第7章 建筑声环境

《第7章 建筑声环境》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第7章 建筑声环境（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第七章第七章第七章 第七章 建筑声环境建筑声环境建筑声环境建筑声环境清华大学清华大学清华大学清华大学 建筑学院建筑学院建筑学院建筑学院建筑技术科学系建筑技术科学系建筑技术科学系建筑技术科学系2008200820082008年年年年 2本章内容本章内容本章内容本章内容 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识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人体对声环境的反应原理与噪声评价人体对声环境的反应原理与噪声评价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声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性

2、能材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法 3声环境控制的意义声环境控制的意义声环境控制的意义声环境控制的意义 创造良好的满足要求的声环境创造良好的满足要求的声环境创造良好的满足要求的声环境创造良好的满足要求的声环境 保证居住者的健康保证居住者的健康保证居住者的健康保证居住者的健康 提高劳动生产率提高劳动生产率提高劳动生产率提高劳动生产率 保证工艺过程要求保证工艺过程要求保证工艺过程要求保证工艺过程要求录音棚、演播室录音棚、演播室录音棚、演播室录音棚、演播室 高保真音乐厅高保真音乐厅高保真音乐厅高保真音乐厅 第一

3、节第一节第一节 第一节 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识声波的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量 1. 1.声音是什么？声音是什么？声音是什么？声音是什么？ 在弹性媒质中传播的机在弹性媒质中传播的机在弹性媒质中传播的机 在弹性媒质中传播的机 械波械波械波械波 声源：振动的固体、液声源：振动的固体、液声源：振动的固体、液 声源：振动的固体、液 体、气体体、气体体、气体体、气体 特性：波长特性：波长特性：波长特性：波长 、频率、频率、频率、频率f f f f、 、 声速声速声速声

4、速c c c c波长波长波长波长 强调两点：强调两点：强调两点：强调两点： 声压是空气压强的变化量而声压是空气压强的变化量而声压是空气压强的变化量而 声压是空气压强的变化量而 不是空气压强本身不是空气压强本身不是空气压强本身不是空气压强本身 声音传播过程是一个状态传声音传播过程是一个状态传声音传播过程是一个状态传 声音传播过程是一个状态传 播过程，而不是空气质点的播过程，而不是空气质点的播过程，而不是空气质点的 播过程，而不是空气质点的 输运过程输运过程输运过程输运过程fc 礼记礼记礼记礼记 乐记乐记乐记乐记：感于物感于物感于物 感于物 而动，故形于声而动，故形于声而动，故形于声而动，故形于声

5、 6声音的传播速度声音的传播速度声音的传播速度声音的传播速度 声速与媒质的弹性、密度和温度有关声速与媒质的弹性、密度和温度有关声速与媒质的弹性、密度和温度有关声速与媒质的弹性、密度和温度有关 空气中的声速：理想气体中空气中的声速：理想气体中空气中的声速：理想气体中空气中的声速：理想气体中k k k k 绝热指数，绝热指数，绝热指数，绝热指数，R R R R 气体常数，气体常数，气体常数，气体常数，T T T T 绝对温度。绝对温度。绝对温度。绝对温度。 空气中声速是温度的单值函数。在建筑环境空气中声速是温度的单值函数。在建筑环境空气中声速是温度的单值函数。在建筑环境 空气中声速是温度的单值函数

6、。在建筑环境 领域中变化范围很小，近似：领域中变化范围很小，近似：领域中变化范围很小，近似：领域中变化范围很小，近似：340 340 340 340 m/sm/sm/sm/s 固液体中的声速固液体中的声速固液体中的声速固液体中的声速 钢钢钢钢 5000 5000 5000 5000 m/sm/sm/sm/s 松木松木松木松木 3320 3320 3320 3320 m/sm/sm/sm/s 水水水水 1450 1450 1450 1450 m/sm/sm/sm/s 软木软木软木软木 500 500 500 500 m/sm/sm/sm/skRTc 7 7- -1.11.1声波的基本物理性质声波

7、的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质 7声音的频带声音的频带声音的频带声音的频带 人耳可以听见范围为人耳可以听见范围为人耳可以听见范围为人耳可以听见范围为 20 20000Hz20 20000Hz20 20000Hz20 20000Hz 人耳听不见的范围人耳听不见的范围人耳听不见的范围人耳听不见的范围 20 Hz 20 Hz 20 Hz 20 Hz 以下：次声以下：次声以下：次声以下：次声 20000 Hz 20000 Hz 20000 Hz 20000 Hz 以上：超声以上：超声以上：超声以上：超声高频声高频声高频声高频声低频声低频声低频声低频声中频声中频声中频声中频声31.2

8、5 Hz频率频率7 7- -1.11.1声波的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质 8声音的频带声音的频带声音的频带声音的频带 简谐音（纯音）简谐音（纯音）简谐音（纯音）简谐音（纯音） 声压变化为只有一个频率的余弦函数的声音声压变化为只有一个频率的余弦函数的声音声压变化为只有一个频率的余弦函数的声音声压变化为只有一个频率的余弦函数的声音 只需要频率只需要频率只需要频率只需要频率f f f f 和声压幅值和声压幅值和声压幅值和声压幅值P P P P mmm m 就可以描述就可以描述就可以描述就可以描述 复音复音复音复音 周期性信号，含有基频和谐频，谐频是基频的整周期

9、性信号，含有基频和谐频，谐频是基频的整周期性信号，含有基频和谐频，谐频是基频的整 周期性信号，含有基频和谐频，谐频是基频的整 倍数倍数倍数倍数其频谱图可以表示为在基频其频谱图可以表示为在基频其频谱图可以表示为在基频其频谱图可以表示为在基频f f f f 0 0 0 0 和和和和2 2 2 2f f f f 0 0 0 0 、3 3 3 3f f f f 0 0 0 0 、 nfnfnf nf 0 0 0 0 处的一系列高矮不等的竖直线处的一系列高矮不等的竖直线处的一系列高矮不等的竖直线处的一系列高矮不等的竖直线线状谱线状谱线状谱线状谱( ( ( (离离离 离 散谱散谱散谱散谱) ) ) )普通

10、声响频谱一般为连续频谱普通声响频谱一般为连续频谱普通声响频谱一般为连续频谱普通声响频谱一般为连续频谱7 7- -1.11.1声波的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质 9乐声的线状谱乐声的线状谱乐声的线状谱乐声的线状谱音调的高低取决于基频，而音色取决于谐频音调的高低取决于基频，而音色取决于谐频音调的高低取决于基频，而音色取决于谐频 音调的高低取决于基频，而音色取决于谐频 分量的构成分量的构成分量的构成分量的构成7 7- -1.11.1声波的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质基频基频基频基频谐频谐频谐频谐频880, 1320, 176

11、0, 2200, 880, 1320, 1760, 2200, 2640, 3080, 35202640, 3080, 3520 10普通声响频谱一般为连续频谱普通声响频谱一般为连续频谱普通声响频谱一般为连续频谱普通声响频谱一般为连续频谱7 7- -1.11.1声波的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质 11声音的频带声音的频带声音的频带声音的频带 频程频程频程频程把声频范围划分成几个频段，称作频程把声频范围划分成几个频段，称作频程把声频范围划分成几个频段，称作频程 把声频范围划分成几个频段，称作频程 或频带或频带或频带或频带 倍频程倍频程倍频程倍频程两个频率之比

12、为两个频率之比为两个频率之比为两个频率之比为2:12:12:12:1的频程。一般用倍频的频程。一般用倍频的频程。一般用倍频 的频程。一般用倍频 程划分频带，中心频率分别为：程划分频带，中心频率分别为：程划分频带，中心频率分别为： 程划分频带，中心频率分别为： 31.3(31.25)31.3(31.25)31.3(31.25)31.3(31.25)、63(62.5)63(62.5)63(62.5)63(62.5)、125125125125、250250250250、500500500500、 、 1000100010001000、2000200020002000、4000 4000 4000 4

