2023年建筑学研究生入学考试建筑物理声学重点总结.doc

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1、声波的传播特性1、声的绕射（衍射）1）现象：隔障碍物可听到声音2）定义：声波在通过障碍物时，其传播方向要发生改 变，能绕过障碍物继续前进的现象。 3）结论：障碍物尺度与声波波长相比足够大，该物体 对声传播才有影响，才干改变声的传播方 向。特点：声波的频率越小，波长越长绕射的现象越明显。举例：在建筑中由于声音的绕射导致的危害问题：遮挡光线容易还是遮挡声音容易？2、声的反射1）现象：在较大的障碍物前（如墙等）或封闭空间中，听见的声音较旷野里大，甚至声源关闭后，声音较长时间才消失。2）定义：声波传到两个介质分界面时，部分声波从界面返回原介质的现象。3)反射条件： 障碍物反射板的尺度充足大（大于波长）

2、。4）反射定律 a 反射线、入射线、 法线在同一平面。 b 反射线、入射线 在法线的两侧 c 反射角=入射角5）典型反射面的应用平面镜象反射凹面形成声聚焦凸面声扩散（尺度应与入比较）3、声的透射1）现象： 隔墙可以听到声音2）定义： 声传播过程中，部分声能被反射、部分被吸取、部分透过障碍物继续传播4、吸声概念1）声传播的能量分派 Eo=Er+Ea+Et 能量守恒2）反射系数 r= Er/Eo 透射系数 t= Et/Eo3）吸声系数 a= 1- r概念：从入射声能所在空间考虑，除反射声以外，均不会引起该空间声场的变化，故认为除去反射声的声能以外，均视为被围护结构所“吸声”。定义： a=（ Eo

3、- Er ）/ Eo= （ Ea + Er ）/ Eo声的计量一、绝对计量1、声功率W：声源单位时间内向外辐射的声能 （W， mW）声功率不等于电功率。 40万人同时大声发言40W灯泡功率2、声能密度D：1）定义： 声场中单位体积的声能量。 符号：D 单位： J/m32）特点：标量。3）运算： 3、声强I： 1）定义：单位时间通过垂直于声传播方向单位 面积的声能量。 2）特点：矢量。符号：I 单位：W/m2 3）运算： 声强描述了声能在空间的分布。 点声源、自由声场：I=W/（4pr 2 ）4、声压 1）定义： 声波存在时介质压强与无声波时压强间的差值。声波通过时，空气中即为大气压强的逾量值

4、符号： 单位：帕斯卡 2）特点：标量。3）分类（测量）瞬时、峰值、有效值4）量间关系：二、声压级与声强级A、级的引入：1）声压变化数值范围大2)人耳对声的感觉特性 人对声的感觉量近似与声压值的对数成正比。声强的变化范围大约: 1万亿倍声压的变化范围大约: 1百万倍 用声强、声压 计量很不方便 人耳的感觉变化与声强和声压不成正比例， 而是近似地与他们的对数值成正比。由此引入了“级”的概念。级：主观与客观的结合。B、声压级定义： = 20 lg P/P0 dB 基准声压 P0 =2105Pa（可听阈）特点 表达简便 可听阈 0dB 1m处正常交流 70dB 疼痛阈 120dB二、 声音频谱特性1、

5、问题的提出1）音质设计中要控制厅堂对不同频率的反映。2）噪声控制中需分析其声级的部分相应频率以便有针对地进行解决。2、纯音与复合声 纯音：单一频率的声音，又称单频声 复合声：若干纯音的组合。3、频谱的表达1）定义：组成复合声的所有频率或频带声压级表达为频率的函数分布图形或列表。2）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。3）乐音组成： 基频：复合声中最低的频率，又称主频 分音：复合声中除基频以外的其他纯音 谐音：频率为基频整数倍的分音。4、频谱的表达线谱表达：用每一个分音的频率和与之相应的声压级表达连续谱表达：用每一倍频程和与之相应的声压级表达 1倍频程：两频率之比为

6、2：1的频带。 fu / fl =2， fn / fx = 2n ， fc = (fu . Fl)1/2 , n = log 2 ( fn / fx) fc为中心频率，常用它代表该倍频带 。 1/3倍频程：n=1/3时： 称两频率相距1个1/3倍频程 n=K1/3称为K个1/3倍频程 显然31/3=1，则3个1/3倍频程=1个倍频程 的距离。2）倍频程意义 倍频程，1/3倍频程均仅表达频率划分时两个频率之间的距离。显然1/3倍频程较倍频程细。3)倍频带，1/3倍频带 1倍频程或1/3倍频程所包含的所有频率带 当f上，f下满足1倍频程时为1倍频带 当f上，f下满足1/3倍频程时为1/3倍频带 其

7、中心频率f中2=f上f下三、 声源指向特性1、定义： 声源辐射声能是空间方位的函数，此属性称为指向性。 2、特点：当声源尺寸L和声波波长之间的关系为：1、L入时：无方向性，声源可看作点声源， 球面波。2、L 入时：有方向性，声源已不是点声源。 L比入大得越多，指向性越强。 频率越高、波长越短，方向性越强； 频率越低方向性越差。二、响度级与响度主观计量1、声音既是一个客观物理量又是一个主观量。 频率相同，强度（声压级）不同响度不同 强度（声压级）相同，频率不同响度不同例：Lp = 40 dB f：1000Hz 响 100Hz2、定义响度级A、 选定标准声音： 1000Hz（纯音）Lp=50dBB

8、、f1(2023Hz)（待测）48 f2(100Hz) (待测）59 他们的响度级都是： 50方定义：某频率声音的响度级等于根据听力正常的听音的听音判断为等响的1KHz纯音的声压级。 单位： 方 1KHz的声压级为响度级3、等响曲线1）现象：人耳对不同频率的声音，同频率声压级强 度不同的声音均有不同的感觉。这说明 “耳”的主观性极大。 测定： a 对象 1825岁大量听力正常的青年 b 环境 声学消声室 c 方法 听音者对声源，用两耳同时听，比较试听声音 与1KHz的对照声，调节试听声与1KHZ的对照声，调节试听声使两者“等响”。然后测量听者不在时，其耳朵所在位 置2种声音的声压级，取得一个等

9、响点。3、 总声级1）、复合声评价a 对各种复合声应有反映“人”主观感觉响度的大 小，量度方法。b 由等响曲线知不同频率的纯音对人耳刺激量的 奉献不同，并且在高声级与低声级时有差异。 高声压级时不同f对响度的奉献相近 低声压级时不同f对响度的奉献差异大 因此 既要考虑声压级大小，也要考虑f。2）总声级复合声所有频率的声音的总响度级 计量（每个频率的声音响度级按一定的规律相加） 声级计响度级计量仪器（1）、线性声级（线性网络或总声压级）：对任何频率的声音均无衰减，是各个频率声压级的迭加总和，基本上是一客观的物理量。（2）、 A声级（A计权网络）：在各个频率的声 压级进行迭加时对500Hz以下的声音作了 较大衰减后进行迭 加，衰减比例参考了40 方的等响曲线（倒立形状），这符合人耳的听觉特性，与人耳所感觉的响度相近似，对人有影响的噪音测量用A声级。四、掩蔽作用 掩蔽效应人耳对一个声音的听觉灵敏度因另一个声音的存在而减少的现象。掩蔽特点：1、掩蔽声和被掩蔽声的频率相近时，掩蔽量最大；2、掩蔽量的声压级越大掩蔽量也越大，对高频声的掩蔽越显著；3、低频声对高频声的掩蔽作用大，高频声对低频声的掩蔽作用较小。