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1、建筑环境学_吕洁_建筑声环境Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识一、声波的基本物理性质一、声波的基本物理性质声音的产生与传播过程的基本因素声音的产生与传播过程的基本因素声源声源传声途径传声途径接收者接收者振动的物体振动的物体空气、空气、固体固体声波和波动方程声波和波动方程声速声速简谐声波、频率与波长简谐声波、频率与波长声音信号和频谱声音信号和频谱波阵面与声线波阵面与声线1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识1.声波和波动方
2、程振动在空气空气、固体中的传播，声波传播的物理过程是振动能量在媒介中的传递质点的振动方向和波的传播方向相垂直纵波纵波横波质点的振动方向和波的传播方向相平行 建筑环境中的声波以空气传播的声波为主，是压强波，是纵波(即质点的振动方向和波的传播方向相平行)波动方程的达郎贝尔解说明在初始时刻的一个扰动分别沿x轴正方向和负方向以速度c传播1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识2.声速主要取决于介质本身的物理特性，也和温度等因素有关.空气中的声速：常温下（15）空气中的声速可取为340m/s。介质介质传播速度传播速度 m/s介质介质传播速度传播速度 m/s松木3320空气331软木500水1450玻
3、璃5000花岗岩6000铁5000钢5000温度为0时声波在不同介质中的传播速度3.简谐声波、频率与波长简谐声波：用频率频率f和声压幅值声压幅值Pm两个独立变量描述。确定音调确定音调确定声音的强弱（响度）确定声音的强弱（响度）1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识周期周期T：声波通过空气或其他弹性介质传播时，介质质点在其平衡位置附近来回振动完成一次完全振动所需的时间，单位为秒频率频率f：一秒内的振动次数，即周期T的倒数，单位：赫兹（Hz）波长波长：声波在一个周期内传播的距离，单位为m 20KHz为超声。其中，人耳感觉最重要的部分约在100Hz4000Hz ，相应的波长约3.4m8.5cm
4、.1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识4.声音声音信号和频谱人耳接收到的空气中声压随时间的变化表示某种声音 频率成分及其声压级组成情况的图形纯音频谱图：位于该频率坐标处的一条竖直线复音频谱图：线状谱(离散谱)非周期性信号频谱图：连续谱纯音信号周期性声信号（复音）非周期性声信号1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识线状谱连续谱1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识声音三要素声音的强弱音调的高低音色的好坏决定于声音的基频，并与声压级及其组成成分有关决定于声强级、声压级或总声级决定于频谱，是反映复合声的一种特性，泛音多且低次泛音足够强，
5、音乐就动听ThinkThink，乐音，乐音与噪音的区别与噪音的区别是什么呢是什么呢? ? 频程频程：把可听声的频率变化范围划分为若干小的段落频程宽度：频程宽度：上下限频率值之差，简称频带宽频带宽。倍频程倍频程：对频率作相对比较的单位.频程上、下界频率值f2、f1中心频率值fc频程倍数频程倍数建筑声学建筑声学常用常用1个个倍频程倍频程ISO和国标：fc=31.5、63、125、250、500、1000、2000、4000、8000、16000Hz1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识5.波阵面与声线在某一时刻，波动所达到的各点的包络面，即空间中相
6、位相同的相邻点构成的面表示声波传播的途径，在各向同性的介质中，声线是直线且与波阵面相垂直平面波球面波1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识二、声音的计量二、声音的计量声功率、声强和声压声功率、声强和声压声功率声功率W声强声强I声压声压p声功率级、声强级、声压级及其叠加声功率级、声强级、声压级及其叠加级的概念与声压级级的概念与声压级声强级声强级声功率级声功率级声级的叠加声级的叠加声源的指向性声源的指向性1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识声功率声功率W：声源在单位时间内向外辐射的声能，单位为瓦（W）或微瓦（W）。声源种类声源种类声功率声功率喷气飞机10kW气锤1W汽车0.1W钢琴2