13、000 、8000 Hz8000 Hz8000 Hz8000 Hz。7 7- -1.11.1声波的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质声波的基本物理性质 12声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量 声功率声功率声功率声功率WWWW：声源在单位时间内对外辐射的声：声源在单位时间内对外辐射的声：声源在单位时间内对外辐射的声 ：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，单位能，即在全部可听范围所辐射的功率，单位能，即在全部可听范围所辐射的功率，单位 能，即在全部可听范围所辐射的功率，单位 WWWW。也可特指在某个有限频率范围所辐射的。也可特指在某个有限频率范围所辐

14、射的。也可特指在某个有限频率范围所辐射的 。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。功率，亦称频带声功率。功率，亦称频带声功率。功率，亦称频带声功率。 声强声强声强声强I I I I：单位时间内通过垂直于传播方向上：单位时间内通过垂直于传播方向上：单位时间内通过垂直于传播方向上 ：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，单位面积的平均声功率，单位面积的平均声功率，单位面积的平均声功率，W/mW/mW/mW/m2 2 2 2。 声压声压声压声压p p p p：声波的压强与媒质的静压之差，：声波的压强与媒质的静压之差，：声波的压强与媒质的静压之差，：声波的压强与媒质

15、的静压之差，Pa Pa Pa Pa cpI 2 媒质的密度媒质的密度媒质的密度媒质的密度7 7- -1.2 1.2 声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量 13听觉范围听觉范围听觉范围听觉范围量级差非常大量级差非常大量级差非常大量级差非常大 可闻阈可闻阈可闻阈可闻阈( ( ( (听阈听阈听阈听阈) ) ) )人耳刚能感受的声音人耳刚能感受的声音人耳刚能感受的声音 人耳刚能感受的声音 p p p p 0 0 0 0 =2=2=2=210101010- - - -5 5 5 5 PaPaPaPaI I I I 0 0 0 0 =1=1=1=110101010- - - -12 12 12 12

16、W/mW/mW/mW/m2 2 2 2 疼痛阈疼痛阈疼痛阈疼痛阈 闻之闻之闻之闻之人耳则人耳则人耳则人耳则痛痛痛痛， ， p p p p=200 Pa=200 Pa=200 Pa=200 Pa，I I I I =100 W/m=100 W/m=100 W/m=100 W/m2 2 2 27 7- -1.2 1.2 声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量 烦恼阈烦恼阈烦恼阈烦恼阈闻之烦恼不安闻之烦恼不安闻之烦恼不安闻之烦恼不安p p p p 0 0 0 0 =20=20=20=20 PaPaPaPa，I I I I 0 0 0 0 =1W/m=1W/m=1W/m=1W/m2 2 2 2 14声

17、音的度量声音的度量声音的度量声音的度量 分贝标度和声级分贝标度和声级分贝标度和声级分贝标度和声级L L L L ，单位，单位，单位，单位dBdBdBdB 设立的必要性设立的必要性设立的必要性设立的必要性 数据范围太大，如数据范围太大，如数据范围太大，如数据范围太大，如2 2 2 2101010105 5 5 5Pa 20PaPa 20PaPa 20PaPa 20Pa 人的听觉响应与声强、声压呈对数关系人的听觉响应与声强、声压呈对数关系人的听觉响应与声强、声压呈对数关系人的听觉响应与声强、声压呈对数关系 声强级声强级声强级声强级 声压级声压级声压级声压级 声功率级声功率级声功率级声功率级0lg1

18、0IILI 0lg20ppLp 0lg10WWLw 可闻阈值可闻阈值可闻阈值可闻阈值1 11010- -1212WW7 7- -1.2 1.2 声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量 15声源的扩散和叠加特性声源的扩散和叠加特性声源的扩散和叠加特性声源的扩散和叠加特性 点声源的声功率和声点声源的声功率和声点声源的声功率和声 点声源的声功率和声 强：声音球面扩散强：声音球面扩散强：声音球面扩散强：声音球面扩散 声强可以直接叠加，声强可以直接叠加，声强可以直接叠加， 声强可以直接叠加， 故有故有故有故有: : : : 总声压是各声压的均总声压是各声压的均总声压是各声压的均 总声压是各声压的均 方

19、根方根方根方根: : : :iII 2ipp24rWI r rWW7 7- -1.2 1.2 声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量球面波球面波球面波球面波平面波平面波平面波平面波 利用声压声强、声功率：利用声压声强、声功率：利用声压声强、声功率：利用声压声强、声功率： 在自由声场中测声压在自由声场中测声压在自由声场中测声压在自由声场中测声压 距声源的距离距声源的距离距声源的距离距声源的距离 16声源声级叠加：非线性！声源声级叠加：非线性！声源声级叠加：非线性！声源声级叠加：非线性！ 两个声源叠加两个声源叠加两个声源叠加两个声源叠加( ( ( (I I I I、P P P P、W W W W

20、 声级同理声级同理声级同理声级同理) ) ) )：n n n n 个相同声源个相同声源个相同声源个相同声源L L L L 1 1 1 1 叠加：叠加：叠加：叠加： 两个相同声源叠加，声两个相同声源叠加，声两个相同声源叠加，声 两个相同声源叠加，声 级增加了级增加了级增加了级增加了 10 lg2 = 3 dB 10 lg2 = 3 dB 10 lg2 = 3 dB 10 lg2 = 3 dB )101lg(1010121LLLLnLLlg101 L = 3 dBL = 3 dB7 7- -1.2 1.2 声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量 17两个不同声源叠加，差别超过两个不同声源叠加，差

21、别超过两个不同声源叠加，差别超过两个不同声源叠加，差别超过1015 dB1015 dB1015 dB1015 dB， ， 可以忽略。可以忽略。可以忽略。可以忽略。增加的声级数声源声级差增加的声级数声源声级差7 7- -1.2 1.2 声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量 18声源的指向性声源的指向性声源的指向性声源的指向性在距声源中心等距离的不在距声源中心等距离的不在距声源中心等距离的不 在距声源中心等距离的不 同方向的空间位置处的声同方向的空间位置处的声同方向的空间位置处的声 同方向的空间位置处的声 压级不相等压级不相等压级不相等压级不相等指向性指数指向性指数指向性指数指向性指数DIDI

22、DIDI在离声源在离声源在离声源 在离声源 相同距离相同距离相同距离相同距离r r r r 处，某个方向的处，某个方向的处，某个方向的 处，某个方向的 实际声压级实际声压级实际声压级实际声压级L L L L p p p p ( ( ( (r r r r, , , , , , , , ) ) ) )与参与参与参 与参 考声压级考声压级考声压级考声压级L L L L p0p0p0 p0 ( ( ( (r r r r) ) ) )之差之差之差之差 指向性因数指向性因数指向性因数指向性因数Q Q Q Q 实际声实际声实际声 实际声 强强强强I I I I ( ( ( (r r r r, , , , ,

23、 , , , ) ) ) )与参考声强与参考声强与参考声强与参考声强I I I I 0 0 0 0 ( ( ( (r r r r ) ) ) ) 的比值。的比值。的比值。的比值。QQQQ与指向性指数与指向性指数与指向性指数与指向性指数DIDIDIDI的关系：的关系：的关系： 的关系： DI = 10 DI = 10 DI = 10 DI = 10 lg lglg lg QQQQr r r r参考声压参考声压参考声压参考声压L L L L p0p0p0 p0 ( ( ( (r r r r) ) ) )参考声强参考声强参考声强参考声强I I I I 0 0 0 0 ( ( ( (r r r r)

