建筑声学实验报告

1 / 8 建筑声学实验报告 实 验 报 告 课程名称： 建筑物理 实验项目名称：环境噪声级的测量 院 系： 建筑学院 年 级：专 业：学生姓名：学 号：组 号：指导教师： 成 绩： 提交时间：年月 日 了解声压级和声级测量方法，掌握声级计的使用，提高实验报告撰写能力。 二、实验内容 测量计算环境噪声的声压级、 A 声级和等效声级。 三、实验原理 四、实验仪器 五、实验方法和步骤 表 1 声压级和 A 声级的测量记录表 说明：选择位置不同的 5 个测点测试，靠近声源的内圆环 2 个，外圆环 3 个。 表 2 统计百分数声级和等效声级测量记录表 说明：在内圆环上，取 1 个测点，在外圆环上，选择2 个测点测试。每次测试完成后，调节噪声大小。可每次同时读取三个测点数据。 2 / 8 说明： 1. 实验报告电子版文件名 为实验人学号姓名，如“ 151100121 陈某 .doc”。报告封面内容为一页。 2. 提交：将电子版和纸质打印版交与班长收齐，统一提交，不接受单独提交作业。提交时间 2016 年 6 月 30 号上午 10 点。 报告中的红色文字为说明文字，应在正式实验报告中删除。 建筑物理环境噪声测量实验 日期 年 月日 姓 名 同组人 指导老师 实验地点 成 绩 一、 实验目的 二、 实验仪器 三、 实验内容 四、 实验步骤 五、 实验记录及数据处理 各组数据汇总： 六、 结果及讨论 3 / 8 七、 结果及讨论 1、 根据各测点 L10、 L50、 L90 的加权平均值绘制噪声分布图。噪声分布图的绘制依据见下表。 2、根据城市区域环境噪声标准，对上述环境噪声情况做出评价。 实验一 混响时间的测量 一、基本情况 1、实验时间： 2016 年 11 月 16 日 9:00-9:30 2、实验地点： 3、实验仪器： 设备：精密噪声分析仪 4、实验人员： 执笔： 测量： 数据整理： 分析： 二、实验目的 混响时间测量是建筑声学中最经常的测量。一方面，混响时间是目前用于评价厅堂音质的一个重要指标，对于各种用途不同的房间对应有不同的混响时间，因此在厅堂音质设计中混响时间设计是重要的一个方面，对于音乐厅、影剧院、播音室、多功能厅、会议厅等鉴定其音质质量，混响时间测量则是最主要的手段之一。另一方面，吸声材料和结构的扩散入射吸声系数的测量、围护结构的隔声测量、声源声功率测量等项目都需要进行混响时间的测量。 混响时间测量国内外一般都采用专用的直读式混响计，测量 10 秒的混响时间。这里我们采用一般常用的 测试4 / 8 方法，即声级计多次测量计算取平均值。 通过实验操作，要求同学们了解测试仪器的组成，测试方法和结果的整理。 三、实验原理 1、混响时间 T60 的定义 室内声场达到稳态，生源停止发声后，房间内声能密度衰减 60dB 时所经历的时间。房间混响时间的测量就是根据这一定义，通过测量声场中声压级的衰减曲线求出混响时间的。由于实测中难以得到高于室内本底噪声 60dB 的声压级，且从实测中发现，衰减曲线的初始阶段的声场是扩散的，故常取衰减曲线以其声压级 535dB 一段为准，因此测量 时稳态声压级必须高于本底噪声 40dB 以上，最后根据曲线斜率，由电平记录仪的纸速即可算出混响时间。要求每个中心频率测量三次。 2、实验方框图 厅堂混响时间测量的常用仪器分为声源装置和接收装置两大部分，仪器组成及布 置方框图见下图。 混响时间测量方框图 3、混响时间测量实验装置 声源装置：由讯号源、功率放大器和输出声源讯号的扬声器组成。常用的声源有白噪声、转音和脉冲声。 功率放大器的作用是将讯号声源作功率放大，使扬5 / 8 声器能输出一定功率的辐射声能 ，以便在测试室内产生稳定声场，要求有足够大的放大功率。