7、mW女高音10007200W对话20w注意：注意：电功率：声源输入输入功率声功率：声源输出输出功率现在你明白说话不会让现在你明白说话不会让我们筋疲力尽，而在大我们筋疲力尽，而在大房间内演讲需用扩声设房间内演讲需用扩声设备的原因了吧。备的原因了吧。1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识I=W/S W/式中 S声能所通过的面积，。声强声强I：单位时间内，在垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声能，单位为W/。是衡量声音强弱的物理量，有方向是衡量声音强弱的物理量，有方向性，难以测量，通常测量声压，通性，难以测量，通常测量声压，通过计算求得声强和声功率过计算求得声强和声功率1 建筑声环境的基本
8、知识建筑声环境的基本知识 在无反射的自由声场中，点声源发出的球面波，均匀地向四周辐射声能。距声源中心为距声源中心为r的球面上的声强为：的球面上的声强为： I=W/S=W/(4r2) W/对于球面波：对于球面波：声强与点声源的声功率成正比，而与到声源的距离的平方成反比；对于平面波对于平面波，声线互相平行，声强不变，与距离无关。1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识声压声压P：某瞬时，有声波时介质中的压强(P)相对于无声波时的静压强(P0)的改变量，单位即压强的单位，Pa。任何一点的声压都随时间而变瞬时声压：瞬时声压：每一瞬间的声压有效声压：有效声压：某段时间内瞬时声压的平均值，用均方根值表
9、示w/m2 介质的特性阻抗，20时=415Ns/ m3。空气密度，kg/m3；c空气中的声速，m/s；式中 p有效声压，Pa；1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识dB 式中 P考察点声压； p0基准声压，=210-5Pa。声压级声压级级：做相对比较的量。声强级声强级dB 式中 I考察点声强； I0基准声强，在空气中I0 =10-12W/ ，即人耳对1000Hz的声音的可听下限。1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识声功率级声功率级dB 式中 W考察声源声功率； W0基准声功率，=10-12W。一般条件下：可认为声强级LI=声压级Lp；在高原地区和其他特殊条件下：声强级LI和声压级
10、Lp未必相等。Think，声强级、，声强级、声压级、声功声压级、声功率级和声强、率级和声强、声压、声功率声压、声功率一样吗？一样吗？1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识声强叠加：I=I1+I2+In声压叠加：声压级、声强级叠加：按对数运算规律数值相等：声压级叠加后比原来增加3dB数值不等：总声压级按表计算，级差10dB不计1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识【例【例7-1】噪声频带声压级如下，求总声压级。倍频程的中心频率倍频程的中心频率(Hz)63 125 250 5001000200040008000声压级（声压级（dB）90951009382757070【解】【解】声压级排
11、序：100、95、93、90、82、75、70、705声压级差声压附加值1.2101.2高值+附加值938.20.6+101.2=101.89011.80.3+101.8=102.1102dB1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识3.声源的指向性声源的指向性声源在不同方向辐射声音时声压(或声强)不相同的性质声源尺寸比波长小得多时，可看作点声源，无指向性；声源尺寸波长时，声源不再是点声源，有指向性；指向性与频率(波长)有关，频率越高，指向性越强；指向性的表示方法指向性指数指向性指数DI：以具有相同声功率的无方向性的点声源形成的声压场为参考值时，在离实际声源相同距离处，某个方向的实际声压级与
12、参考声压级之差，单位dB，通过现场实测得到。指向性因数指向性因数Q：实际声强与上述参考声场的声强的比值。DI和Q的关系：1 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价一、人的主观听觉特性一、人的主观听觉特性人耳的频率响应与等响曲线人耳的频率响应与等响曲线掩蔽效应掩蔽效应双耳听闻效应（方位感）双耳听闻效应（方位感）听觉疲劳和听力损失听觉疲劳和听力损失2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价1.听觉机构2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价2.听觉特性敏感区敏感区
13、（1）人耳的频率响应与等响曲线2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价A网络网络：参考40方等响曲线，对500Hz以下的声音有较大的衰减，以模拟人耳对低频不敏感的特性；C网络网络：具有较平坦的特性，可听范围内几乎不衰减；B网络网络：介于两者之间，对低频有一定的衰减；D网络网络：用于测量航空噪声。2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价（2）掩蔽效应掩蔽效应掩蔽效应：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。掩蔽量掩蔽量：听：听阈提高的分贝数。频率相近时声音掩蔽最显著，掩蔽声声压级越大，掩蔽量越大，掩蔽的频率范围越