24、) ) )无方向性的点声源形成的声压场无方向性的点声源形成的声压场无方向性的点声源形成的声压场无方向性的点声源形成的声压场7 7- -1.31.3声源的指向性声源的指向性声源的指向性声源的指向性 19Hz mHz mS0 为声源面积，为声源面积，f 为频率， 为频率， IIV是声源的是声源的4种位置种位置7 7- -1.3 1.3 声源的指向性声源的指向性声源的指向性声源的指向性指向性因数指向性因数指向性因数指向性因数QQQQ 声源尺寸比波长声源尺寸比波长声源尺寸比波长 声源尺寸比波长 大得越多，指向大得越多，指向大得越多，指向 大得越多，指向 性就越强性就越强性就越强性就越强 指向性与边界对

25、指向性与边界对指向性与边界对 指向性与边界对 声波自由扩散的声波自由扩散的声波自由扩散的 声波自由扩散的 阻碍有关阻碍有关阻碍有关阻碍有关 处于喇叭状角处于喇叭状角处于喇叭状角 处于喇叭状角 落，指向性最强落，指向性最强落，指向性最强落，指向性最强 第二节第二节第二节 第二节 人体对声环境的反应人体对声环境的反应人体对声环境的反应 人体对声环境的反应 原理与噪声评价原理与噪声评价原理与噪声评价原理与噪声评价1. 1. 1. 1. 人的主观听觉特性人的主观听觉特性人的主观听觉特性人的主观听觉特性2.2.2. 2. 噪声的评价噪声的评价噪声的评价噪声的评价3.3.3. 3. 噪声的标准噪声的标准噪

26、声的标准噪声的标准 21人的主观听觉特性人的主观听觉特性人的主观听觉特性人的主观听觉特性 什么是噪声？什么是噪声？什么是噪声？什么是噪声？ 人们不愿意听到的任何声音人们不愿意听到的任何声音人们不愿意听到的任何声音人们不愿意听到的任何声音空气声：经空气和空气声：经空气和空气声：经空气和 空气声：经空气和 围护结构传播围护结构传播围护结构传播围护结构传播固体声：振动噪声固体声：振动噪声固体声：振动噪声固体声：振动噪声7 7- -2 2 人体对声环境的反应原理与噪声评价人体对声环境的反应原理与噪声评价人体对声环境的反应原理与噪声评价人体对声环境的反应原理与噪声评价 22听觉机构听觉机构听觉机构听觉机

27、构7 7- -2 2 人体对声环境的反应原理与噪声评价人体对声环境的反应原理与噪声评价人体对声环境的反应原理与噪声评价人体对声环境的反应原理与噪声评价自由场最小可听阈自由场最小可听阈自由场最小可听阈自由场最小可听阈烦恼阈烦恼阈烦恼阈烦恼阈疼痛阈疼痛阈疼痛阈疼痛阈 23人人人 人 耳耳耳 耳 的的的 的 听听听 听 觉觉觉 觉 特特特 特 征征征征特征：对高频声比对低频声敏感特征：对高频声比对低频声敏感特征：对高频声比对低频声敏感特征：对高频声比对低频声敏感 响度级：用响度级：用响度级：用响度级：用1000 Hz 1000 Hz 1000 Hz 1000 Hz 纯音的声压级代表其纯音的声压级代表

28、其纯音的声压级代表其 纯音的声压级代表其 等响曲线的响度级，单位等响曲线的响度级，单位等响曲线的响度级，单位等响曲线的响度级，单位PhonPhonPhonPhon等响曲线等响曲线等响曲线等响曲线听阈听阈痛阈痛阈7 7- -2.2 2.2 听觉特性听觉特性听觉特性听觉特性 24声级计：声级计：声级计：声级计：A A A A、B B B B、C C C C、D D D D计权网络计权网络计权网络计权网络 声级计为模拟人耳听觉而进行滤波，分别模拟人耳对声级计为模拟人耳听觉而进行滤波，分别模拟人耳对声级计为模拟人耳听觉而进行滤波，分别模拟人耳对声级计为模拟人耳听觉而进行滤波，分别模拟人耳对404040

29、40方、方、方、方、707070 70 方和方和方和方和100100100100方纯音的反应而得到方纯音的反应而得到方纯音的反应而得到方纯音的反应而得到A A A A、B B B B、C C C C三种计权方式。三种计权方式。三种计权方式。三种计权方式。D D D D计权用计权用计权用 计权用 于测量航空噪声。于测量航空噪声。于测量航空噪声。于测量航空噪声。 对不同的频率有不同的衰减。对不同的频率有不同的衰减。对不同的频率有不同的衰减。对不同的频率有不同的衰减。1000Hz1000Hz1000Hz1000Hz的衰减均为是的衰减均为是的衰减均为是的衰减均为是0 0 0 0。7 7- -2.2 2

30、.2 听觉特性听觉特性听觉特性听觉特性 25掩蔽效应掩蔽效应掩蔽效应掩蔽效应 一种声音存在提高了一种声音存在提高了一种声音存在提高了 一种声音存在提高了 另一种声音的可闻阈另一种声音的可闻阈另一种声音的可闻阈另一种声音的可闻阈 频率相近则掩蔽作用频率相近则掩蔽作用频率相近则掩蔽作用 频率相近则掩蔽作用 显著显著显著显著 对高频掩蔽作用比对对高频掩蔽作用比对对高频掩蔽作用比对 对高频掩蔽作用比对 低频掩蔽作用大低频掩蔽作用大低频掩蔽作用大低频掩蔽作用大 有利有弊有利有弊有利有弊有利有弊 弊：听不清要听的弊：听不清要听的弊：听不清要听的 弊：听不清要听的 内容，降低工作效内容，降低工作效内容，降低

31、工作效 内容，降低工作效 率率率率 利：避免一些噪声利：避免一些噪声利：避免一些噪声 利：避免一些噪声 的干扰，提高工作的干扰，提高工作的干扰，提高工作 的干扰，提高工作 效率效率效率效率掩蔽音的声压级掩蔽音的声压级被掩蔽音的声压级被掩蔽音的声压级dB7 7- -2.2 2.2 听觉特性听觉特性听觉特性听觉特性 26掩蔽效应掩蔽效应掩蔽效应掩蔽效应 适合的掩蔽背景声的特点适合的掩蔽背景声的特点适合的掩蔽背景声的特点适合的掩蔽背景声的特点 无表达含义无表达含义无表达含义无表达含义 响度不大响度不大响度不大响度不大 连续连续连续连续 无方位感无方位感无方位感无方位感 掩蔽背景声掩蔽背景声掩蔽背景声

32、掩蔽背景声 低响度低响度低响度低响度的空调通风系统噪声往往是很好的掩的空调通风系统噪声往往是很好的掩的空调通风系统噪声往往是很好的掩 的空调通风系统噪声往往是很好的掩 蔽背景声蔽背景声蔽背景声蔽背景声 轻微的音乐声轻微的音乐声轻微的音乐声轻微的音乐声 隐约的语言声隐约的语言声隐约的语言声隐约的语言声7 7- -2.2 2.2 听觉特性听觉特性听觉特性听觉特性 27打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声干扰大干扰大干扰大干扰大干扰不大干扰不大干扰不大干扰不大谈话声谈话声谈话声谈话声电话铃声电话铃声电话铃声电话铃声空调声空调声空调声空调声周围同事工周围同事工周围同事工周围

33、同事工作的声音作的声音作的声音作的声音办公设备声办公设备声办公设备声办公设备声统计率统计率统计率统计率(%)(%)打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声干扰大干扰大干扰大干扰大干扰不大干扰不大干扰不大干扰不大谈话声谈话声谈话声谈话声电话铃声电话铃声电话铃声电话铃声空调声空调声空调声空调声周围同事工周围同事工周围同事工周围同事工作的声音作的声音作的声音作的声音办公设备声办公设备声办公设备声办公设备声统计率统计率统计率统计率(%)(%)打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声干扰大干扰大干扰大干扰大干扰不大干扰不大干扰不大干扰不大谈话声谈话声谈话声

