建筑声学1.pptx

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1、第3篇 建筑声学n n人们所处的各种空间环境，总是伴随着一定的声环境。人们所处的各种空间环境，总是伴随着一定的声环境。人们所处的各种空间环境，总是伴随着一定的声环境。人们所处的各种空间环境，总是伴随着一定的声环境。n n在各种空间环境里，人们对需要听的声音，希望听得在各种空间环境里，人们对需要听的声音，希望听得在各种空间环境里，人们对需要听的声音，希望听得在各种空间环境里，人们对需要听的声音，希望听得清楚、听得好；对于不需要听的声音，则希望尽可能清楚、听得好；对于不需要听的声音，则希望尽可能清楚、听得好；对于不需要听的声音，则希望尽可能清楚、听得好；对于不需要听的声音，则希望尽可能的降低，以减

2、少其干扰。的降低，以减少其干扰。的降低，以减少其干扰。的降低，以减少其干扰。n n因此，适宜的声环境是人们对空间环境功能要求的组因此，适宜的声环境是人们对空间环境功能要求的组因此，适宜的声环境是人们对空间环境功能要求的组因此，适宜的声环境是人们对空间环境功能要求的组成部分。成部分。成部分。成部分。n n建筑声学是研究控制室内外声环境的一门重要学科。建筑声学是研究控制室内外声环境的一门重要学科。建筑声学是研究控制室内外声环境的一门重要学科。建筑声学是研究控制室内外声环境的一门重要学科。n n本课程的目的在于使建筑设计人员懂得控制声环境的本课程的目的在于使建筑设计人员懂得控制声环境的本课程的目的在

3、于使建筑设计人员懂得控制声环境的本课程的目的在于使建筑设计人员懂得控制声环境的要求、内容和方法，并能有效地综合到城市规划和建要求、内容和方法，并能有效地综合到城市规划和建要求、内容和方法，并能有效地综合到城市规划和建要求、内容和方法，并能有效地综合到城市规划和建筑设计中去。筑设计中去。筑设计中去。筑设计中去。第第3篇篇建筑声学建筑声学声音与人声音与人声音与人声音与人44声音对人的审美感受的作用（利用声音与行为的互动关系来设计环境）声音对人的审美感受的作用（利用声音与行为的互动关系来设计环境）声音对人的审美感受的作用（利用声音与行为的互动关系来设计环境）声音对人的审美感受的作用（利用声音与行为的

4、互动关系来设计环境）“雨打芭蕉雨打芭蕉雨打芭蕉雨打芭蕉”苏州拙政园的苏州拙政园的苏州拙政园的苏州拙政园的“留听阁留听阁留听阁留听阁”“秋阴不散霜飞晚，留得枯荷听雨声秋阴不散霜飞晚，留得枯荷听雨声秋阴不散霜飞晚，留得枯荷听雨声秋阴不散霜飞晚，留得枯荷听雨声”“听雨轩听雨轩听雨轩听雨轩”“听雨入秋竹，留僧覆旧棋听雨入秋竹，留僧覆旧棋听雨入秋竹，留僧覆旧棋听雨入秋竹，留僧覆旧棋”。“听雨寒更彻，开门落叶深听雨寒更彻，开门落叶深听雨寒更彻，开门落叶深听雨寒更彻，开门落叶深”绝对安静的影响；绝对安静的影响；绝对安静的影响；绝对安静的影响；音乐疗法音乐疗法音乐疗法音乐疗法44声音与人的行为方式声音与人的行

5、为方式声音与人的行为方式声音与人的行为方式音乐节奏与行为的关系音乐节奏与行为的关系音乐节奏与行为的关系音乐节奏与行为的关系44噪声对人的影响噪声对人的影响噪声对人的影响噪声对人的影响听力丧失；损害身体和精神健康；噪声与社会生活；噪声对动物的影响；听力丧失；损害身体和精神健康；噪声与社会生活；噪声对动物的影响；听力丧失；损害身体和精神健康；噪声与社会生活；噪声对动物的影响；听力丧失；损害身体和精神健康；噪声与社会生活；噪声对动物的影响；噪声的其他危害。噪声的其他危害。噪声的其他危害。噪声的其他危害。声音声音声音声音客观存在客观存在客观存在客观存在主观感受（生理及心理影响主观感受（生理及心理影响主

6、观感受（生理及心理影响主观感受（生理及心理影响）建筑建筑建筑建筑 声学声学声学声学声环境设计:是专门研究如何为建筑使用是专门研究如何为建筑使用者者创造一个合适的声音环境创造一个合适的声音环境n n1 1、音质设计、音质设计、音质设计、音质设计 主要是音乐厅、剧院、礼堂、报告厅、多功能厅、主要是音乐厅、剧院、礼堂、报告厅、多功能厅、主要是音乐厅、剧院、礼堂、报告厅、多功能厅、主要是音乐厅、剧院、礼堂、报告厅、多功能厅、电影院等。电影院等。电影院等。电影院等。设计得好设计得好设计得好设计得好:音质丰满、浑厚、有感染力、为演出和集音质丰满、浑厚、有感染力、为演出和集音质丰满、浑厚、有感染力、为演出和