14、宽；掩蔽音对比其频率低的声音的掩蔽作用小，对比其频率高的声音掩蔽作用大；人耳对响度不大、没有表达含义的连续噪声的适应能力很强。掩蔽阈掩蔽阈：提高后的听听阈。2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价（3）双耳听闻效应（方位感）方位感强的声音更能吸引人的注意力；方位感明显的噪声更易引起人心理上的烦躁；无明确方位感的噪声易被人忽略；人耳判断声源的远近比较差，但确定声源的方向较准确双耳辨别声源方向的能力根据同一声源发出的声波传到人的两只耳朵时的时间差、时间差、强度差、相位差强度差、相位差来辨别声音的
15、方向2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价（4）听觉疲劳听觉疲劳和听力损失人耳的灵敏度通常随年龄的增长而降低，尤其对高频降低得更快；男性对高频的灵敏度随年龄增长而降低比女性快。听阈暂时提高，事后可以恢复的现象听阈的提高永久不可恢复的现象听阈比公认的正常听阈高出的分贝数表表示示响度复原：在声压级提高到听力损失后的听阈以上时，听力损失者感到响度增加比正常人耳快，当声压级再提高一定数值后就恢复得和正常人一样的现象。2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价二、噪声噪声的评价人们不愿意听的任何声音 取决于这种声音的响度、频率、连续性、发出
16、时间、声音信息内容、发声者的主观意志、环境条件、工作性质、听声音者的生理状态和心情等决定因素决定因素A声级声级LA（或（或LpA）等效连续等效连续A声级声级LAeq,T昼夜等效声级昼夜等效声级Ldn累积分布声级累积分布声级Lx噪声评价曲线噪声评价曲线NR和和NC、PNC曲线曲线三、噪声允许标准和法规（略）三、噪声允许标准和法规（略） 目前国际上使用最广泛，作为保护听力和健康以及环境噪声的评价量，对于稳态噪声可直接测量。1.A声级LA （或LpA） 2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价将倍频带谱转换成A声级：式中 Li倍频带声压级，dB； Ai各频带声压级的A
17、响应特性修正值，dB。倍频带中心频率倍频带中心频率A响应响应(对应于对应于1kHz)倍频带中心频率倍频带中心频率A响应响应(对应于对应于1kHz31.5-39.41000063-26.22000+1.2125-16.14000+1.0250-8.68000-1.1500-3.22 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价2.等效连续等效连续A声级声级LAeq，T （等效声级） 用于表征不稳态噪声不稳态噪声(即声级随时间变化的起伏噪声）环境，相当于用一个稳定的连续噪声等效起伏噪声，两者在观察时间内具有相同的能量。 此量对偶发的短时的高声级噪声不敏感。离散采样时：读数时
18、间间隔Ti相等时：2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价 一般噪声在晚上比白天更容易引起人们的烦恼。因此，计算一天24小时的等效声级时，夜间要加上10dB的计权，这样得到的等效声级称为昼夜等效声级。 3. 昼夜等效声级Ldn式中Ld 白天(07:00-22:00）的等效声级； Ln 夜间(22:00-07:00）的等效声级。2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价4. 累积分布声级Lx表示有x%测量时间出现了A声级大于Lx的情况用于随机噪声（如交通噪声）L10表示峰值L50表示中值L90表示背景噪声随机噪声满足正态分布时：2 人
19、体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价 是使用最广泛的用于评价公众对户外噪声的反应和工业噪声治理的限值，可同时反映噪声的声级和频率特性，限值曲线用NR值表示，噪声各个倍频带声压值都不得超过该曲线所规定的声压级值。 5.噪声评价曲线NRLA=NR+5 dB红线代表的噪声限值红线代表的噪声限值为为NR25，蓝线代表的蓝线代表的噪声限值为噪声限值为NR502 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价5.噪声评价曲线NC 对低频的要求比NR曲线苛刻，用于评价室内噪声对语言的干扰和噪声引起的烦恼。LA=NC+10dBNC=NR-52 人体对声音环境
20、的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价音乐厅声音乐厅声环境的目环境的目标就是标就是NC-15 当乐队与观众一起沉浸在片刻寂静中时，真是令人为之陶醉多么难得的声音环境。用技术术语来讲，人们听到了NC-15的声音。2 人体对声音环境的反应原理与噪声评价人体对声音环境的反应原理与噪声评价5.噪声评价曲线PNC 对NC 曲线进行修正，对低频部分进一步降低，也用于评价室内噪声对语言的干扰和噪声引起的烦恼。PNC=3.5+NC3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理声波遇到边界面和障碍物时的传播规律声波遇到边界面和障碍物时的传播规律声音在室外空间的传播声音在室外空间的传播声音在室内空间