34、谈话声电话铃声电话铃声电话铃声电话铃声空调声空调声空调声空调声周围同事工周围同事工周围同事工周围同事工作的声音作的声音作的声音作的声音办公设备声办公设备声办公设备声办公设备声统计率统计率统计率统计率(%)(%)打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声打电话声干扰大干扰大干扰大干扰大干扰不大干扰不大干扰不大干扰不大谈话声谈话声谈话声谈话声电话铃声电话铃声电话铃声电话铃声空调声空调声空调声空调声周围同事工周围同事工周围同事工周围同事工作的声音作的声音作的声音作的声音办公设备声办公设备声办公设备声办公设备声统计率统计率统计率统计率(%)(%)日本办公楼噪声干扰感觉的调查日本办公楼噪声

35、干扰感觉的调查日本办公楼噪声干扰感觉的调查日本办公楼噪声干扰感觉的调查7 7- -2.2 2.2 听觉特性听觉特性听觉特性听觉特性 28噪声评价：噪声评价：噪声评价：噪声评价：A A A A声级声级声级声级用用用用A A A A计权方式测得的噪声级称作计权方式测得的噪声级称作计权方式测得的噪声级称作计权方式测得的噪声级称作A A A A声级，是一声级，是一声级，是一 声级，是一 个综合叠加得到的单一的数值。个综合叠加得到的单一的数值。个综合叠加得到的单一的数值。个综合叠加得到的单一的数值。环境噪声响度多在环境噪声响度多在环境噪声响度多在环境噪声响度多在40404040方上下，故方上下，故方上下

36、，故方上下，故A A A A声级能够声级能够声级能够 声级能够 较好地反映人对噪声的主观反应。较好地反映人对噪声的主观反应。较好地反映人对噪声的主观反应。较好地反映人对噪声的主观反应。 A A A A声级声级声级声级L L L L A A A A ( ( ( (或或或或L L L L pApApA pA ) ) ) ) 针对稳态噪声。对于一个噪声的倍频带谱针对稳态噪声。对于一个噪声的倍频带谱针对稳态噪声。对于一个噪声的倍频带谱针对稳态噪声。对于一个噪声的倍频带谱 ：7 7- -2.3 2.3 噪声的评价噪声的评价噪声的评价噪声的评价 niALAiiL120/ )(10lg10 29噪声评价：噪

37、声评价：噪声评价：噪声评价：A A A A声级声级声级声级等效连续等效连续等效连续等效连续A A A A声级声级声级声级 针对声级随时间变化的噪声，在一段时间内针对声级随时间变化的噪声，在一段时间内针对声级随时间变化的噪声，在一段时间内 针对声级随时间变化的噪声，在一段时间内 能量平均的等效声级能量平均的等效声级能量平均的等效声级能量平均的等效声级累积分布声级累积分布声级累积分布声级累积分布声级L L L L X X X X用随机噪声声级出现的累积概率来表示用随机噪声声级出现的累积概率来表示用随机噪声声级出现的累积概率来表示用随机噪声声级出现的累积概率来表示: : : :例如例如例如 例如 L

38、 L L L 101010 10 70dB70dB70dB70dB，表示有，表示有，表示有，表示有10%10%10%10%的测量时间内声级超的测量时间内声级超的测量时间内声级超 的测量时间内声级超 过过过过70dB 70dB 70dB 70dB 7 7- -2.3 2.3 噪声的评价噪声的评价噪声的评价噪声的评价60)(2901050,LLLLTAeq 21101210110tttLTAeqdtttLA/ )(,lgNiiniLiTAeqTTLAi1110/,/10lg10离散噪声离散噪声离散噪声离散噪声 30噪声评价噪声评价噪声评价 噪声评价 曲线：曲线：曲线：曲线：NRNRNR NR (

39、( ( (Noise Rating)Noise Rating)Noise Rating)Noise Rating) 单值单值单值单值A A A A声级不能反声级不能反声级不能反 声级不能反 映噪声的频谱特性映噪声的频谱特性映噪声的频谱特性映噪声的频谱特性 NRNRNRNR曲线：中国、欧曲线：中国、欧曲线：中国、欧 曲线：中国、欧 洲常用，洲常用，洲常用，洲常用，ISOISOISOISO推荐推荐推荐推荐 考虑了低频噪声难考虑了低频噪声难考虑了低频噪声难 考虑了低频噪声难 消除的因素消除的因素消除的因素消除的因素 L L L L A A A A =NR+5 dB=NR+5 dB=NR+5 dB=N

40、R+5 dB7 7- -2.3 2.3 噪声的评价噪声的评价噪声的评价噪声的评价 31噪声评价曲线：噪声评价曲线：噪声评价曲线：噪声评价曲线：NCNCNCNC NCNCNCNC曲线曲线曲线曲线(Noise (Noise (Noise (Noise Criterion Curves)Criterion Curves)Criterion Curves)Criterion Curves)， ， BeranekBeranekBeranekBeranek于于于于1957195719571957年提年提年提 年提 出，出，出，出，1968196819681968年开始实年开始实年开始实 年开始实 施。施。

41、施。施。ISOISOISOISO推荐，英、推荐，英、推荐，英、 推荐，英、 美、日常用。美、日常用。美、日常用。美、日常用。 对低频的要求比对低频的要求比对低频的要求比对低频的要求比NRNRNR NR 曲线苛刻曲线苛刻曲线苛刻曲线苛刻 L L L L A A A A =NC+10 dB=NC+10 dB=NC+10 dB=NC+10 dB NCNCNCNCNRNRNRNR5 5 5 57 7- -2.3 2.3 噪声的评价噪声的评价噪声的评价噪声的评价 32噪声评价曲线：噪声评价曲线：噪声评价曲线：噪声评价曲线：PNCPNCPNCPNC PNC(PreferredPNC(PreferredPN

42、C(Preferred PNC(Preferred Noise Curves )Noise Curves )Noise Curves ) Noise Curves ) 是对是对是对是对NCNCNCNC曲线进曲线进曲线进 曲线进 行的修正行的修正行的修正行的修正 对低频部分更对低频部分更对低频部分更 对低频部分更 进一步进行了进一步进行了进一步进行了 进一步进行了 降低降低降低降低 PNC=3.5+NCPNC=3.5+NCPNC=3.5+NCPNC=3.5+NC7 7- -2.3 2.3 噪声的评价噪声的评价噪声的评价噪声的评价 33我国的室内噪声标准我国的室内噪声标准我国的室内噪声标准我国的室

43、内噪声标准房间类型房间类型房间类型 房间类型 NR(dBNR(dBNR(dBNR(dB) ) ) ) A A A A声级声级声级声级dB(AdB(AdB(AdB(A) ) ) )卧室、书房、病房卧室、书房、病房卧室、书房、病房 卧室、书房、病房 3545 3545 3545 3545 4050405040504050起居室起居室起居室 起居室 404540454045 4045 4050405040504050语言教室语言教室语言教室 语言教室 353535 35 40404040一般教室一般教室一般教室 一般教室 454545 45 50505050门诊室门诊室门诊室 门诊室 5055 50

44、55 5055 5055 5560556055605560手术室手术室手术室 手术室 404540454045 4045 4050405040504050宾馆客房宾馆客房宾馆客房 宾馆客房 304530453045 3045 3550355035503550会议室会议室会议室 会议室 303030 30 35353535学术报告厅、阅览室学术报告厅、阅览室学术报告厅、阅览室 学术报告厅、阅览室 252525 25 30303030室内乐、演唱厅室内乐、演唱厅室内乐、演唱厅 室内乐、演唱厅 202020 20 25252525办公室办公室办公室 办公室 353535 35 40404040宴会厅