7、集音质丰满、浑厚、有感染力、为演出和集会创造良好效果。会创造良好效果。会创造良好效果。会创造良好效果。设计得不好设计得不好设计得不好设计得不好:嘈杂、声音或干瘪或浑浊，听不清、听嘈杂、声音或干瘪或浑浊，听不清、听嘈杂、声音或干瘪或浑浊，听不清、听嘈杂、声音或干瘪或浑浊，听不清、听不好、听不见。不好、听不见。不好、听不见。不好、听不见。n n2 2、隔声隔振、隔声隔振、隔声隔振、隔声隔振主要是有安静要求的房间，如录音室、演播室、旅主要是有安静要求的房间，如录音室、演播室、旅主要是有安静要求的房间，如录音室、演播室、旅主要是有安静要求的房间，如录音室、演播室、旅馆客房、居民住宅卧室等等。馆客房、居

8、民住宅卧室等等。馆客房、居民住宅卧室等等。馆客房、居民住宅卧室等等。n n4 4、噪声的防止与治理、噪声的防止与治理、噪声的防止与治理、噪声的防止与治理了解噪声的标准了解噪声的标准了解噪声的标准了解噪声的标准,规划建筑设计阶段如何避免噪规划建筑设计阶段如何避免噪规划建筑设计阶段如何避免噪规划建筑设计阶段如何避免噪声、出现噪声如何解决以及交通噪声治理等。声、出现噪声如何解决以及交通噪声治理等。声、出现噪声如何解决以及交通噪声治理等。声、出现噪声如何解决以及交通噪声治理等。n n3 3、材料的声学性能测试与研究、材料的声学性能测试与研究、材料的声学性能测试与研究、材料的声学性能测试与研究吸声材料：

9、材料的吸声机理、如何测定材料的吸声材料：材料的吸声机理、如何测定材料的吸声材料：材料的吸声机理、如何测定材料的吸声材料：材料的吸声机理、如何测定材料的吸声系数、不同吸声材料的应用等等。吸声系数、不同吸声材料的应用等等。吸声系数、不同吸声材料的应用等等。吸声系数、不同吸声材料的应用等等。隔声材料：材料的隔声机理，如何提高材料的隔声材料：材料的隔声机理，如何提高材料的隔声材料：材料的隔声机理，如何提高材料的隔声材料：材料的隔声机理，如何提高材料的隔声性能，如何评定材料的隔声性能，材料隔振的隔声性能，如何评定材料的隔声性能，材料隔振的隔声性能，如何评定材料的隔声性能，材料隔振的隔声性能，如何评定材料

10、的隔声性能，材料隔振的机理，不同材料隔振效果等。机理，不同材料隔振效果等。机理，不同材料隔振效果等。机理，不同材料隔振效果等。n n5 5、其他、其他、其他、其他电声：随着电子工业日新月异的发展，电声系统在电声：随着电子工业日新月异的发展，电声系统在电声：随着电子工业日新月异的发展，电声系统在电声：随着电子工业日新月异的发展，电声系统在建筑中的应用越来越广泛，电声系统逐渐成为建筑建筑中的应用越来越广泛，电声系统逐渐成为建筑建筑中的应用越来越广泛，电声系统逐渐成为建筑建筑中的应用越来越广泛，电声系统逐渐成为建筑中满足听闻功能要求的重要设备系统。中满足听闻功能要求的重要设备系统。中满足听闻功能要求

11、的重要设备系统。中满足听闻功能要求的重要设备系统。第第3.1章章基本知识基本知识3.1.1基本概念基本概念n n周期周期：声源完成一次振动所经历的时间。：声源完成一次振动所经历的时间。符号：符号：T，单位，单位sn n频率频率：一秒钟内振动的次数。符号：一秒钟内振动的次数。符号：f，单，单位：位：Hz。人耳可听范围：。人耳可听范围：2020000Hz,大大于于20000Hz为超声，低于为超声，低于20Hz为次声，为次声，250Hz以下的通常称为低频，以下的通常称为低频，250Hz至至500Hz为中频，为中频，1kHz以上的称为高频。以上的称为高频。其中，人耳感觉最重要的部分约在其中，人耳感觉最

12、重要的部分约在100Hz4000Hz,相应的波长约相应的波长约3.4m8.5cm 第第3.1章章基本知识基本知识n n波长波长：声波在传播途径上，两个相邻同相：声波在传播途径上，两个相邻同相位质点间的距离。符号：位质点间的距离。符号：，单位：，单位：m。n n声速声速：声波在弹性介质中传播的速度。符：声波在弹性介质中传播的速度。符号：号：C,单位：单位：m/s,介质的密度愈大，声音介质的密度愈大，声音传播的速度愈快传播的速度愈快，在真空中的声速为在真空中的声速为0，在在15C时，在空气中的速度时，在空气中的速度C=340m/s.n n在在在在0 0时，钢时，钢时，钢时，钢=5000m/s,=5