21、中的传播声音在室内空间中的传播室内声场的稳态分布室内声场的稳态分布一、声波遇到边界面和障碍物时的传播规律1.声波的绕射与反射3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理2.声波的透射与吸收透射系数反射系数吸收系数小的叫小的叫隔声材隔声材料，料，小小的叫吸的叫吸声材料。声材料。3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理二、声音在室外空间的传播1.声音在自由场中的传播自由场球面波发散衰减的“平方反比定律”：接收点的声强与点声源的距离平方成反比，即距离每增加1倍衰减6dB；接收点的声强与线声源的距离成反比，即距
22、离每增加1倍衰减3dB。3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理2.声音在传播过程中的衰减发散衰减 随传播距离的增加，点声源声波的能量发散在更大面积上，声强越来越弱。大气吸收衰减 大气吸收与大气的温湿度有关，和声波的频率有关，高频声衰减大，低频声衰减小。地面吸收衰减 衰减情况与地面形态有关，和声波频率有关，与树木种类、种植疏密及落叶与否有关。3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理其他衰减 声波传播过程中，遇到障碍物及地形的变化会发生反射、绕射和吸收，从而引起衰减，该值多为经验值。由此，可得距声源r处的声压级：3.气象条件的影响声源上风向：声音传播速度是静风状态下空气中的声速-风速，其
23、梯度分布是近地面处大而随高度降低减少；声源下风向：声音传播速度是静风状态下空气中的声速+风速，其梯度分布是近地面处小而随高度降低增大高度方向：随大气温度相应变化。3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理三、声音在室内空间中的传播距声源相同距离的接收点上声强比在自由声场中大，且不随距离的平方衰减；声源停止发声后声场中存在混响现象（能量衰减过程）这都是我的这都是我的功劳呢！功劳呢！1.室内声场3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理2.扩散声场的假定声能密度在室内均匀分布，即室内任一点的声强相等室内任一点上，声波向空间各个方向传播的概率相同3.平均吸声系数式中 Si第i个界面的面积，m2；
24、 i第i个界面的吸声系数； S房间界面的总面积，m2； A房间界面的总吸声量， 。3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理4.室内声场的衰减过程在一般形状的房间内，平均自由路程：式中 V房间容积； S房间界面总面积。单位时间里声波与房间界面的碰撞次数（反射次数）：房间声能密度随时间t的衰减：声级随时间t的衰减：3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理5.混响时间混响时间与混响公式室内声场声级在声源停止发声后衰减60dB 的时间适用于房间界适用于房间界面吸声较小混面吸声较小混响时间较长（响时间较长（ 0.2）式中 T60混响时间； V房间容积； S室内界面总面积; 室内界面平均吸声系数。
25、赛宾混响公式：依林混响公式：有前提条件：有前提条件：声场是完整空间声场是完整空间声场是完全扩散的声场是完全扩散的3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理四、室内声场的稳态分布1.室内声场稳态分布公式直达声产生的声能密度：反射声产生的声能密度：室内的稳态声压级：房间常数3 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理2.混响半径 指在直达声的声能密度与反射声的声能密度相等处距声源的距离。采取吸声减噪措施时：接收点在r0之内：接收的主要是直达声，效果不大；接收点在r0之外：接收的主要是反射声，效果明显。4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能材料和结构的声学特性材料和结构的声学特性吸声材料和吸
26、声结构吸声材料和吸声结构隔声和构件的隔声特性隔声和构件的隔声特性一、材料和结构的声学特性控制噪声的方法吸声隔声吸收声波，降低反射声分隔噪声源和接收者对直达声不起作用，需采用松散多孔材料需采用厚重密实的材料均与入射声波的频率和入射角度有关4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能二、吸声材料和吸声结构1.吸声材料的吸声系数吸声系数和吸声量吸声系数吸声系数垂直入射垂直入射（或正入射）（或正入射）吸声系数吸声系数0斜入射吸声斜入射吸声系数系数无规（或扩散）无规（或扩散）入射吸声系数入射吸声系数T用于室内声学设计用于室内声学设计用于消声器设计用于消声器设计