45、宴会厅宴会厅 宴会厅 353535 35 404040407 7- -2.4 2.4 噪声的标准噪声的标准噪声的标准噪声的标准 第三节第三节第三节 第三节 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理 35声音的传播规律声音的传播规律声音的传播规律声音的传播规律 遇到障碍物：反射、散射、衍射遇到障碍物：反射、散射、衍射遇到障碍物：反射、散射、衍射遇到障碍物：反射、散射、衍射( ( ( (绕射绕射绕射绕射) ) ) )A AE E 障碍物相对波长的尺度由大至小障碍物相对波长的尺度由大至小障碍物相对波长的尺度由大至小障碍物相对波长的尺度由大至小7 7- -3.1

46、3.1声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理 36声音的透射和吸收声音的透射和吸收声音的透射和吸收声音的透射和吸收吸收吸收透射透射吸收吸收透射透射透射透射7 7- -3.13.1声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理反射反射反射反射入射入射入射入射透射系数透射系数透射系数透射系数反射系数反射系数反射系数反射系数吸声系数吸声系数吸声系数吸声系数1lgR围护结构隔声量：围护结构隔声量：围护结构隔声量：围护结构隔声量：一般情况下，透射部分的能量要小于反射部分的能量一般情况下，透射部分的能量要小于反射部分的能量一般情况

47、下，透射部分的能量要小于反射部分的能量一般情况下，透射部分的能量要小于反射部分的能量值小的材料称为值小的材料称为值小的材料称为值小的材料称为“隔声材料隔声材料隔声材料隔声材料”; ; ; ;值小的称为值小的称为值小的称为值小的称为“吸声材料吸声材料吸声材料吸声材料” 37在自由场的声音的传播和衰减在自由场的声音的传播和衰减在自由场的声音的传播和衰减在自由场的声音的传播和衰减 对于点声源对于点声源对于点声源对于点声源相对参考值相对参考值相对参考值相对参考值4lg10lg2041lg102rLrLLwwP 11117 7- -3.2 3.2 声音在室外空间的传播声音在室外空间的传播声音在室外空间的

48、传播声音在室外空间的传播6dB6dB3dB3dB 38声音在室内空间中的传播声音在室内空间中的传播声音在室内空间中的传播声音在室内空间中的传播 室内声场室内声场室内声场室内声场由直达声与多次反射声组成由直达声与多次反射声组成由直达声与多次反射声组成由直达声与多次反射声组成声音比自由声场大，且不随声音比自由声场大，且不随声音比自由声场大，且不随 声音比自由声场大，且不随 距离平方衰减距离平方衰减距离平方衰减距离平方衰减有有有有“ “混响现象混响现象混响现象混响现象” ” 平均吸声系数平均吸声系数平均吸声系数平均吸声系数室内声级随时间室内声级随时间室内声级随时间室内声级随时间t t t t 衰减的

49、量衰减的量衰减的量衰减的量7 7- -3.33.3声音在室内空间的传播声音在室内空间的传播声音在室内空间的传播声音在室内空间的传播)1lg(410lg10)(0atVcSDDtLt房间容积房间容积房间容积房间容积房间界面房间界面房间界面 房间界面 总面积总面积总面积总面积 39声能密度声能密度声能密度声能密度D Dt t，J/mJ/m3 3声音在室内的增长和衰减声音在室内的增长和衰减声音在室内的增长和衰减声音在室内的增长和衰减 室内吸声量越大，衰减越快室内吸声量越大，衰减越快室内吸声量越大，衰减越快室内吸声量越大，衰减越快 房间容积越大，衰减越慢房间容积越大，衰减越慢房间容积越大，衰减越慢房间

50、容积越大，衰减越慢7 7- -3.33.3声音在室内空间的传播声音在室内空间的传播声音在室内空间的传播声音在室内空间的传播)1ln(161. 060aSVT停止发声后衰减停止发声后衰减停止发声后衰减停止发声后衰减60dB60dB 的时间称为混响时间：的时间称为混响时间：的时间称为混响时间：的时间称为混响时间： 40r rr rL Lp pL Lp pL LWWL LWWS0 为声源面积，为声源面积，f 为频率，为频率，IIV是声源的是声源的4种位置种位置)(0mHzSf 指向性因数指向性因数QAB室内的声室内的声室内的声 室内的声 压级压级压级压级 室内某点声压级室内某点声压级室内某点声压级室

51、内某点声压级 QQQQ指向性因数，指向性因数，指向性因数， 指向性因数， 取决与声源与接收取决与声源与接收取决与声源与接收 取决与声源与接收 点的相对关系点的相对关系点的相对关系点的相对关系 R R R R房间常数房间常数房间常数房间常数 S S S S房间总表面积房间总表面积房间总表面积房间总表面积 a a平均吸声系数平均吸声系数平均吸声系数平均吸声系数)44lg(102RrQLLWp aaSR1 室内的声压级室内的声压级室内的声压级室内的声压级吸声降噪：吸声降噪：吸声降噪：吸声降噪：当房间界面吸声系数当房间界面吸声系数当房间界面吸声系数当房间界面吸声系数R R R R很小时；进行吸声处很小

52、时；进行吸声处很小时；进行吸声处 很小时；进行吸声处 理，增加界面吸声系数理，增加界面吸声系数理，增加界面吸声系数理，增加界面吸声系数R R R R ，就可以使，就可以使，就可以使，就可以使LpLpLpLp减小，减小，减小， 减小， 达到降低噪声的效果达到降低噪声的效果达到降低噪声的效果达到降低噪声的效果但是，吸声增加，不能改变直达声，即但是，吸声增加，不能改变直达声，即但是，吸声增加，不能改变直达声，即但是，吸声增加，不能改变直达声，即不会改变不会改变不会改变不会改变24 rQ 音质主观评价音质主观评价 一个厅堂其音质的客观参量可以通过声学测量获得，但音质优 劣的最终评价决定于听众的主观感受

53、。一个公认为音质优异的 厅堂，肯定具有最佳的客观声学参量；然而一个具备各项最佳 （设计取值）客观声学参量的厅堂，却不一定会被公认为是音 质优异的大厅。原因在于音质的主观评价是多种因素综合评价 的结果。一个厅堂其音质的客观参量可以通过声学测量获得，但音质优 劣的最终评价决定于听众的主观感受。一个公认为音质优异的 厅堂，肯定具有最佳的客观声学参量；然而一个具备各项最佳 （设计取值）客观声学参量的厅堂，却不一定会被公认为是音 质优异的大厅。原因在于音质的主观评价是多种因素综合评价 的结果。 首先当然与客观声学参量有关，但还与厅堂的视觉效果、舒适 程度、所处的环境、演唱（奏）曲目的类别以及评价者的素质

54、 、音乐修养、民族、爱好、年龄等诸多因素有关，从而使主观 评价带有一定的模糊性。因此，采取何种方法能较确切地评价 厅堂的音质效果，是声学设计中的一项尚待解决的课题首先当然与客观声学参量有关，但还与厅堂的视觉效果、舒适 程度、所处的环境、演唱（奏）曲目的类别以及评价者的素质 、音乐修养、民族、爱好、年龄等诸多因素有关，从而使主观 评价带有一定的模糊性。因此，采取何种方法能较确切地评价 厅堂的音质效果，是声学设计中的一项尚待解决的课题 音质主观评价音质主观评价Beranek对厅堂音质评价进行研究，1962年提 出了认为是独立的五个主观参量：响度、混 响感、亲切感、温暖感和环绕感，并提出相 对应的客

