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1、建筑外环境声环境建筑外环境声环境第1页，共68页，编辑于2022年，星期日1本章内容本章内容B 建筑声环境的基本知识建筑声环境的基本知识B 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B 声音传播与衰减的原理声音传播与衰减的原理B 材料与结构的声学性能材料与结构的声学性能B 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法第2页，共68页，编辑于2022年，星期日2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
2、室 高保真音乐厅高保真音乐厅第3页，共68页，编辑于2022年，星期日3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第4页，共68页，编辑于2022年，星期日4声音是什么？声音是什么？BB 声波：声源振动引起弹性声波：声源振动引起弹性声波：声源振动引起弹性声波：声源振动引起弹性媒质的压力变化，并在弹性媒质的压力变化，并在弹性媒质的压力变化，并在弹性媒质的压力变化，并在弹性媒质中传播的机械波媒质中传播的机械波媒质中传播的机械波媒质中传播的机械波BB 声源：振动的固体、液体、声源：振动的固体、液体、声源：振动的固体、液体、声源：振动的
3、固体、液体、气体气体气体气体BB 声压：空气压强的变化量，声压：空气压强的变化量，声压：空气压强的变化量，声压：空气压强的变化量，10101010-5-5-5-510 Pa10 Pa10 Pa10 Pa量级量级量级量级BB 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、声速 c c c c波长波长波长波长 7-1.17-1.1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第5页，共68页，编辑于2022年，星期日5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B
4、空气中的声速：理想气体中空气中的声速：理想气体中J k k 绝热指数，绝热指数，R R 气体常数，气体常数，T T 绝对温度。绝对温度。J 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：340 m/s 340 m/s B 固液体中的声速固液体中的声速J 钢钢 5000 m/s5000 m/sJ 松木松木 3320 m/s3320 m/sJ 水水 1450 m/s1450 m/sJ 软木软木 500 m/s500 m/s7-1.17-1.1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第6
5、页，共68页，编辑于2022年，星期日6声音的频带声音的频带B 人耳可以听见范围为人耳可以听见范围为 20 20000Hz20 20000HzB 人耳听不见的范围人耳听不见的范围J 20 Hz 20 Hz 以下：次声以下：次声J 20000 Hz 20000 Hz 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7-1.17-1.1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第7页，共68页，编辑于2022年，星期日7声音的频带声音的频带BB 简谐音（纯音）简谐音（纯音）简谐音（纯音）简谐音（纯音
6、）JJ 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JJ 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 Pmmmm就可以描述就可以描述就可以描述就可以描述BB 复音复音复音复音JJ 周期性信号，含有基频和谐频，谐频是基频的整倍数周期性信号，含有基频和谐频，谐频是基频的整倍数周期性信号，含有基频和谐频，谐频是基频的整倍数周期性信号，含有基频和谐频，谐频是基频的整倍数JJ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
7、表示为在基频其频谱图可以表示为在基频f f f f0 0 0 0和和和和2 2 2 2f f f f0 0 0 0、3 3 3 3f f f f0 0 0 0、nfnfnfnf0 0 0 0 处处处处的一系列高矮不等的竖直线的一系列高矮不等的竖直线的一系列高矮不等的竖直线的一系列高矮不等的竖直线线状谱线状谱线状谱线状谱(离散谱离散谱离散谱离散谱)BB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7-1.17-1.1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第8页，共68页，编辑于2022年，星期日8乐声的线
8、状谱乐声的线状谱B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7-1.17-1.1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880,1320,1760,2200,880,1320,1760,2200,2640,3080,35202640,3080,3520第9页，共68页，编辑于2022年，星期日9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7-1.17-1.1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第10页，共68页，编辑于2022年，星期
9、日10声音的频带声音的频带B 频程频程JJ把声频范围划分成几个频段，称作频程或频把声频范围划分成几个频段，称作频程或频把声频范围划分成几个频段，称作频程或频把声频范围划分成几个频段，称作频程或频带带带带B 倍频程倍频程J两个频率之比为两个频率之比为2:12:12:12:1的频程。一般用倍频程的频程。一般用倍频程划分频带，中心频率分别为：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)、125125125125、250250250250、500500、1000100010001000、2000200020002000、4000 4000、8
10、000 Hz8000 Hz。7-1.17-1.1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第11页，共68页，编辑于2022年，星期日11声音的计量声音的计量B 声功率声功率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功率，亦称频带声功率。功率，亦称频带声功率。B 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，W/mW