27、1）材料和结构的吸声特性与声波入射角度有关：4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能通常采用125、250、500、1000、2000、4000Hz六个频率的吸声系数表示某种材料和结构的吸声频率特性有时采用250、500、1000、2000Hz四个频率吸声系数的算术平均值作为“降噪系数”（NRC）用于比较和选择吸声材料2）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，因而吸声量式中A吸声量；S吸声构件的围蔽面积。4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能2.吸声材料和吸声结构的分类4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能（1）多孔吸声材料1）吸声机理）吸声机理：声波顺微孔进入材
28、料内部，引起空隙中空气振动，由于存在摩擦和空气粘滞阻力，使部分声能转化为热能。2）影响多孔材料吸声系数的因素）影响多孔材料吸声系数的因素厚度：中低频吸声系数增加明显，高频变化不大密度：可提高中低频吸声系数空腔：可提高中低频吸声系数面层：金属格网等影响不大，穿孔板可提高低频吸声系数，薄膜可提高中频Think，孔为什么要，孔为什么要内外相通才行？内外相通才行？4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能（2）共振吸声结构Think，共振，共振=共鸣？共鸣？空腔共振吸声结构薄板吸声结构特点：吸收频带窄，共振频率低
29、4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能穿孔板吸声结构的共振频率：亥姆霍兹共振器的共振频率：式中 c声速； s颈口面积； V空腔容积； l孔颈深度（或板的厚度）； L板后空气层厚度； 开口末端修正量；对直径为d的园孔 P穿孔率，其中d为孔径，B为孔距。形排列时形排列时4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能一般穿孔板：后面铺多孔材料以增加孔颈处的空气运动阻力，提高整个吸声频率范围的吸声系数微穿孔板：通常不铺多孔材料高频范围的吸声系数主要取决于穿孔率的大小，穿孔率大则吸声系数大4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能2）薄板共振吸声结构玻璃
30、、吊顶、薄金属板、架空木地板和空木玻璃、吊顶、薄金属板、架空木地板和空木墙裙等属于这类吸声结构吗？墙裙等属于这类吸声结构吗？吸声原理：吸声原理：当声波入射到薄板上时，将激起面层振动，使板发生弯曲变形。由于面层和固定支点之间的摩擦及面层本身内损耗，一部分声能被转化为热能对低频低频有较好的吸收薄板吸声吸声结构的共振频率：式中 M0板的单位面积质量，kg/ m2； L板与刚性壁之间空气层厚度，cm； K结构的刚度因素，kg/（m2s2）。4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能（3）其他吸声结构形状：多面体，
31、有两个或两个以上的面与声波接触，有效吸声面积大于投影面积吊装位置：声能流密度大处特点：造价低施工方便有装饰作用适用场合：适用场合：工业厂房、大空间1）空间吸声体4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能2）强吸声结构尖劈消声室内所有界面的吸声系数应0.994 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能三、隔声和构件的隔声特性1.隔声量R(或称透射损失TL)与透射系数用于表示构用于表示构件对空气声件对空气声的隔绝能力的隔绝能力R值与声波的入射角有关同一结构对不同频率的入射声波有不同的R值常用中心频率为1254000Hz的六个倍频带的隔声量(有时也用其算术平均值)表示构件的隔声性能4 材料与结构的
32、声学性能材料与结构的声学性能4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能2.单层匀质密实墙的空气声隔绝特性和入射声波的频率有关取决于墙本身的单位面积质量、刚度、材料的内阻尼以及墙的边界条件等因素式中m墙体的单位面积质量； 0空气密度； c空气中的声速。声波垂直入射时：声波无规入射时：R比正入射时低5dB 这就是质量定律，单这就是质量定律，单位面积质量或频率每位面积质量或频率每增加一倍增加一倍R增加增加6dB，实测值会小一些实测值会小一些4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能3.双层墙的空气声隔绝特性声桥声桥（两层（两层墙之间墙之间的刚性的刚性连接）连接）不多的不多的情况下情况下空气间层空