55、观量。在对一个厅堂进行评价时， 先对于各个指标进行评分，最后加权得到厅 堂音质的总分。 20世纪世纪70年代，德国哥廷根大学、柏林技术大学运用现代 心理学的实验方法和多变量分析中的因子分析方法进行了厅堂 音质研究工作。哥廷根大学利用录制的年代，德国哥廷根大学、柏林技术大学运用现代 心理学的实验方法和多变量分析中的因子分析方法进行了厅堂 音质研究工作。哥廷根大学利用录制的“干干”信号在厅堂中重放 ，并在厅堂中不同座席上用人工头进行双耳录音。用录制的信 号在消声室内做听音试验，通过成对比较，提出了厅堂音质的 三个参量：混响时间（信号在厅堂中重放 ，并在厅堂中不同座席上用人工头进行双耳录音。用录制的

56、信 号在消声室内做听音试验，通过成对比较，提出了厅堂音质的 三个参量：混响时间（RT），明晰度（），明晰度（C）和双耳听闻互相 关（）和双耳听闻互相 关（IA C C）。在听音试验中总声压级不定，故这些参量中没 有涉及响度。柏林技术大学则采取不同的方法，即听音材料是柏林爱乐 交响乐团在）。在听音试验中总声压级不定，故这些参量中没 有涉及响度。柏林技术大学则采取不同的方法，即听音材料是柏林爱乐 交响乐团在6个厅中的演奏录音。听音试验是通过耳机进行的 ，并要求听音者对各个主观指标评分，经因子分析后得出独立 的参量：响度（强度指数个厅中的演奏录音。听音试验是通过耳机进行的 ，并要求听音者对各个主观指

57、标评分，经因子分析后得出独立 的参量：响度（强度指数G）、明晰度（）、明晰度（C）、低频混响比（ ）、低频混响比（ BR）。结果显示出在）。结果显示出在40个听音试验的人中明显地分成两组， 一组对响度较敏感，而另一组则对明晰度较敏感。同时还发现 混响时间除了对响度有影响外，对音质的关系不敏感，只有在 混响时间低于个听音试验的人中明显地分成两组， 一组对响度较敏感，而另一组则对明晰度较敏感。同时还发现 混响时间除了对响度有影响外，对音质的关系不敏感，只有在 混响时间低于1.7s时才对音质有明显的影响。时才对音质有明显的影响。 安藤四一（安藤四一（Ando）在哥廷根大学通过人工合成声场模拟厅 堂中

58、的声场，合成声场中包括直达声和反射声，其中反射声的 方向、强度及混响时间是可变的。实验得出决定音乐厅音质的）在哥廷根大学通过人工合成声场模拟厅 堂中的声场，合成声场中包括直达声和反射声，其中反射声的 方向、强度及混响时间是可变的。实验得出决定音乐厅音质的4 个独立参量：响度、亲切感、混响、双耳互相关个独立参量：响度、亲切感、混响、双耳互相关IA C C。根据 这。根据 这4个参量，安藤提出了相应的音质评分方法，但由于该方法测 量时，声源特性不同和接收点位置稍有偏移，结果影响很大， 因此，对应用该方法目前尚有争议。布朗（个参量，安藤提出了相应的音质评分方法，但由于该方法测 量时，声源特性不同和接

59、收点位置稍有偏移，结果影响很大， 因此，对应用该方法目前尚有争议。布朗（MBarron）组织）组织20个有经验的音质评价人员，大 部分为声学顾问，对英国的个有经验的音质评价人员，大 部分为声学顾问，对英国的11个厅堂进行了现场评价。评价者 在厅内不同的位置听音，根据问卷调查对各主观指标作出评价 。最后对厅堂总的音质分成个厅堂进行了现场评价。评价者 在厅内不同的位置听音，根据问卷调查对各主观指标作出评价 。最后对厅堂总的音质分成7个级别，从个级别，从“顶级顶级”到到“很差很差”。结果 显示。结果 显示5个音质指标，即明晰度、混响感、环绕感、亲切感和响度 是相互独立的，而厅堂音质的总印象与混响、环

60、绕感、亲切感 的相关性最高。同时，也发现评价人员对于厅堂音质有不同的 偏好，一部分倾向于混响感，而另一部分则倾向于亲切感。个音质指标，即明晰度、混响感、环绕感、亲切感和响度 是相互独立的，而厅堂音质的总印象与混响、环绕感、亲切感 的相关性最高。同时，也发现评价人员对于厅堂音质有不同的 偏好，一部分倾向于混响感，而另一部分则倾向于亲切感。 1996年年Beranek在他的新著在他的新著How They Sound: Concert and Opera Halls一书中， 总结了厅堂音质 过去一书中， 总结了厅堂音质 过去30年的研究工作及对年的研究工作及对76个大厅的主观调查评价和 实测数据分析

61、后，提出了个大厅的主观调查评价和 实测数据分析后，提出了7个厅堂音质主观评价参量及 相关的客观物理量，个厅堂音质主观评价参量及 相关的客观物理量，即响度（即响度（G）、混响时间（）、混响时间（RT） 、明晰度（） 、明晰度（C）、亲切感（）、亲切感（ITDG）、空间感（）、空间感（IACC LF）、温暖感（）、温暖感（BR）和舞台支持（）和舞台支持（STI），），并提出了 根据厅堂中实测客观参量值的音质综合评价法。运用 这套方法对其中并提出了 根据厅堂中实测客观参量值的音质综合评价法。运用 这套方法对其中3 7个厅堂进行了评价，按其音质分成 三个档次， 其结果与主观调查符合较好，由此提出了 各

62、客观 量的最佳设计值。这种方法，应该说是至今较 为全面、可靠性较大的一种主观评价方法，但测量工 作量很大，且有些指标如个厅堂进行了评价，按其音质分成 三个档次， 其结果与主观调查符合较好，由此提出了 各客观 量的最佳设计值。这种方法，应该说是至今较 为全面、可靠性较大的一种主观评价方法，但测量工 作量很大，且有些指标如IA C C等能够测试的单位多 ，也不够成熟，难以推广使用。等能够测试的单位多 ，也不够成熟，难以推广使用。 第四节第四节第四节 第四节 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能 48吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸

63、声材料和吸声结构 吸声材料的吸声系数和吸声量吸声材料的吸声系数和吸声量吸声材料的吸声系数和吸声量吸声材料的吸声系数和吸声量 吸声系数吸声系数吸声系数吸声系数a a：吸收声占入射声的比例：吸收声占入射声的比例：吸收声占入射声的比例：吸收声占入射声的比例吸声特性和声波入射角度有关吸声特性和声波入射角度有关吸声特性和声波入射角度有关吸声特性和声波入射角度有关均匀方向均匀方向均匀方向 均匀方向 的称作的称作的称作的称作“ “无规入射无规入射无规入射无规入射” ”或或或或“ “扩散入射扩散入射扩散入射扩散入射” ”室内声学设计中通常用扩散入射吸声系数室内声学设计中通常用扩散入射吸声系数室内声学设计中通常

64、用扩散入射吸声系数室内声学设计中通常用扩散入射吸声系数而在消声器设计中通常用垂直入射吸声系数而在消声器设计中通常用垂直入射吸声系数而在消声器设计中通常用垂直入射吸声系数而在消声器设计中通常用垂直入射吸声系数 同一种材料和结构对于不同频率的声波有不同一种材料和结构对于不同频率的声波有不同一种材料和结构对于不同频率的声波有不 同一种材料和结构对于不同频率的声波有不 同的吸声系数。同的吸声系数。同的吸声系数。同的吸声系数。 吸声构件的实际吸声量与吸声构件的围蔽面吸声构件的实际吸声量与吸声构件的围蔽面吸声构件的实际吸声量与吸声构件的围蔽面 吸声构件的实际吸声量与吸声构件的围蔽面 积有关：积有关：积有关

65、：积有关：A AaSaS7 7- -4 4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能 49吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构 多孔吸声材料多孔吸声材料多孔吸声材料多孔吸声材料 微孔很多且相互连通，吸收多，反射少，效微孔很多且相互连通，吸收多，反射少，效微孔很多且相互连通，吸收多，反射少，效 微孔很多且相互连通，吸收多，反射少，效 果好，如纤维板、毛毡、矿棉果好，如纤维板、毛毡、矿棉果好，如纤维板、毛毡、矿棉果好，如纤维板、毛毡、矿棉 微孔靠得很近却不相通，效果不好，如泡沫微孔靠得很近却不相通，效果不好，如泡沫微孔靠得

