08第7章建筑声环境.ppt
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1、第七章第七章 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20012001年年年年声环境控制的意义声环境控制的意义B 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J 保证居住者的健康保证居住者的健康J 提高劳动生产率提高劳动生产率J 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2声音是什么?声音是什么?B 在在在在弹性媒质中传弹性媒质中传弹性媒质中传弹性媒质中传播的机械波播的机械波播的机械波播的
2、机械波B 声源:振动的固声源:振动的固声源:振动的固声源:振动的固体、液体、气体体、液体、气体体、液体、气体体、液体、气体B 特性:波长特性:波长特性:波长特性:波长 、频、频、频、频率率率率 f f、声速声速声速声速 c c波长波长波长波长 3声音的传播速度声音的传播速度B 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B 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JJ k k 绝热指数,绝热指数,绝热指数,绝热指数,R R 气体常数,气体常数,气体常数,气
3、体常数,T T 绝对温度。绝对温度。绝对温度。绝对温度。JJ 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。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 m/s 340 m/s B 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JJ 钢钢钢钢 5000 m/s5000 m/sJJ 松木松木松木松木 3320 m/s3320 m/sJJ 水水水水 1450 m/s1450 m/sJJ 软木软木软木软木 500 m/s
4、500 m/s4声音的频带声音的频带B 人耳人耳人耳人耳可以听见范围为可以听见范围为可以听见范围为可以听见范围为 20 20000Hz20 20000HzB 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JJ 20 Hz 20 Hz 以下:次声以下:次声以下:次声以下:次声JJ 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31.25 Hz频率频率5声音的频带声音的频带B 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
5、,称作频程:把声频范围划分成几个频段,称作频程或频带频程或频带频程或频带频程或频带B 倍频程:两个频率之比为倍频程:两个频率之比为倍频程:两个频率之比为倍频程:两个频率之比为2:12:1的频程。一般的频程。一般的频程。一般的频程。一般用倍频程划分频带,中心频率分别为:用倍频程划分频带,中心频率分别为:用倍频程划分频带,中心频率分别为:用倍频程划分频带,中心频率分别为:31.3(31.25)31.3(31.25)、63(62.5)63(62.5)、125125、250250、500500、10001000、20002000、4000 4000、8000 Hz8000 Hz。6声音的度量声音的度量
6、B 声声声声功率功率功率功率WW: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WW。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。B 声强声强声强声强 I I:单位时间内通过垂直于传播方向上单位时间内通
7、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/m2 2。B 声压声压声压声压 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,声波的压强与媒质的静压之差,Pa Pa 媒质的密度媒质的密度媒质的密度媒质的密度7声源的扩散和叠加特性声源的扩散和叠加特性B 点点点点声源的声功率和声强:声源的声功率和声强:声源的声功率和声强:声源的声功率和声强:声音球面扩散声音球面扩散声音球面扩散声音球面扩散B 声强可以直接叠加,故有声强可以直接
8、叠加,故有声强可以直接叠加,故有声强可以直接叠加,故有:B 总声压是各声压的均方根总声压是各声压的均方根总声压是各声压的均方根总声压是各声压的均方根:r rWW8听觉范围听觉范围B 可闻阈可闻阈(听阈听阈)人耳刚能感受的人耳刚能感受的声音,声音,p0=210-5 Pa,I0=110-12 W/m2B 痛阈痛阈 闻之闻之人人耳则耳则痛痛,p=20 Pa,I=1W/m29声音的度量声音的度量B 分贝标度和声级分贝标度和声级L,单位单位dBJ 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 2102105 5Pa 20PaPa 20Pa 人的人的人的人的听
9、觉响应与声强、声压呈对数关系听觉响应与声强、声压呈对数关系听觉响应与声强、声压呈对数关系听觉响应与声强、声压呈对数关系J 声强级声强级J 声压级声压级J 声功率级声功率级可闻阈值可闻阈值可闻阈值可闻阈值110110-12-12WW10声源声级叠加:非线性!声源声级叠加:非线性!B 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、P P、W W 声声声声级同理级同理级同理级同理):B n n 个相同声源个相同声源个相同声源个相同声源L L1 1叠加:叠加:叠加:叠加:B 两个相同声源叠加,声级两个相同声源叠加,声级两个相同声源叠加,声级两个相同声源叠加,声级增加了增加了增加了增加了 1
10、0 lg2=3 dB 10 lg2=3 dB L=3 dBL=3 dB11 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 dB,可以忽略。可以忽略。增加的声级数增加的声级数声源声级差声源声级差12声音的传播规律声音的传播规律B 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13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14声音的传播和衰减声
11、音的传播和衰减B 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 111115声音在室内的增长和衰减声音在室内的增长和衰减B 室内吸声量越室内吸声量越室内吸声量越室内吸声量越大,衰减越快大,衰减越快大,衰减越快大,衰减越快B 房间容积越大,房间容积越大,房间容积越大,房间容积越大,衰减越慢衰减越慢衰减越慢衰减越慢声能密度声能密度D(t),J/m216r 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种位置种位置指向性因数指向性因数QAB室内的声室内的声压级压级BB 室内某点声压级室内
12、某点声压级室内某点声压级室内某点声压级BB QQ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BB R R房间常数房间常数房间常数房间常数BB 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BB 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17人体对声音的反应原理人体对声音的反应原理B 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
13、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18音乐声与普通声响的区别音乐声与普通声响的区别B 音乐为非连续音乐为非连续音乐为非连续音乐为非连续频谱,只含有频谱,只含有频谱,只含有频谱,只含有基频和谐频,基频和谐频,基频和谐频,基频和谐频,而谐频是基频而谐频是基频而谐频是基频而谐频是基频的整倍数。的整倍数。的整倍数。的整倍数。B 普通声响频谱普通声响频谱普通声响频谱普通声响频谱一般为连续频一般为连续频一般为连续频一般为连续频谱,无上述特谱,无上述特谱,无上述特谱,无上述特征。征。征。征。19不同噪声
14、源的频谱图不同噪声源的频谱图20人人耳耳的的听听觉觉特特征征BB 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BB 响度级:用响度级:用响度级:用响度级:用1000 Hz 1000 Hz 纯音的声压级代表其等纯音的声压级代表其等纯音的声压级代表其等纯音的声压级代表其等响曲线的响度级,单位响曲线的响度级,单位响曲线的响度级,单位响曲线的响度级,单位PhonPhon等响曲线等响曲线等响曲线等响曲线听阈听阈痛阈痛阈21掩蔽效应掩蔽效应BB 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
15、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BB 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BB 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BB 有利有弊有利有弊有利有弊有利有弊JJ 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,降低工作效内容,降低工作效率率率率JJ 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
16、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dB22掩蔽效应掩蔽效应B 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JJ 无表达含义无表达含义无表达含义无表达含义JJ 响度不大响度不大响度不大响度不大JJ 连续连续连续连续JJ 无方位感无方位感无方位感无方位感B 掩蔽背景声掩蔽背景声掩蔽背景声掩蔽背景声JJ 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JJ 轻微的音乐声轻微的音乐声轻微的音
17、乐声轻微的音乐声JJ 隐约的语言声隐约的语言声隐约的语言声隐约的语言声23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日本办公楼噪声干扰感觉的调查觉的调查24声音的测量:声音的测量:A声级声级B 声级计为模拟人耳听觉而进行滤波,分别声级计为模拟人耳听觉而进行滤波,分别声级
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- 08 建筑 环境
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