33、气间层厚度超过厚度超过10cm将将不增加不增加4 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法噪声控制的原则与方法噪声控制的原则与方法吸声降噪吸声降噪隔声隔声减振和隔振减振和隔振隔声罩隔声罩消声器消声器气流噪声控制气流噪声控制掩蔽效应在噪声控制中的应用掩蔽效应在噪声控制中的应用一、噪声控制的原则噪声控制的原则与方法声源的噪声控制：选用低噪声设备、安装时采取减振、隔声、吸声等措施在传声途径中的控制闹静分开布置设备机房控制噪声的传播方向设隔声屏障阻挡噪声的传播采用吸声材料和吸声结构吸收噪声采取隔振措施减弱噪声的传播在接收点的噪声控制：佩带防护用具和减少暴露时
34、间5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法2.城市噪声控制5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法城市噪声管理噪声控制法规交通噪声管理汽车限速、限制鸣笛、限制卡车驶入时间火车禁止用汽笛，铁路两旁设隔声屏障工业噪声管理不满足设备噪声标准的搬迁或改产建筑施工噪声管理夜间禁止施工，不得超过环境噪声标准生活噪声户外禁止使用扬声器家用电器不得超过环境噪声标准5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法城市规划城市人口的控制功能分区道路交通噪声控制改善道路设施(加宽路
35、面、增设路边快慢隔离、双行线改单行、架设路天桥、建立交桥)交通噪声的衰减5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法3.室内设备噪声控制（1）改革工艺和操作方法来降低噪声（2）降低噪声源的激振力提高机械加工及装配和动平衡的精度提高机壳刚度采取阻尼减振垫等措施减少高压、高速流体管内和管道口的会扰乱气流的障碍物。（3）降低噪声辐射部件对激振力的响应，使发声系统的固有频率远离激振力频率5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法二、吸声降噪1.吸声降噪量的计算式中 处理前后房间的平均吸声系数； A1、A2处理前后房间的总吸声量； T1、T2处理前后房间的混响时间。2.吸声降噪法的使用原则只能降低混响
36、声，很难降低10dB以上在靠近声源、直达声占主导地位的场所发挥的作用很小室内原来的平均吸声系数较小时，吸声减噪法收效最大5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法三、隔声1.隔声构件的综合隔声量式中 平均透射系数； 第i个分构件的透射系数； 第i个分构件的透射量。5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法【解】解】组合墙平均透射系数：墙、门的透射系数：组合墙平均隔声量【例【例7-1】某墙隔声量Rw=50dB，面积Sw=20m2 ，墙上开一门，其隔声量Rd=20dB，面积2m2 ，求该墙综合隔声量所以要用等所以要用等透射量设计透射量设计5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法2.缝和小孔
37、对隔声的影响当墙上有小孔时；对低频声而言，其波长较大，而隔层厚度d和小孔的半径r均比波长小得多，小孔透射系数:式中 隔层的有效厚度led+1.6r; m与声场特征有关的常数; n与孔的位置有关的常数。 频率较高时，若隔层有效厚度为声波半波长的整数倍，小孔内声波传播产生纵向共振，隔声量降低较多。5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法实际应用实际应用：堵严孔洞；设计双层窗或门设置“声锁”或“声闸”，两道门的开启连锁控制。5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法3.房间的噪声降低值式中Lp两室声压级差，噪声降低值； R隔墙的隔声量； A接收室的总吸声量； S隔墙的面积。5 噪声的控制与治理
38、方法噪声的控制与治理方法4.撞击声的隔绝降低高频降低高频声效果最声效果最显著！显著！5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法四、减振和隔振人体人体对振对振动的动的敏感敏感性与性与人体人体姿势姿势有关有关5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法1.隔振积极隔振积极隔振消极隔振消极隔振隔离振动源的振动向基础的传递隔离基础的振动向仪器设备（或房屋）的传递在设备上安装隔振器或减振结构，使设备与基础之间的刚性连接变为弹性连接。隔振器隔振器：金属弹簧、橡胶隔振器、空气弹簧等。隔振垫隔振垫：橡胶隔振垫、软木、酚醛树脂玻璃纤维板和毛毡。5 噪声的控制与治理方