11、/m2 2。B 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，Pa Pa 媒质的密度媒质的密度媒质的密度媒质的密度7-1.2 7-1.2 声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量第12页，共68页，编辑于2022年，星期日12听觉范围听觉范围量级差非常大量级差非常大BB 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 p0 0 0 0=210=210=210=210-5-5-5-5 PaPaPaPaI I I I0 0 0 0=110=110=110=110-12-12-12-12 W
12、/mW/mW/mW/m2 2 2 2BB 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 27-1.2 7-1.2 声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量BB 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 p0 0 0 0=20=20=20=20 PaPaPaPa，I I I I0 0 0 0=1W/m=1W/m=1W/m=1W/m2 2 2 2第13页，共68页，
13、编辑于2022年，星期日13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 L，单位，单位dBdBJ 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 2102102102105 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110110-12-12WW7-1.2 7-1.2 声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量第14页，共68页，编辑于2022年，星期日14声源的扩散和叠加特性声源的扩散和叠加特性B
14、B 点声源的声功率和声强：点声源的声功率和声强：点声源的声功率和声强：点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，故声强可以直接叠加，故有有:B 总声压是各声压的均方总声压是各声压的均方根根:r rWW7-1.2 7-1.2 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 第15页，共68页，编辑于2022年，星期日15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(I I、P P、W W 声级同理声级同理)：B n n 个相同声源个相同声源L L1 1叠加：叠加：B 两个相同声
15、源叠加，声两个相同声源叠加，声级增加了级增加了 10 lg2=3 dB 10 lg2=3 dB L=3 dBL=3 dB7-1.2 7-1.2 声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量第16页，共68页，编辑于2022年，星期日16两个不同声源叠加，差别超过两个不同声源叠加，差别超过1015 dB1015 dB，可，可以忽略。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7-1.2 7-1.2 声音的计量声音的计量声音的计量声音的计量第17页，共68页，编辑于2022年，星期日17声源的指向性声源的指向性BB在距声源中心等距离的不同方在距声源中心等距离的不同方在距声源中心等距离的不同方在
16、距声源中心等距离的不同方向的空间位置处的声压级不相向的空间位置处的声压级不相向的空间位置处的声压级不相向的空间位置处的声压级不相等等等等BB指向性指数指向性指数指向性指数指向性指数DIDIDIDI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 Lp 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 Lp0p0p0p0(r r r r)之差之差之差之差BB 指向性因数指向性因数指向性因数指向性因数Q Q Q
17、 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,),),),)与参考声强与参考声强与参考声强与参考声强I I I I0 0 0 0(r r r r)的比值。的比值。的比值。的比值。BBQQQQ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 lg DI=10 lg DI=10 lg DI=10 lg QQQQ 参考声压参考声压参考声压参考声压L L L Lp0p0p0p0(r r r r)参考声强参考声强参考声强参考声强I I I I0 0 0 0(r r r r)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
18、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7-1.3 7-1.3 声源的指向性声源的指向性声源的指向性声源的指向性第18页，共68页，编辑于2022年，星期日18S0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7-1.3 7-1.3 声源的指向性声源的指向性声源的指向性声源的指向性声源的指向性因数声源的指向性因数QQB 声源尺寸比波长声源尺寸比波长大得越多，指向大得越多，指向性就越强性就越强 B 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阻碍有关阻碍有关 B 处于喇叭状角落，处于喇叭状角落，指向性最强指向性最强第19页，共6
19、8页，编辑于2022年，星期日19第二节第二节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1.1.人的主观听觉特性人的主观听觉特性2.2.噪声的评价噪声的评价3.3.噪声的标准噪声的标准第20页，共68页，编辑于2022年，星期日20人的主观听觉特性人的主观听觉特性B 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空气声：经空气和围空气声：经空气和围空气声：经空气和围空气声：经空气和围护结构传播护结构传播护结构传播护结构传播固体声：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7-2 7-2 人体对声环境的反应原理与噪声评价人体对声环境的
20、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第21页，共68页，编辑于2022年，星期日21听觉机构听觉机构7-2 7-2 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第22页，共68页，编辑于2022年，星期日22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B