13、000m/s,水水水水=1450m/s=1450m/sC=C=.f.f或或或或C=/TC=/T(f=1/T)(f=1/T)n n纵波纵波纵波纵波:质点振动方向与波的传递方向平行。（声波）质点振动方向与波的传递方向平行。（声波）质点振动方向与波的传递方向平行。（声波）质点振动方向与波的传递方向平行。（声波）n n横波横波横波横波:质点振动方向与波的传递方向垂直。质点振动方向与波的传递方向垂直。质点振动方向与波的传递方向垂直。质点振动方向与波的传递方向垂直。（水波）（水波）（水波）（水波）n n波阵面波阵面波阵面波阵面：声波从声源发出，在同一介质中按一定方向传播，在某声波从声源发出，在同一介质中按

14、一定方向传播，在某声波从声源发出，在同一介质中按一定方向传播，在某声波从声源发出，在同一介质中按一定方向传播，在某一时刻，波动所到达的各点的包迹面称为一时刻，波动所到达的各点的包迹面称为一时刻，波动所到达的各点的包迹面称为一时刻，波动所到达的各点的包迹面称为波阵面波阵面波阵面波阵面 n n平面波平面波平面波平面波：波阵面平行于传播方向垂直的平面的波：波阵面平行于传播方向垂直的平面的波：波阵面平行于传播方向垂直的平面的波：波阵面平行于传播方向垂直的平面的波面声源面声源面声源面声源n n球面波：球面波：球面波：球面波：波阵面为同心球面的波波阵面为同心球面的波波阵面为同心球面的波波阵面为同心球面的波

15、点声源点声源点声源点声源n n柱面波：柱面波：柱面波：柱面波：波阵面为同轴柱面的波波阵面为同轴柱面的波波阵面为同轴柱面的波波阵面为同轴柱面的波线声源线声源线声源线声源声线：声线：声线：声线：声波的传播方向可声波的传播方向可声波的传播方向可声波的传播方向可用声线来表示。声线是假用声线来表示。声线是假用声线来表示。声线是假用声线来表示。声线是假想的垂直于波阵面的直线，想的垂直于波阵面的直线，想的垂直于波阵面的直线，想的垂直于波阵面的直线，主要用于几何声学中对声主要用于几何声学中对声主要用于几何声学中对声主要用于几何声学中对声传播的跟踪。传播的跟踪。传播的跟踪。传播的跟踪。n n声源的方向性声源的方

16、向性声源的方向性声源的方向性 n n声波的传播是能量的传递，而非声波的传播是能量的传递，而非声波的传播是能量的传递，而非声波的传播是能量的传递，而非质点的转移。空气质点总是在其质点的转移。空气质点总是在其质点的转移。空气质点总是在其质点的转移。空气质点总是在其平衡点附近来回振动，而不传向平衡点附近来回振动，而不传向平衡点附近来回振动，而不传向平衡点附近来回振动，而不传向远处。远处。远处。远处。n n一般用声源的方向性来描述声源一般用声源的方向性来描述声源一般用声源的方向性来描述声源一般用声源的方向性来描述声源向空间各个方向辐射声波的能力，向空间各个方向辐射声波的能力，向空间各个方向辐射声波的能

17、力，向空间各个方向辐射声波的能力，多用多用多用多用“极坐标图极坐标图极坐标图极坐标图”来表示。来表示。来表示。来表示。n n声源的方向性强弱一方面与声声源的方向性强弱一方面与声声源的方向性强弱一方面与声声源的方向性强弱一方面与声源本身有很大关系，另一方面，源本身有很大关系，另一方面，源本身有很大关系，另一方面，源本身有很大关系，另一方面，与声波的频率有关。频率越高方与声波的频率有关。频率越高方与声波的频率有关。频率越高方与声波的频率有关。频率越高方向性越强。向性越强。向性越强。向性越强。n n频带频带频带频带：人耳可听的频率范围相当（：人耳可听的频率范围相当（：人耳可听的频率范围相当（：人耳可

18、听的频率范围相当（20Hz20Hz20kHz20kHz），），），），不可能处理某一单个的频率，只能将整个可听声音的不可能处理某一单个的频率，只能将整个可听声音的不可能处理某一单个的频率，只能将整个可听声音的不可能处理某一单个的频率，只能将整个可听声音的频率范围划分成为许多频带，以便研究与声源频带有频率范围划分成为许多频带，以便研究与声源频带有频率范围划分成为许多频带，以便研究与声源频带有频率范围划分成为许多频带，以便研究与声源频带有关的建筑材料和围蔽空间的声学特性。关的建筑材料和围蔽空间的声学特性。关的建筑材料和围蔽空间的声学特性。关的建筑材料和围蔽空间的声学特性。n n简单地说，频带是两个