66、很近却不相通，效果不好，如泡沫 微孔靠得很近却不相通，效果不好，如泡沫 树脂、多孔橡胶树脂、多孔橡胶树脂、多孔橡胶树脂、多孔橡胶 共振吸声结构共振吸声结构共振吸声结构共振吸声结构 薄膜、薄板共振吸声结构薄膜、薄板共振吸声结构薄膜、薄板共振吸声结构薄膜、薄板共振吸声结构 空腔、穿孔板共振吸声结构空腔、穿孔板共振吸声结构空腔、穿孔板共振吸声结构空腔、穿孔板共振吸声结构 空间吸声体空间吸声体空间吸声体空间吸声体7 7- -4 4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能 50吸声材料吸声原理吸声材料吸声原理吸声材料吸声原理吸声材料吸声原理 声波导致空气在吸声材

67、料中行进、反射、折射过声波导致空气在吸声材料中行进、反射、折射过声波导致空气在吸声材料中行进、反射、折射过 声波导致空气在吸声材料中行进、反射、折射过 程中产生摩擦而损耗声能，转变为热能程中产生摩擦而损耗声能，转变为热能程中产生摩擦而损耗声能，转变为热能程中产生摩擦而损耗声能，转变为热能 吸声材料也容易透声吸声材料也容易透声吸声材料也容易透声吸声材料也容易透声7 7- -4.2 4.2 吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构 51吸声材料的频谱特性吸声材料的频谱特性吸声材料的频谱特性 吸声材料的频谱特性 高频较易消除高频较易消除高频较易消除高频较易消除7 7-

68、 -4.2 4.2 吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构 52薄薄薄 薄 膜膜膜 膜 薄薄薄 薄 板板板 板 共共共 共 振振振 振 吸吸吸 吸 声声声 声 结结结 结 构构构构 不透气薄膜薄板与板壁间有一空气不透气薄膜薄板与板壁间有一空气不透气薄膜薄板与板壁间有一空气 不透气薄膜薄板与板壁间有一空气 夹层，薄膜、薄板振动消耗声能。夹层，薄膜、薄板振动消耗声能。夹层，薄膜、薄板振动消耗声能。夹层，薄膜、薄板振动消耗声能。7 7- -4.2 4.2 吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构80300Hz80300Hz 共振消声共

69、振消声共振消声共振消声原理：原理：原理：原理：共振结构在声波激发下振动，部分振动能量共振结构在声波激发下振动，部分振动能量共振结构在声波激发下振动，部分振动能量 共振结构在声波激发下振动，部分振动能量 转为热能而损耗，消耗声能，产生吸声效果；转为热能而损耗，消耗声能，产生吸声效果；转为热能而损耗，消耗声能，产生吸声效果；转为热能而损耗，消耗声能，产生吸声效果；在共振（在共振（在共振（在共振（f f f f 声波声波声波 声波 f f f f 结构结构结构 结构 ）时能量损耗最多）时能量损耗最多）时能量损耗最多）时能量损耗最多 适应频带：中、低频适应频带：中、低频适应频带：中、低频适应频带：中、

70、低频共振共振共振共振 共鸣！共鸣！共鸣！共鸣！ 共鸣：共鸣：共鸣：共鸣：机械能机械能机械能机械能激发物体振动向空气辐射激发物体振动向空气辐射激发物体振动向空气辐射激发物体振动向空气辐射声能声能声能声能 共振：空气中传播的共振：空气中传播的共振：空气中传播的共振：空气中传播的声能声能声能声能激发物体机械激发物体机械激发物体机械激发物体机械振动振动振动振动7 7- -4.2 4.2 吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构 54空腔共振器空腔共振器空腔共振器空腔共振器 空腔孔颈空气柱由于共空腔孔颈空气柱由于共空腔孔颈空气柱由于共 空腔孔颈空气柱由于共 振而激烈运动，

71、消耗能振而激烈运动，消耗能振而激烈运动，消耗能 振而激烈运动，消耗能 量，腔内空气起弹簧缓量，腔内空气起弹簧缓量，腔内空气起弹簧缓 量，腔内空气起弹簧缓 冲作用冲作用冲作用冲作用7 7- -4.2 4.2 吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构 55穿孔板共振器穿孔板共振器穿孔板共振器穿孔板共振器 穿孔板与墙间空穿孔板与墙间空穿孔板与墙间空 穿孔板与墙间空 腔形成共振腔腔形成共振腔腔形成共振腔腔形成共振腔7 7- -4.2 4.2 吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构 56空间吸声体空间吸声体空间吸声体空间吸声体 当房间表面

72、不足作当房间表面不足作当房间表面不足作 当房间表面不足作 吸声表面时使用。吸声表面时使用。吸声表面时使用。吸声表面时使用。吸声材料吸声材料吸声材料吸声材料7 7- -4.2 4.2 吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构图图7-33图图7-33 57隔声隔声隔声隔声7 7- -4.3 4.3 隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性开窗开窗开窗开窗单单单单3 3双双双双3 3- -100100双双双双3 3- -200200双双双双1313单单单单1313 58不同类型的隔声构件的隔声量不同类型的隔声构件的隔声量不同类型

73、的隔声构件的隔声量不同类型的隔声构件的隔声量7 7- -4.3 4.3 隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性30 4030dB30dB45dB45dB34dB34dB 43lg20lg20lg2000fmcmfR围护结构隔声围护结构隔声围护结构隔声围护结构隔声户间隔声：户间隔声：户间隔声：户间隔声：质量定律：质量定律：质量定律：质量定律：墙越厚重、越密实，隔声越好墙越厚重、越密实，隔声越好墙越厚重、越密实，隔声越好墙越厚重、越密实，隔声越好轻质填充墙：要采用双层墙或复合结构轻质填充墙：要采用双层墙或复合结构轻质填充墙：要采用双层墙或复合结构轻质填充墙

74、：要采用双层墙或复合结构墙上不能有孔洞：声桥效应墙上不能有孔洞：声桥效应墙上不能有孔洞：声桥效应墙上不能有孔洞：声桥效应 60空气间层的空气间层的空气间层的 空气间层的 弹性变形具弹性变形具弹性变形具 弹性变形具 有减振作用有减振作用有减振作用有减振作用空气层厚度空气层厚度空气层厚度 空气层厚度 有一个最佳有一个最佳有一个最佳 有一个最佳 值值值值7 7- -4.3 4.3 隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性空气层对隔声效果的影响空气层对隔声效果的影响空气层对隔声效果的影响空气层对隔声效果的影响 61小孔对隔声作用的影响小孔对隔声作用的影响小孔对隔

75、声作用的影响小孔对隔声作用的影响 孔径相对波长越大，衍射作用越强孔径相对波长越大，衍射作用越强孔径相对波长越大，衍射作用越强孔径相对波长越大，衍射作用越强 = =11.7cm11.7cm = =3.4m3.4m7 7- -4.3 4.3 隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性 第五节第五节第五节 第五节 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法1. 1. 1. 1. 声源控制声源控制声源控制声源控制2.2.2. 2. 气流噪声的消除气流噪声的消除气流噪声的消除气流噪声的消除3.3.3. 3. 噪声的掩蔽噪声的掩蔽