39、法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法管道隔振支架管道隔振支架5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法沟越深，隔振效果越好；沟的宽度对隔振效果影响不大。防振沟防振沟在振动波传播途径上挖沟，以阻止振动传播的方式对以地面为主传播的表对以地面为主传播的表面波十分有效呢面波十分有效呢积极防振：在振动的设备附近挖掘防振沟；消极防振：在怕振的设备或建筑物附近挖掘减振沟。5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法用来衡量系统的减振能力的指标用来衡量系统的减振能力的指标：振动传递比振动传递
40、比式中T振动传递比； f振源频率； f0隔振结构的固有频率。隔振结构的固有频率比振源频率越低，T值越小，隔振效果越好；隔振结构的固有频率与振源频率越接近，T值越大，二者相等时T值趋于无穷大，出现共振因此，需选择其固因此，需选择其固有频率远远低于振有频率远远低于振源频率的材料或构源频率的材料或构件制作隔振器件制作隔振器5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法2.阻尼减振（2）阻尼材料和阻尼减振措施）阻尼材料和阻尼减振措施阻尼材料阻尼材料：具有很高损耗因子的材料，如沥青、橡胶等自由阻尼层结构自由阻尼层结构：将一定厚度的阻尼材料粘贴或喷涂在金属板的一面
41、或两面，由阻尼层的变形损耗振动能量约束阻尼层结构约束阻尼层结构：在基板和阻尼材料上再附加一层弹性模量较高的起约束作用的金属板，上下两层的弯曲变形使中间阻尼层产生剪切形变，消耗振动能量。（1）减振原理：）减振原理：在金属薄板结构上喷涂或粘贴一层高内阻的粘弹性材料，使部分振动能量转变为热能，而使振动和噪声降低。5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法五、隔声罩功能：隔声、吸声、阻尼、隔振、通风、消声等作用：隔绝设备噪声降噪效果的评价指标：插入损失IL表示隔声罩设置前后，同一接收点的声压级之差与隔声罩所用材料（结构）的隔声量有关与隔声罩内的平均吸声系数有关1.隔声罩的隔声原理所以罩所以罩内吸声内
42、吸声系数过系数过小不行小不行结构：外壳、阻尼层、吸声材料、保护层；外壳用钢板、胶合板、纸面石膏板或铝板制作；阻尼层用阻尼漆、沥青加纤维织物或纤维材料；吸声材料层采用超细玻璃棉或泡沫塑料；保护层用穿孔板、钢丝网或玻璃布等；罩与机器最小间隙为5cm，罩与基础之间加橡胶垫层；有散热需要的设备在罩上设有消声性能的通风管道；类型：全封闭、局部开口、固定或活动式2. 隔声罩的主要结构及效果5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法
43、5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法六、消声器气流噪声控制可使气流通过而降低噪声的装置有较好的消声频率特性空气阻力损失小结构简单、施工方便、使用寿命长、体积小、造价低要要求求性能评价指标性能评价指标消声量插入损失插入损失传递损失传递损失在声源与测点间插入消声器前后，在某一固定点所测得的声压级之差消声器进口端入射声与消声器出口端透射声的声功率级差分别用来评价安装消声器分别用来评价安装消声器前后的综合消声效果和消前后的综合消声效果和消声器自身的消声性能声器自身的消声性能5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法消声器消声器阻性阻性抗性抗性阻抗复合式阻抗复合式管式管式片式片式折板式折板式蜂
44、窝式蜂窝式声流式声流式迷宫式迷宫式弯头式弯头式干涉式干涉式共振式共振式膨胀式膨胀式5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法阻性消声器阻性消声器原理原理：利用布置在管内壁上的吸声材料或吸声结构的吸声作用，使沿管道传播的噪声迅速随距离衰减，从而达到消声的目的适用适用：中、高频噪声的吸声消声量：式中 消声系数，与阻性材料的吸声系数有关；P通道有效断面的周长；L消声器有效长度；S气流通道的横断面面积。5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法抗性消声器抗性消声器原理：原理：不使用吸声材料，主要利用声阻抗的不连续性产生传输损失，利用声音的共振、反射、叠加
45、、干涉等原理达到消声目的；分类：扩张室、共振腔两类适用适用：中、低频噪声的控制。5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法七、掩蔽效应在噪声控制中的应用作用抑制干扰声音并提高工作效率降低隔声构件的隔声量特点无表达含义响度不大连续无方位感5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法Think，空调系统空调系统应采取什应采取什么消声减么消声减振措施？振措施？吸声处理吸声处理浮筑浮筑楼板楼板弹簧吊钩弹簧吊钩隔隔声声墙墙弹性弹性密封密封静压箱静压箱软接头软接头管道吸声处理管道吸声处理5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法本章小结本章小结了解了解听觉特性听觉特性理解理解材料和结构的声学性能材料和结构的声学性能掌握掌握声音产生和传播的基本原理、噪声声音产生和传播的基本原理、噪声评价和控制评价和控制