19、频率限值之间的连续频率，频简单地说，频带是两个频率限值之间的连续频率，频简单地说，频带是两个频率限值之间的连续频率，频简单地说，频带是两个频率限值之间的连续频率，频带宽度是频率上限值与下限值之差。例如，假设任意带宽度是频率上限值与下限值之差。例如，假设任意带宽度是频率上限值与下限值之差。例如，假设任意带宽度是频率上限值与下限值之差。例如，假设任意选择的频带宽度为选择的频带宽度为选择的频带宽度为选择的频带宽度为200Hz200Hz，第一个频带的下限频率为，第一个频带的下限频率为，第一个频带的下限频率为，第一个频带的下限频率为20Hz20Hz，上限频率为，上限频率为，上限频率为，上限频率为220H

20、z220Hz；后续的频带的下限频率和；后续的频带的下限频率和；后续的频带的下限频率和；后续的频带的下限频率和上限频率分别是上限频率分别是上限频率分别是上限频率分别是220Hz220Hz和和和和420Hz420Hz以及以及以及以及420Hz420Hz和和和和620Hz620Hz，等等。，等等。，等等。，等等。n n在建筑声环境的研究中，借助音乐的概念把整个可听频率在建筑声环境的研究中，借助音乐的概念把整个可听频率在建筑声环境的研究中，借助音乐的概念把整个可听频率在建筑声环境的研究中，借助音乐的概念把整个可听频率范围划分为许多倍频带。倍频带的上限频率是下限频率的范围划分为许多倍频带。倍频带的上限频

21、率是下限频率的范围划分为许多倍频带。倍频带的上限频率是下限频率的范围划分为许多倍频带。倍频带的上限频率是下限频率的2 2倍，例如从倍，例如从倍，例如从倍，例如从200Hz200Hz至至至至400Hz400Hz是一个倍频带，其相邻的一个是一个倍频带，其相邻的一个是一个倍频带，其相邻的一个是一个倍频带，其相邻的一个较高的倍频带是较高的倍频带是较高的倍频带是较高的倍频带是400Hz400Hz至至至至800Hz800Hz。n n因为顺序的倍频带带宽都不相等，而是增加为因为顺序的倍频带带宽都不相等，而是增加为因为顺序的倍频带带宽都不相等，而是增加为因为顺序的倍频带带宽都不相等，而是增加为2 2倍。例如从

22、倍。例如从倍。例如从倍。例如从200Hz200Hz到到到到400Hz400Hz的频带，带宽是的频带，带宽是的频带，带宽是的频带，带宽是200Hz200Hz；从；从；从；从400Hz400Hz到到到到800800HzHz频带，带宽则为频带，带宽则为频带，带宽则为频带，带宽则为400Hz400Hz。n n因此，因此，因此，因此，倍频带的中心频率须由上限频率与下限频率的几何倍频带的中心频率须由上限频率与下限频率的几何倍频带的中心频率须由上限频率与下限频率的几何倍频带的中心频率须由上限频率与下限频率的几何平均值求得，就是上限频率与下限频率乘积的平方根。平均值求得，就是上限频率与下限频率乘积的平方根。平

23、均值求得，就是上限频率与下限频率乘积的平方根。平均值求得，就是上限频率与下限频率乘积的平方根。范范范范围在围在围在围在200Hz200Hz至至至至400Hz400Hz的频带，其中心频率是的频带，其中心频率是的频带，其中心频率是的频带，其中心频率是283Hz283Hz（可由算（可由算（可由算（可由算式求得）。式求得）。式求得）。式求得）。n n将可听频率范围的声音分段测量，以中心频率作将可听频率范围的声音分段测量，以中心频率作将可听频率范围的声音分段测量，以中心频率作将可听频率范围的声音分段测量，以中心频率作为本段的名称，分为：为本段的名称，分为：为本段的名称，分为：为本段的名称，分为：n n倍

24、频程（倍频带）倍频程（倍频带）倍频程（倍频带）倍频程（倍频带）：f f22/f/f1 1=2=2n n,n=1,n=1，中心频率：，中心频率：，中心频率：，中心频率：125125，250250，500500，10001000，20002000，40004000HzHz。n n1/31/3倍频程（倍频程（倍频程（倍频程（1/31/3倍频带）倍频带）倍频带）倍频带）：f f22/f/f1 1=2=2n n,n=1/3,n=1/3n n100,125,160;200,250,315;400,500,630;100,125,160;200,250,315;400,500,630;n n中心中心中心中心

