)境噪聲控制6噪聲控制的意義保證居住者的健康提高勞動(dòng)生產(chǎn)率保證工藝過程要求第一節(jié)建筑聲學(xué)發(fā)展簡史音樂廳聲學(xué)設(shè)計(jì)理論的出現(xiàn)從十九世紀(jì)開始，在維也納、萊比錫、格拉斯哥和巴塞爾等城市，都建造了一些供演出的音樂廳，這些十九世紀(jì)建造的音樂廳已反映出聲學(xué)上的豐碩成果，直到今天仍然有參考價(jià)值。到二十世紀(jì)，賽賓（WallaceClementSabine，1868-1919，哈佛大學(xué)物理學(xué)家、助教）在1898年第一個(gè)提出對廳堂物理性質(zhì)作定量

3、化計(jì)算的公式——混響時(shí)間公式，并確立了近代廳堂聲學(xué)，從此，廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)主義時(shí)代結(jié)束了。室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論(A)馬歇爾的側(cè)向聲原理：馬歇爾（A.H.Marshall）提出了“早期側(cè)向反射聲”對音質(zhì)起重要作用，認(rèn)為需要有較多的早期側(cè)向反射聲，使聽者有置身于音樂之中的一種“空間印象（spatialimpression）”感覺，空間感對響度及與低音相關(guān)的溫暖感很重要。(B)IACC兩耳互相關(guān)函數(shù)日本聲學(xué)家安藤四一（Y.Ando）教授在70年代做了一系列模擬雙耳接收的“內(nèi)耳互相關(guān)”實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)表明音質(zhì)與反射聲

4、的水平方向分布有關(guān)。定義了“雙耳聽覺互相關(guān)函數(shù)(IACC)”，它表示兩耳上的信號(hào)之間的相互關(guān)系，這種相互關(guān)系又是聲場空間感的量度。現(xiàn)代的建筑聲學(xué)1930年以后出現(xiàn)了電影聲學(xué)材料的大量生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)噪聲處理問題在現(xiàn)代社會(huì)中被重視第二節(jié)建筑聲學(xué)基本知識(shí)1.聲波的基本物理性質(zhì)2.聲音的計(jì)量1.聲音是什么？在彈性媒質(zhì)中以聲波的方式傳送出去的振動(dòng)波聲源：振動(dòng)的固體、液體、氣體聲音的特性：波長?、頻率f、聲速c波長?聲源傳聲通道聽者建筑聲學(xué)的主要研究對象球面波平面波13聲音的傳播速度聲速與媒質(zhì)的彈性、密度和溫度有關(guān)空氣

5、中的聲速：理想氣體中k絕熱指數(shù)，R氣體常數(shù)，T絕對溫度?？諝庵新曀偈菧囟鹊膯沃岛瘮?shù)。在建筑環(huán)境領(lǐng)域中變化范圍很小，近似：340m/s固液體中的聲速鋼5000m/s松木3320m/s水1450m/s軟木500m/s14聲音的頻帶人耳可以聽見范圍為20~20000Hz人耳聽不見的范圍20Hz以下：次聲20000Hz以上：超聲高頻聲低頻聲中頻聲31.25Hz頻率15聲音的頻帶簡諧音（純音）聲壓變化為只有一個(gè)頻率的余弦函數(shù)的聲音只需要頻率f和聲壓幅值Pm就可以描述復(fù)音周期性信號(hào)，含有基頻和諧頻，諧頻是基頻的整倍數(shù)其頻譜

6、圖可以表示為在基頻f0和2f0、3f0、……nf0處的一系列高矮不等的豎直線——線狀譜(離散譜)普通聲響頻譜一般為連續(xù)頻譜16樂聲的線狀譜音調(diào)的高低取決于基頻，而音色取決于諧頻分量的構(gòu)成基頻諧頻880,1320,1760,2200,2640,3080,3520……17普通聲響頻譜一般為連續(xù)頻譜18頻程把聲頻范圍劃分成幾個(gè)頻段，稱作頻程或頻帶倍頻程兩個(gè)頻率之比為2:1的頻程。一般用倍頻程劃分頻帶，中心頻率分別為：31.3(31.25)、63(62.5)、125、250、500、1000、2000、4000、800

7、0Hz。192.聲音的計(jì)量聲功率W：聲源在單位時(shí)間內(nèi)對外輻射的聲能，即在全部可聽范圍所輻射的功率，單位W。也可特指在某個(gè)有限頻率范圍所輻射的功率，亦稱頻帶聲功率。聲強(qiáng)I：單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于傳播方向上單位面積的平均聲功率，W/m2。聲壓p：聲波的壓強(qiáng)與媒質(zhì)的靜壓之差，Pa媒質(zhì)的密度（c為聲速）20聽覺范圍——量級差非常大可聞閾(聽閾)——人耳剛能感受的聲音p0=2×10-5PaI0=1×10-12W/m2疼痛閾——聞之人耳則痛，p=200Pa，I=100W/m2煩惱閾——聞之煩惱不安p0=20Pa，I0=1W/

8、m221聲音的度量分貝標(biāo)度和聲級L，單位dB設(shè)立的必要性數(shù)據(jù)范圍太大，如2×10－5Pa~20Pa人的聽覺響應(yīng)與聲強(qiáng)、聲壓呈對數(shù)關(guān)系聲強(qiáng)級聲壓級聲功率級可聞閾值1×10-12W22聲源的擴(kuò)散和疊加特性點(diǎn)聲源的聲功率和聲強(qiáng)：聲音球面擴(kuò)散聲強(qiáng)可以直接疊加，故有:總聲壓是各聲壓的均方根:rW如何利用聲壓得到聲強(qiáng)和聲功率呢？在自由聲場中測聲壓p距聲源的距離r23聲源聲級疊加：非線性！兩個(gè)聲源疊