测量用的扬声器系统应是无指向性的，功率放大器和扬声器的频响特性在 20Hz20KHz内平直。 接收部分：由传声器、测量放大器或声级计带通滤波器和电子记录仪等组成。 传声器的作用是将声学物理量转化成电学物理量，测量中常用的是电容传声器，它具有灵敏度高、频率响应平直、性能稳定的优点。 4、混响时间测量过程 声源的布置：为了激发所有的低频简正振动方式，扬声器应放在墙角处。因为该出所有的简正振动方式均为极大。扬声器要求在使用频段内频响较平直。一般不宜采用号筒式或声柱。常用两只扬声器置于两角并朝房间的主对角线方向。 传声器的位置：对于声场是完全扩散的，测点位置将与衰变曲线无关，因此测量点应保证在混响声场内进行，一般传声器位置应离开声源米以外，离开反射地面 1 米以外，高度米在实际声场中一般选择若干测点进行测量，然后取其平均值。 测量步骤： 按下电源开关 按下“暂停 /继续测量”键， 使无方向性声源在房间内发声 待声源停止发声且混响声音完全消失后，按下6 / 8 “回调数据”键，依次读出 125Hz、 250Hz、 500Hz、 1000Hz、2000Hz、 4000Hz 六个中心频率的混响时间。 四、测量方法和原始数据 实验中在三个测点、分别测量三次，读出的各中心频率的混响时间如下表所示。 五、数据整理与分析 根据表格中的数据，绘制该房间的混响时间 频率曲线如下图所示。 结果分析： 横向比较上面的统计表并结合统计图可知，由低频至高频 ，该房间的混响时间先减小后增大再减小，在 125Hz附近有最大值，在 250Hz 附近有最小值，总体波动范围为 ,71s。 纵向比较上面的统计表可知，对低频音的混响时间测量误差较大，对高频音的混响时间测量误差较小，这是由于低频音比高频音更难消退，因此在房间内的不同位置发声后，混响时间不尽相同且波动幅度更大。 六、误差分析 1、仪器校准误差 仪器在使用前没有校准而带来实验测量误差。校准声级计是测量前的关键环节，因此在使用前要仔细校准仪器。声级计的极化电压和内部电校准信 号的变化引起的测量7 / 8 误差，使用前应用声级校准器等进行声学校准，保证仪器灵敏度，较少因此而产生的测量误差。 2、未达到扩散声场条件 混响理论将复杂的室内声场处理得十分简单。其前提条件是 :声场是一个完整的空间；声场是完全扩散的。但是在实际的声场中，经常不能满足上述假定，声音的衰减曲线也有不呈直线，混响时间难于以一个单值加以表示的情况。 我们的实验地点，即南四楼物理试验室房间空间有限，且房间内部的门窗洞口未做防护措施，加之小空间中摆置较多家具仪器等，不排除大型反射物等因素干扰，因此实验房间不能满足扩散声 场的条件，但混响时间计算方式未因此而做相应修正，所以产生了一定的误差值。 3、背景噪声干扰 表格里面的数据存在误差，也因为测试空间的背景噪声干扰所导致的。 4、其他影响的环境条件影响 在测点房间内附近测量时可能会受到电场、磁场、振动、温度、湿度、气流等影响。若声音感应器使用延长线时，很容易受到电场及磁场的影响。上述的影响如果较大时，声音感应器、噪音计等测定器之电子电路、指示计等都会直接受到影响，造成误差，故需做防振动 或防电磁场的措施以保证实验数据的精确性。 七、实验心得与体会 8 / 8 1、通过本学期建筑物理声学的学习和混响时间的测量实验，我们了解了混响时间是目前评价厅堂音质的一个重要指标，各种不同功能的房间有不同的混响时间。因此，在进行相关的建筑设计时，例如音乐厅、影剧院、播音室等空间，要通过测量其混响时间来鉴定该空间的音质质量，力求创造高音质的空间。 2、通过本次实验，我们了解了混响时间 T60 的定义。它是指室内声场达到稳态，生源停止发声后，房间内声能密度衰减 60dB 时所经历的时间。根据这个定义，我们可以通过测量声场中声压级的衰减 曲线求出混响时间。 3、在混响时间测量实验中，我