25、频频率是上限和下限的几何平均率是上限和下限的几何平均率是上限和下限的几何平均率是上限和下限的几何平均值值 f=ff=f1 1 f f2 2 f f1 1=f 2=f 2n nn n求上限和下限频率：如中心频率为求上限和下限频率：如中心频率为求上限和下限频率：如中心频率为求上限和下限频率：如中心频率为500 500 HzHz的的的的n n下限频率为下限频率为下限频率为下限频率为f f1 1=356=356Hz;Hz;上限频率为上限频率为上限频率为上限频率为f f2 2=710=710HzHzn n例如，把中心频率为125Hz的倍频带分为3个1/3倍频带时，它们的中心频率分别是100Hz（由125

26、Hz被1.26除）、125Hz及160Hz（由125Hz乘1.26）。n n将可听频率范围的声音分段测量，以中心频率作为本段的名称，分将可听频率范围的声音分段测量，以中心频率作为本段的名称，分将可听频率范围的声音分段测量，以中心频率作为本段的名称，分将可听频率范围的声音分段测量，以中心频率作为本段的名称，分为：为：为：为：n n倍频程（倍频带）倍频程（倍频带）倍频程（倍频带）倍频程（倍频带）：f f22/f/f1 1=2=2n n,n=1,n=1，中心频率：，中心频率：，中心频率：，中心频率：125125，250250，500500，10001000，20002000，40004000HzHz

27、。n n1/31/3倍频程（倍频程（倍频程（倍频程（1/31/3倍频带）倍频带）倍频带）倍频带）：f f22/f/f1 1=2=2n n,n=1/3,n=1/33.1.23.1.2声能分析声能分析声能分析声能分析透射系数透射系数透射系数透射系数：=，小为隔声材料小为隔声材料小为隔声材料小为隔声材料反射系数反射系数反射系数反射系数：=，小为吸声材料小为吸声材料小为吸声材料小为吸声材料吸声系数：吸声系数：吸声系数：吸声系数：=1-=1-=1-=吸声系数吸声系数吸声系数吸声系数是指被吸收的声能（即没有被表面反射的部分）与入射声是指被吸收的声能（即没有被表面反射的部分）与入射声是指被吸收的声能（即没有

28、被表面反射的部分）与入射声是指被吸收的声能（即没有被表面反射的部分）与入射声能之比。能之比。能之比。能之比。E E 0E E E E E E E E E E 0E E E E 0E E E E 0E E 0E E+E E 3.1.3声音的计量n n声功率是指声源在单位时间内向外辐射的声音能量，记声功率是指声源在单位时间内向外辐射的声音能量，记声功率是指声源在单位时间内向外辐射的声音能量，记声功率是指声源在单位时间内向外辐射的声音能量，记作作作作WW，单位为瓦（，单位为瓦（，单位为瓦（，单位为瓦（WW）或微瓦（）或微瓦（）或微瓦（）或微瓦（WW）。在建筑声学中，）。在建筑声学中，）。在建筑声学中

29、，）。在建筑声学中，对声源辐射的声功率，一般可看作是不随环境条件而改对声源辐射的声功率，一般可看作是不随环境条件而改对声源辐射的声功率，一般可看作是不随环境条件而改对声源辐射的声功率，一般可看作是不随环境条件而改变的、属于声源本身的一种特性。变的、属于声源本身的一种特性。变的、属于声源本身的一种特性。变的、属于声源本身的一种特性。n n所有声源的平均声功率都是很微小的。一个人在室内说所有声源的平均声功率都是很微小的。一个人在室内说所有声源的平均声功率都是很微小的。一个人在室内说所有声源的平均声功率都是很微小的。一个人在室内说话，自己感到比较合适时，其声功率大致是话，自己感到比较合适时，其声功率

30、大致是话，自己感到比较合适时，其声功率大致是话，自己感到比较合适时，其声功率大致是101050W50W，400400万人同时大声讲话产生的功率只相当于一只万人同时大声讲话产生的功率只相当于一只万人同时大声讲话产生的功率只相当于一只万人同时大声讲话产生的功率只相当于一只40W40W灯泡灯泡灯泡灯泡的电功率，独唱或一件乐器辐射的声功率为几百至几千的电功率，独唱或一件乐器辐射的声功率为几百至几千的电功率，独唱或一件乐器辐射的声功率为几百至几千的电功率，独唱或一件乐器辐射的声功率为几百至几千微瓦。充分而合理地利用人们讲话、演唱时发出的有限微瓦。充分而合理地利用人们讲话、演唱时发出的有限微瓦。充分而合理

31、地利用人们讲话、演唱时发出的有限微瓦。充分而合理地利用人们讲话、演唱时发出的有限声功率，是室内声学研究的主要内容之一。声功率，是室内声学研究的主要内容之一。声功率，是室内声学研究的主要内容之一。声功率，是室内声学研究的主要内容之一。3.1.3.13.1.3.1声功率、声强、声压、声能密度声功率、声强、声压、声能密度声功率、声强、声压、声能密度声功率、声强、声压、声能密度n n声功率：声功率：声功率：声功率：声源在单位时间内向外辐射的声能，符号：声源在单位时间内向外辐射的声能，符号：声源在单位时间内向外辐射的声能，符号：声源在单位时间内向外辐射的声能，符号：WW，单位：瓦（，单位：瓦（，单位：瓦