76、噪声的掩蔽噪声的掩蔽 63噪声控制措施噪声控制措施噪声控制措施噪声控制措施 降低噪声源噪声降低噪声源噪声降低噪声源噪声降低噪声源噪声 噪声源的控制、减振噪声源的控制、减振噪声源的控制、减振噪声源的控制、减振 传播途径降低噪声传播途径降低噪声传播途径降低噪声传播途径降低噪声 吸声、隔声、消声、隔振吸声、隔声、消声、隔振吸声、隔声、消声、隔振吸声、隔声、消声、隔振 掩蔽掩蔽掩蔽掩蔽 主动加入掩蔽噪声主动加入掩蔽噪声主动加入掩蔽噪声主动加入掩蔽噪声7 7- -5 5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法 64降低噪声的方法降低噪声的方法降低噪声的方法降低噪

77、声的方法 吸声降噪吸声降噪吸声降噪吸声降噪 在室内天花或墙面上布置吸声材料，在室内天花或墙面上布置吸声材料，在室内天花或墙面上布置吸声材料， 在室内天花或墙面上布置吸声材料， 可使混响声减弱，但直达声不会降低可使混响声减弱，但直达声不会降低可使混响声减弱，但直达声不会降低可使混响声减弱，但直达声不会降低 靠吸声降噪很难把噪声降低靠吸声降噪很难把噪声降低靠吸声降噪很难把噪声降低靠吸声降噪很难把噪声降低10 dB10 dB10 dB10 dB以上以上以上以上 在靠近声源处作用很小：直达声为主在靠近声源处作用很小：直达声为主在靠近声源处作用很小：直达声为主在靠近声源处作用很小：直达声为主 减振和隔振

78、减振和隔振减振和隔振减振和隔振 隔声隔声隔声隔声适当的隔声设施，能降低噪声适当的隔声设施，能降低噪声适当的隔声设施，能降低噪声 适当的隔声设施，能降低噪声 2050dB 2050dB 2050dB 2050dB 7 7- -5.1 5.1 噪噪噪噪声源的控制声源的控制声源的控制声源的控制 65振动与隔振原理振动与隔振原理振动与隔振原理振动与隔振原理 振动的危害振动的危害振动的危害振动的危害 使人烦恼，妨碍工作使人烦恼，妨碍工作使人烦恼，妨碍工作使人烦恼，妨碍工作 产生噪声产生噪声产生噪声产生噪声 损坏建筑物和设备损坏建筑物和设备损坏建筑物和设备损坏建筑物和设备 振动传递比振动传递比振动传递比振

79、动传递比 T T T T：输出的动力占振源输入动力：输出的动力占振源输入动力：输出的动力占振源输入动力 ：输出的动力占振源输入动力 的百分比的百分比的百分比的百分比f f f f 为振源频率，为振源频率，为振源频率，为振源频率，f f f f 0 0 0 0 为减振结构固有频率为减振结构固有频率为减振结构固有频率为减振结构固有频率1)/(120ffT7 7- -5.1 5.1 噪声源的控制噪声源的控制噪声源的控制噪声源的控制 66振动与隔振动与隔振动与隔 振动与隔 振原理振原理振原理振原理振动传递曲线振动传递曲线振动传递曲线振动传递曲线7 7- -5.1 5.1 噪声源的控制噪声源的控制噪声源

80、的控制噪声源的控制 67隔声罩隔声罩隔声罩隔声罩综合措施综合措施综合措施综合措施7 7- -5.1 5.1 噪声源的控制噪声源的控制噪声源的控制噪声源的控制隔声隔声隔声隔声隔振隔振隔振隔振吸声吸声吸声吸声隔声隔声隔声隔声隔声隔声隔声隔声隔振隔振隔振隔振双重双重双重双重隔振隔振隔振隔振吸声吸声吸声吸声单面单面单面单面隔声隔声隔声隔声 68气流噪声控制：消声器气流噪声控制：消声器气流噪声控制：消声器气流噪声控制：消声器 消声器种类消声器种类消声器种类消声器种类 阻性消声器：利用吸声材料，中、阻性消声器：利用吸声材料，中、阻性消声器：利用吸声材料，中、 阻性消声器：利用吸声材料，中、 高频有效高频有

81、效高频有效高频有效 抗性消声器：中、低频有效抗性消声器：中、低频有效抗性消声器：中、低频有效抗性消声器：中、低频有效 扩张型扩张型扩张型扩张型 共振型共振型共振型共振型复合型消声器：多种形式组合，宽复合型消声器：多种形式组合，宽复合型消声器：多种形式组合，宽 复合型消声器：多种形式组合，宽 频带消声频带消声频带消声频带消声7 7- -5.2 5.2 气流噪声的消除气流噪声的消除气流噪声的消除气流噪声的消除 69阻性消声：管道内加吸声材料阻性消声：管道内加吸声材料阻性消声：管道内加吸声材料阻性消声：管道内加吸声材料7 7- -5.2 5.2 气流噪声的消除气流噪声的消除气流噪声的消除气流噪声的消

82、除 70阻性管道消声器阻性管道消声器阻性管道消声器阻性管道消声器7 7- -5.2 5.2 气流噪声的消除气流噪声的消除气流噪声的消除气流噪声的消除 71抗性管道消声器抗性管道消声器抗性管道消声器抗性管道消声器( (扩张型扩张型扩张型扩张型) )对低中频噪声控制有效对低中频噪声控制有效对低中频噪声控制有效对低中频噪声控制有效频率频率Hz消声量消声量7 7- -5.2 5.2 气流噪声的消除气流噪声的消除气流噪声的消除气流噪声的消除 72频率频率Hz消声量消声量7 7- -5.2 5.2 气流噪声的消除气流噪声的消除气流噪声的消除气流噪声的消除 73掩蔽掩蔽掩蔽掩蔽 Sound MaskSoun

83、d MaskSound MaskSound Mask 用途用途用途用途1 1 1 1：大型敞开式：大型敞开式：大型敞开式 ：大型敞开式 办公室，减少相互干办公室，减少相互干办公室，减少相互干 办公室，减少相互干 扰。扰。扰。扰。“ “声音香料声音香料声音香料声音香料” ”。 可利用适当的空调系可利用适当的空调系可利用适当的空调系 可利用适当的空调系 统的背景噪声。统的背景噪声。统的背景噪声。统的背景噪声。7 7- -5.3 5.3 噪声的掩蔽噪声的掩蔽噪声的掩蔽噪声的掩蔽 747 7- -5.3 5.3 噪声的掩蔽噪声的掩蔽噪声的掩蔽噪声的掩蔽用途用途用途用途2 2 2 2：减少降低外部传入噪

84、：减少降低外部传入噪：减少降低外部传入噪 ：减少降低外部传入噪 声的代价声的代价声的代价声的代价 75思考题思考题思考题思考题 两个声压级为两个声压级为两个声压级为两个声压级为 0 dB0 dB0 dB0 dB的噪声合成的噪声是否仍然是的噪声合成的噪声是否仍然是的噪声合成的噪声是否仍然是 的噪声合成的噪声是否仍然是 0 dB?0 dB?0 dB?0 dB? 等响曲线与等响曲线与等响曲线与等响曲线与NRNRNRNR、NCNCNCNC曲线有什么异同？曲线有什么异同？曲线有什么异同？曲线有什么异同？ 为什么微孔不连通的多孔材料吸声效果不好？为什么微孔不连通的多孔材料吸声效果不好？为什么微孔不连通的多孔材料吸声效果不好？为什么微孔不连通的多孔材料吸声效果不好？ 风道弯头为什么有消声作用？风道弯头为什么有消声作用？风道弯头为什么有消声作用？风道弯头为什么有消声作用？ 扩张式消声器为什么有消声作用？扩张式消声器为什么有消声作用？扩张式消声器为什么有消声作用？扩张式消声器为什么有消声作用？ 房间在何种条件下房间声压级与声源声功率级之房间在何种条件下房间声压级与声源声功率级之房间在何种条件下房间声压级与声源声功率级之 房间在何种条件下房间声压级与声源声功率级之 间的关系是间的关系是间的关系是 间的关系是 ？)41lg(102rLLWp