21、B 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等响纯音的声压级代表其等响纯音的声压级代表其等响纯音的声压级代表其等响曲线的响度级，单位曲线的响度级，单位曲线的响度级，单位曲线的响度级，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7-2.2 7-2.2 听觉特性听觉特性听觉特性听觉特性第23页，共68页，编辑于2022年，星期日23声级计：声级计：A A、B B、C C、D D计权网络计权网络 BB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
22、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40404040方、方、方、方、70707070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计权用于测量航空计权用于测量航空计权用于测量航空计权用于测量航空噪声。噪声。噪声。噪声。BB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。1000Hz1000Hz
23、1000Hz1000Hz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。7-2.2 7-2.2 听觉特性听觉特性听觉特性听觉特性第24页，共68页，编辑于2022年，星期日24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
24、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，降低工作效率内容，降低工作效率内容，降低工作效率内容，降低工作效率JJ 利：避免一些噪声的干利：避免一些噪声的干利：避免一些噪声的干利：避免一些噪声的干扰，提高工作效率扰，提高工作效率扰，提高工作效率扰，提高工作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dB7-2.2 7-2.2 听觉特性听觉特性听觉特性听觉特性第25页，共68页，编辑于2022年，星期日25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J 无表达含义无表达含义J 响度不大响度不大J 连续
25、连续J 无方位感无方位感B 掩蔽背景声掩蔽背景声J 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蔽背景声蔽背景声J 轻微的音乐声轻微的音乐声J 隐约的语言声隐约的语言声7-2.2 7-2.2 听觉特性听觉特性听觉特性听觉特性第26页，共68页，编辑于2022年，星期日26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7-2.2 7-2.2 听觉特性听觉特性听觉特性听觉特性第27页，共68页，编辑于2022年，星期日27噪声评价：噪声评价：A A声级声级BB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A A声级，是一个声级，是一
26、个声级，是一个声级，是一个综合叠加得到的单一的数值。综合叠加得到的单一的数值。综合叠加得到的单一的数值。综合叠加得到的单一的数值。B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，故方上下，故A A声级能够较好声级能够较好声级能够较好声级能够较好地反映人对噪声的主观反应。地反映人对噪声的主观反应。地反映人对噪声的主观反应。地反映人对噪声的主观反应。BB A A A A声级声级声级声级L L L LA A A A(或或或或L LpApApApA)JJ 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
27、声。对于一个噪声的倍频带谱 ：7-2.3 7-2.3 噪声的评价噪声的评价噪声的评价噪声的评价第28页，共68页，编辑于2022年，星期日28噪声评价：噪声评价：A A声级声级B等效连续等效连续A A声级声级J 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 B累积分布声级累积分布声级L LX X J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L L101070dB70dB，表示有，表示有10%10%的测量时间内声级超过的测量时间内声级超过70dB 70dB 7-2.3 7-2.3 噪声的评价噪
28、声的评价噪声的评价噪声的评价离散噪声离散噪声离散噪声离散噪声第29页，共68页，编辑于2022年，星期日29噪声评价噪声评价曲线：曲线：NRNR(Noise Rating)Noise Rating)BB 单值单值单值单值A A A A声级不能反映噪声级不能反映噪声级不能反映噪声级不能反映噪声的频谱特性声的频谱特性声的频谱特性声的频谱特性BB 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BB 考虑了低频噪声难消除考虑了低频噪声难消除考虑了低频噪声难消除考虑了低频噪声难消除的因素的因素的因素的因素B
29、B L L L LA A A A=NR+5 dB=NR+5 dB=NR+5 dB=NR+5 dB7-2.3 7-2.3 噪声的评价噪声的评价噪声的评价噪声的评价第30页，共68页，编辑于2022年，星期日30噪声评价曲线：噪声评价曲线：NCNCBB 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年提出，年提出，年提出，年提出，1
30、968196819681968年开始实施。年开始实施。年开始实施。年开始实施。ISOISOISOISO推荐，英、美、日推荐，英、美、日推荐，英、美、日推荐，英、美、日常用。常用。常用。常用。BB 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NRNRNRNR曲线苛刻曲线苛刻曲线苛刻曲线苛刻BB L L L LA A A A=NC+10 dB=NC+10 dB=NC+10 dB=NC+10 dBBB NC NC NC NCNRNRNRNR5 5 5 57-2.3 7-2.3 噪声的评价噪声的评价噪声的评价噪声的评价第31页，共68页，编辑于2022年，星期日31噪声评价曲线：噪声评价曲
31、线：PNCPNCB PNC(Preferred PNC(Preferred Noise Curves)Noise Curves)是对是对NCNC曲线进曲线进行的修正行的修正B 对低频部分更对低频部分更进一步进行了进一步进行了降低降低B PNC=3.5+NC PNC=3.5+NC7-2.3 7-2.3 噪声的评价噪声的评价噪声的评价噪声的评价第32页，共68页，编辑于2022年，星期日32我国的室内噪声标准我国的室内噪声标准 房间类型房间类型房间类型房间类型NR(dB)NR(dB)NR(dB)NR(dB)A A A A声级声级声级声级dB(A)dB(A)dB(A)dB(A)卧室、书房、病房卧室、