32、（，单位：瓦（WW），），），），微瓦（微瓦（微瓦（微瓦（WW）n n声强声强声强声强：在单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积：在单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积：在单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积：在单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积所通过的声能。符号：所通过的声能。符号：所通过的声能。符号：所通过的声能。符号：I I，单位：（，单位：（，单位：（，单位：（W/mW/m2 2），），），），在自由声场，点声源的声强随距离的平方呈反比，遵循平在自由声场，点声源的声强随距离的平方呈反比，遵循平在自由声场，点声源的声强随距离的平方呈反比，遵循平在自由声场，点声源的声强随距

33、离的平方呈反比，遵循平方反比定律：方反比定律：方反比定律：方反比定律：I=(W/m(W/m2 2）平面波声强不变。平面波声强不变。平面波声强不变。平面波声强不变。I=I=(W/m(W/m2 2）线声源的柱面波声强：线声源的柱面波声强：线声源的柱面波声强：线声源的柱面波声强：I=(W/m(W/m2 2）WW4 4rr2 2 WW2 2rr1m1mWWS SS Sn n声压声压声压声压：某瞬时，介质中的压强相对于无声波时压强的：某瞬时，介质中的压强相对于无声波时压强的：某瞬时，介质中的压强相对于无声波时压强的：某瞬时，介质中的压强相对于无声波时压强的改变量。符号：改变量。符号：改变量。符号：改变量

34、。符号：p,p,单位：单位：单位：单位：N/mN/m2 2,Pa,Pa（帕），（帕），（帕），（帕），bb（微巴）（微巴）（微巴）（微巴）。1N/m1N/m22=1Pa=10=1Pa=10bb 在自由声场在自由声场在自由声场在自由声场,声压与声强的关系声压与声强的关系声压与声强的关系声压与声强的关系:I=I=(W/m(W/m2 2)式中式中式中式中:pp有效声压，有效声压，有效声压，有效声压，N/N/mm2 2；0 0空气密度空气密度空气密度空气密度，kg/mkg/m3 3,一般取一般取一般取一般取1.225kg/m1.225kg/m3 3；c c空气中的声速，空气中的声速，空气中的声速，空气

35、中的声速，340m/s;340m/s;0 0c c介质的特性阻抗，介质的特性阻抗，介质的特性阻抗，介质的特性阻抗，2020CC时为时为时为时为415N415NS/S/mm3 3。声压和声强有密切的关系，在自由声场中，测得声压和声强有密切的关系，在自由声场中，测得声压和声强有密切的关系，在自由声场中，测得声压和声强有密切的关系，在自由声场中，测得声压和已知测点到声源的距离，就可计算出该测点之声压和已知测点到声源的距离，就可计算出该测点之声压和已知测点到声源的距离，就可计算出该测点之声压和已知测点到声源的距离，就可计算出该测点之声强和声源的声功率声强和声源的声功率声强和声源的声功率声强和声源的声功

36、率 p p2 2 0 0c c n n声能密度声能密度声强为声强为I的平面波，在单位面积上每秒传播的的平面波，在单位面积上每秒传播的距离为距离为C，则在这一空间中声能密度为：，则在这一空间中声能密度为：n nD=（Ws/m3)I I C Cn n问题提出问题提出n n两个同样的声源放在一起，感觉是否响两个同样的声源放在一起，感觉是否响一倍一倍?3.1.3.23.1.3.2分贝、声功率级、声强级、声压级、声音的分贝、声功率级、声强级、声压级、声音的分贝、声功率级、声强级、声压级、声音的分贝、声功率级、声强级、声压级、声音的叠加叠加叠加叠加n n对于频率为对于频率为对于频率为对于频率为1000HZ

37、1000HZ的声音，听阈范围的声音，听阈范围的声音，听阈范围的声音，听阈范围下限下限下限下限1010-12-12W/mW/m2 2声强声强声强声强上下相差一万亿倍上下相差一万亿倍上下相差一万亿倍上下相差一万亿倍上限上限上限上限1W/m1W/m2 2下限下限下限下限2 2 1010-5-5N/mN/m2 2声压声压声压声压上下相差一百万倍上下相差一百万倍上下相差一百万倍上下相差一百万倍上限上限上限上限2020 N/mN/m2 2 因此直接用声强、声压来度量因此直接用声强、声压来度量因此直接用声强、声压来度量因此直接用声强、声压来度量 声音的强弱是很不方便，而且人耳对声音的强弱是很不方便，而且人耳