32、书房、病房卧室、书房、病房卧室、书房、病房 3545 3545 3545 3545 4050 4050 4050 4050 起居室起居室起居室起居室4045404540454045 4050 4050 4050 4050 语言教室语言教室语言教室语言教室 35353535 40 40 40 40 一般教室一般教室一般教室一般教室45454545 50 50 50 50 门诊室门诊室门诊室门诊室5055 5055 5055 5055 5560 5560 5560 5560 手术室手术室手术室手术室4045404540454045 4050 4050 4050 4050 宾馆客房宾馆客房宾馆客房宾
33、馆客房3045304530453045 3550 3550 3550 3550 会议室会议室会议室会议室30303030 35 35 35 35 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25252525 30 30 30 30 室内乐、演唱厅室内乐、演唱厅室内乐、演唱厅室内乐、演唱厅20202020 25 25 25 25 办公室办公室办公室办公室35353535 40 40 40 40 宴会厅宴会厅宴会厅宴会厅35353535 40 40 40 407-2.4 7-2.4 噪声的标准噪声的标准噪声的标准噪声的标准第33页，共68页，编辑于2022年，星期日33
34、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第34页，共68页，编辑于2022年，星期日34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(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7-3.17-3.1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第35页，共68页，编辑于2022年，星期日35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7-3.17-3.1声音传播与衰减的原理声音传播与衰减
35、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 入射入射入射入射第36页，共68页，编辑于2022年，星期日36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B 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 11117-3.2 7-3.2 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传播声音在室外空间的传播6dB6dB3dB3dB第37页，共68页，编辑于2022年，星期日37声音在室内空间中的传播声音在室内空间中的传播 BB 室内声场室内声场室内声场室内声场JJ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
36、与多次反射声组成JJ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JJ有有有有“混响现象混响现象混响现象混响现象”B 平均吸声系数平均吸声系数B室内声级随时间室内声级随时间t t 衰减的量衰减的量衰减的量衰减的量 7-3.37-3.3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房间容积房间容积房间容积房间容积 房间界面总房间界面总房间界面总房间界面总面积面积面积面积 第38页，共68页，编辑于2022年，星期日38声能密度声能密度声能密度声能密度D Dt t，J
37、/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BB 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BB 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，衰减越慢房间容积越大，衰减越慢7-3.37-3.3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 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：第39页，共68页，编辑于2022年，星期日39r rr rL Lp pL Lp pL
38、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室内的声压室内的声压级级BB 室内某点声压级室内某点声压级室内某点声压级室内某点声压级BB Q Q Q Q指向性因数，取指向性因数，取指向性因数，取指向性因数，取决与声源与接收点的决与声源与接收点的决与声源与接收点的决与声源与接收点的相对关系相对关系相对关系相对关系BB R R R R房间常数房间常数房间常数房间常数BB 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第40页，共68页，编辑于2
39、022年，星期日40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第41页，共68页，编辑于2022年，星期日41吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构B 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 J 吸声系数吸声系数a：吸收声占入射声的比例：吸收声占入射声的比例J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的称作的称作“无规入射无规入射”或或“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
40、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 J 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。J 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：AaS 7-4 7-4 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第42页，共68页，编辑于2022年，星期日42吸声材料和吸声结构吸声材料和吸声结构B 多孔吸声材料多孔吸声材料J 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
41、，效果好，如纤维板、毛毡、矿棉果好，如纤维板、毛毡、矿棉J 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，如泡沫树脂、多孔橡胶树脂、多孔橡胶B 共振吸声结构共振吸声结构J薄膜、薄板共振吸声结构薄膜、薄板共振吸声结构J 空腔、穿孔板共振吸声结构空腔、穿孔板共振吸声结构B 空间吸声体空间吸声体7-4 7-4 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第43页，共68页，编辑于2022年，星期日43吸声材料吸声原理吸声材料吸声原理BB 声波导致空气在吸声材料中行进、反射、折射过程中声波导致空气在吸声材料中行进、反射、折射过程中声波导致空气