38、对声音的强弱是很不方便，而且人耳对声音的强弱是很不方便，而且人耳对声音大小的感觉并不与声强、声压成正比，即人耳对声音变化的反应不是声音大小的感觉并不与声强、声压成正比，即人耳对声音变化的反应不是声音大小的感觉并不与声强、声压成正比，即人耳对声音变化的反应不是声音大小的感觉并不与声强、声压成正比，即人耳对声音变化的反应不是线性的，而是近似地与它们对数值成正比。线性的，而是近似地与它们对数值成正比。线性的，而是近似地与它们对数值成正比。线性的，而是近似地与它们对数值成正比。如果以如果以如果以如果以1010倍为一级，即对比值为倍为一级，即对比值为倍为一级，即对比值为倍为一级，即对比值为10,X10,

39、X为级数：为级数：为级数：为级数：=10=10 xxX=logX=log1010=lg=lg（BLBL贝尔）贝尔）贝尔）贝尔）=1010lglg（dBdB分贝）分贝）分贝）分贝）I I I I0 0 I I I I0 0 I I0 0 I I I I0 0 I In n 声压级声压级：一个声音的声压与基准声压之比的常用对数一个声音的声压与基准声压之比的常用对数一个声音的声压与基准声压之比的常用对数一个声音的声压与基准声压之比的常用对数乘以乘以乘以乘以2020。p p=2020lglg(dB)(dB)（在在在在01200120分贝之间）分贝之间）分贝之间）分贝之间）式中式中式中式中p p参考声压

40、（基准声压），参考声压（基准声压），参考声压（基准声压），参考声压（基准声压），pp mm2 2，使人，使人，使人，使人耳感耳感耳感耳感 到到到到 疼痛的上限声压为疼痛的上限声压为疼痛的上限声压为疼痛的上限声压为mm22当当当当P=P=mm22时时时时p p=2020lglg=120=120（dBdB）从式中可知，声压每增加一倍，声压级就增加从式中可知，声压每增加一倍，声压级就增加从式中可知，声压每增加一倍，声压级就增加从式中可知，声压每增加一倍，声压级就增加dB,dB,声压增加声压增加声压增加声压增加1010倍声压级增加倍声压级增加倍声压级增加倍声压级增加dBdB。n n 声强级：声强级：声

41、强级：声强级：一个声音的声强与基准声强之比的常用对数一个声音的声强与基准声强之比的常用对数一个声音的声强与基准声强之比的常用对数一个声音的声强与基准声强之比的常用对数乘以乘以乘以乘以1010。I I=1010lglg(dB)(dB)（在在在在01200120分贝之间）分贝之间）分贝之间）分贝之间）式中式中式中式中I I0 0参考声强（基准声强），参考声强（基准声强），参考声强（基准声强），参考声强（基准声强），I I0 0 W/mW/m2 2，使人耳感使人耳感使人耳感使人耳感到疼痛的上限声压为到疼痛的上限声压为到疼痛的上限声压为到疼痛的上限声压为0 0W/mW/m2 2。2020 p p0 0

42、 p p I I I I0 0n n 声功率级：声功率级：声功率级：声功率级：一个声音的声功率与基准声功率之比的常用对数一个声音的声功率与基准声功率之比的常用对数一个声音的声功率与基准声功率之比的常用对数一个声音的声功率与基准声功率之比的常用对数乘以乘以乘以乘以1010。WW=1010lg lg (dB)(dB)（在在01200120分贝之间）分贝之间）式中式中参考声功率（基准声功率），参考声功率（基准声功率），WW 作业作业作业作业：证明两个数值不相等的声压级叠加（：证明两个数值不相等的声压级叠加（：证明两个数值不相等的声压级叠加（：证明两个数值不相等的声压级叠加（p1Lp2):p1Lp2)

43、:叠加后的声压级叠加后的声压级叠加后的声压级叠加后的声压级 L Lp p=L=Lp1p1+10lg(1+10 )(dB)+10lg(1+10 )(dB)n n声音的叠加：声音的叠加：声音的叠加不能将分贝值直接相加减，应将声压或声强相加减后再求声压声音的叠加不能将分贝值直接相加减，应将声压或声强相加减后再求声压级、声强级。级、声强级。声压级的叠加：声压级的叠加：L Lp p=2020lg lg =2020lg lg =L Lp1p1+1010lg n lg n (当当P P1 1=P=P2 2=P=P3 3=）二个相同声源声压叠加后（二个相同声源声压叠加后（二个相同声源声压叠加后（二个相同声源声

44、压叠加后（n=2n=2），总声压级比一个声压级增加），总声压级比一个声压级增加），总声压级比一个声压级增加），总声压级比一个声压级增加dBdB，WW WW0 0 L LP1P1L Lp2p2 1010 P P1 12 2+P+P2 22 2+P+P3 32 2+P P0 0 P P0 0 nP nP1 12 2n n如果声压级改变如果声压级改变1dB，人们很难察觉这种变，人们很难察觉这种变化，因此，对于声压级总是以整数表示。化，因此，对于声压级总是以整数表示。人人耳能判断的声压最小变化是耳能判断的声压最小变化是3dB，对于，对于5dB的变化则有明显的感觉。的变化则有明显的感觉。在分贝标度中，声

45、在分贝标度中，声压每加压每加1倍，声压级就增加倍，声压级就增加6dB；声压每乘；声压每乘10，声压级就增加，声压级就增加20dB；声压级每增加声压级每增加10dB，人耳主观听闻的响度大致增加，人耳主观听闻的响度大致增加1倍。倍。人们人们长时间暴露在高于长时间暴露在高于80dB的噪声级下，有可能的噪声级下，有可能导致暂时的或永久的听力损失。导致暂时的或永久的听力损失。n n声压级相加的简单实用方法包括两个步骤：首先，声压级相加的简单实用方法包括两个步骤：首先，算出拟相加的两个声压级差；其次，依下表决定算出拟相加的两个声压级差；其次，依下表决定拟加到较高一个声压级上的数值拟加到较高一个声压级上的数

46、值.n n例12 在人行道测得2辆汽车声音的声压级分别是77dB和80dB，它们的总声压级是多少？n n解：两个声音的声压级差为80773dB，由表11可知需加在较高一个声压级上的量为2dB，所以总声压级为80282dB。n n例例:一个工业车间现有的噪声级为一个工业车间现有的噪声级为87dB，拟在车间新增加拟在车间新增加5台设备，每台设备噪声台设备，每台设备噪声的声压级各为的声压级各为80dB。求安装新设备后车。求安装新设备后车间噪声的总声压级。间噪声的总声压级。n n解：依前式可以算得新增解：依前式可以算得新增5台设备的总声台设备的总声压级为压级为8010lg5=87dB。依表。依表11可

47、知可知安装新设备后车间噪声的总声压级为安装新设备后车间噪声的总声压级为90dB。由前述可知，。由前述可知，3dB的增加是人耳的增加是人耳能判断的变化。能判断的变化。n n以上诸例说明：由许多声音组成的总声压级，并不与所组成的声源数量多少成比例，随着声压级的相加，各个声源在总的声压级增量中所起的作用逐渐减小；如果两个声音的声压级相等，总声压级比单个的声压级增加3dB,当声压级差大于10dB,总声压级就不在增加.n n声强级叠加声强级叠加：L LI I=10=10 lg lg =10 10 lglg(+)3.1.43.1.4声音在户外的传播声音在户外的传播（一）点声源随距离的衰减（一）点声源随距离

48、的衰减 在自由声场中，声功率为在自由声场中，声功率为在自由声场中，声功率为在自由声场中，声功率为WW的点声源，在与声源距离为的点声源，在与声源距离为的点声源，在与声源距离为的点声源，在与声源距离为rr处的声压处的声压处的声压处的声压级级级级LpLp和距离和距离和距离和距离rr的关系式：的关系式：的关系式：的关系式：Lp=L Lp=L I I=10 lg=10 lg =10 lg=10 lg =10 lg10 lg Lp=Lw 20 lg r 11 Lp=Lw 20 lg r 11（dBdB）点声源在地面时：点声源在地面时：Lp=Lw 20 lg r 8 Lp=Lw 20 lg r 8（dBdB

49、）从上式可以看出，观测点与声源的距离增加一倍，声压级降低从上式可以看出，观测点与声源的距离增加一倍，声压级降低从上式可以看出，观测点与声源的距离增加一倍，声压级降低从上式可以看出，观测点与声源的距离增加一倍，声压级降低6dB6dB，I I1 1+I+I2 2+I+I3 3+I I0 0 I I0 0 I I1 1 I I2 2 I I3 3 I I0 0 I I0 0WW I I I I0 04 4rr2 2 WW 1 14 4rr2 2 （二）线声源随距离的衰减（二）线声源随距离的衰减 线声源，如公路上的车辆，声波以圆柱状向外传播，当线声线声源，如公路上的车辆，声波以圆柱状向外传播，当线声线

50、声源，如公路上的车辆，声波以圆柱状向外传播，当线声线声源，如公路上的车辆，声波以圆柱状向外传播，当线声源单位长度的声功率为源单位长度的声功率为源单位长度的声功率为源单位长度的声功率为WW，在与声源距离为，在与声源距离为，在与声源距离为，在与声源距离为rr处的声强为处的声强为处的声强为处的声强为 WWII=22 r r声压级为：声压级为：声压级为：声压级为：Lp=Lw10lgr8Lp=Lw10lgr8（dBdB）因此，观测点与声源的距离每增加一倍，声压级降低因此，观测点与声源的距离每增加一倍，声压级降低因此，观测点与声源的距离每增加一倍，声压级降低因此，观测点与声源的距离每增加一倍，声压级降低3