42、在吸声材料中行进、反射、折射过程中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，转变为热能产生摩擦而损耗声能，转变为热能产生摩擦而损耗声能，转变为热能产生摩擦而损耗声能，转变为热能BB 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7-4.2 7-4.2 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第44页，共68页，编辑于2022年，星期日44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7-4.2 7-4.2 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第45页，共68页，编
43、辑于2022年，星期日45薄薄膜膜 薄薄板板共共振振吸吸声声结结构构B 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。7-4.2 7-4.2 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第46页，共68页，编辑于2022年，星期日46共振消声原理共振消声原理B 共振结构在声波激发下振动，振动的结构由共振结构在声波激发下振动，振动的结构由于本身的内摩擦和与空气间的摩擦把部分振于本身的内摩擦和与空气间的摩擦把部分振动能量转变为热能而损耗。因此振动的结构动能量转变为热能而损耗。因此振动的结构消耗声能
44、，产生吸声效果。消耗声能，产生吸声效果。B 适应频带：中、低频适应频带：中、低频B 共振会放大声音吗？共振共振会放大声音吗？共振 共鸣！共鸣！J 共鸣：机械能激发物体振动向空气辐射声能共鸣：机械能激发物体振动向空气辐射声能J 共振：空气中传播的声能激发物体机械振动共振：空气中传播的声能激发物体机械振动7-4.2 7-4.2 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第47页，共68页，编辑于2022年，星期日47空腔共振器空腔共振器BB 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，消耗能振而激烈运动，消耗能振而激烈
45、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7-4.2 7-4.2 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第48页，共68页，编辑于2022年，星期日48穿孔板共振器穿孔板共振器B 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7-4.2 7-4.2 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第49页，共68页，编辑于2022年，星期日49空间吸声体空间吸声体B 当房间表面不足作吸当房间表面不足作吸声表面时使用。声表面时使用。吸声材料
46、吸声材料吸声材料吸声材料7-4.2 7-4.2 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第50页，共68页，编辑于2022年，星期日50隔声隔声7-4.3 7-4.3 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3-1003-100双双双双3-2003-200双双双双1313单单单单1313第51页，共68页，编辑于2022年，星期日51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 7-4.3 7-4.3 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
47、特性30 4030dB30dB45dB45dB34dB34dB第52页，共68页，编辑于2022年，星期日52B空气间层的弹空气间层的弹性变形具有减性变形具有减振作用振作用B空气层厚度有空气层厚度有一个最佳值一个最佳值7-4.3 7-4.3 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第53页，共68页，编辑于2022年，星期日53小孔对隔声作用的影响小孔对隔声作用的影响B 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 =3.4m3.4m7-4.3 7-4.3 隔声和构件
48、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54页，共68页，编辑于2022年，星期日54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1.1.声源控制声源控制2.2.气流噪声的消除气流噪声的消除3.3.噪声的掩蔽噪声的掩蔽第55页，共68页，编辑于2022年，星期日55噪声控制措施噪声控制措施B 降低噪声源噪声降低噪声源噪声J 噪声源的控制、减振噪声源的控制、减振B 传播途径降低噪声传播途径降低噪声J 吸声、隔声、消声、隔振吸声、隔声、消声、隔振B 掩蔽掩蔽J 主动加入掩蔽噪声主动加入掩蔽噪声7-5 7-5 噪声的控制与治理方法噪声的控制与治理方法噪声的控
49、制与治理方法噪声的控制与治理方法第56页，共68页，编辑于2022年，星期日56降低噪声的方法降低噪声的方法 B 吸声降噪吸声降噪J 在室内天花或墙面上布置吸声材料，可使在室内天花或墙面上布置吸声材料，可使混响声减弱，但直达声不会降低混响声减弱，但直达声不会降低J 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 dB以上以上 J 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 B 减振和隔振减振和隔振 B 隔声隔声J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 7-5.1 7-5.1 噪噪噪噪声源的控制声源的控制声源的控制声源
50、的控制第57页，共68页，编辑于2022年，星期日57振动与隔振原理振动与隔振原理B 振动的危害振动的危害J 使人烦恼，妨碍工作使人烦恼，妨碍工作J 产生噪声产生噪声J 损坏建筑物和设备损坏建筑物和设备B 振动传递比振动传递比 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的百分比的百分比J f f 为振源频率，为振源频率，f f 0 0 为减振结构固有频率为减振结构固有频率7-5.1 7-5.1 噪声源的控制噪声源的控制噪声源的控制噪声源的控制第58页，共68页，编辑于2022年，星期日58振动与隔振动与隔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7-5.1 7