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建筑物理复习2 建筑101 赵芸浩1、声强、声压、声功率及声强级、声压级、声功率级各自的定义及计算。声功率W：声源在单位时间内往外辐射的声能叫声功率，单位w（瓦）或者微瓦(w)声强I：衡量声波在传播过程中声音强弱的物理量。声场中某一点声强，指在单位时间内，该点处垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声能。球波面I=WQ/4r Q=1 自由场 Q=2 半自由场Q=3，1/4自由场 Q=4声压p：有声波扰动时，大气压强的变化值叫做声压。单位Pa。指介质中有声波传播时，介质中的压强相对于无声波时介质静压强的改变量，所以声压单位为压强单位有效声压：某段时间瞬时声压的均方根值称为有效声压。简谐波中，有效声压=MAX p/根2声压级Lp：给定声压与参考声压之比的以10为底的对数乘以20，以分贝计。Lp声压级，dB，p某点声压 N/m，Po参考声压，以20*1/10N/m为参考值。声强级Li：在某一指定方向上的给定声强与参考声强之比的以10为底的对数乘以10，以分贝计。I某点声强，W/m 声功率级Lw：给定声功率与参考声功率之比以10为底的对数乘以10，以分贝计。取Wo为10负12次方W,基准声功率级，W某声源声功率。2、吸声系数、透射系数、反射系数吸声系数：用以表征材料和结构吸声能力的基本参量通常采用吸声系数投射系数：建筑空间外部声场的声波入射到建筑空间的围闭结构上，一部分声能透过构件传到建筑空间中来。反射系数：反射声波能量与入射声波能量之比3、听觉定位。哈斯效应。掩蔽效应。驻波。房间共振及避免措施听觉划分：人耳的一个重要特性是能够判断声源的方向和远近人耳确定声源远近的准确度较差，而确定方向相当准确。听觉定位特性是由双耳听闻得到的。1400Hz强度差起主要作用1400Hz时间差起主要作用。听觉划分： 1dB 是中频范围内，人耳的最小可听极限 120dB 不舒服 130dB 耳内发痒140dB 耳内极疼痛 大于140dB 耳内出血，听觉器官永久性损伤哈斯效应：反映人耳在听觉特性的两个方面，一是听觉暂留，二是声像定位。时间差越小，强度差越大，干扰越小，反之更大掩蔽效应：人耳对一个声音的听觉灵敏度因另外一个声音的存在而降低的现象。由于另一个声音的存在，要听清另外的声音，必须把这些声音提高，这些声音可闻阀（可听下限）提高的现象称为掩蔽现象。掩蔽现象的规律：频率相近的声音掩蔽现象明显 掩蔽声声压级越大，掩蔽量越大 高频声难以掩蔽低频声，而低频声容易屏蔽高频声。听觉定位：由双耳听闻而得到的，由声源发出的声波到达两耳，可以产生时间差和强度差，根据这些差别，双耳辨别方向的能力称为方位感。驻波：波在介质中传播时其波形不断向前推进，故称行波；频率和振幅均相同，振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波，称为驻波。房间共振：分为平行墙面共振以及矩形房间共振。 避免措施：选择适当的房间长宽高比例房间做成不规则形室内表面吸声处理房间容积不宜太小。响度级：根据听力正常的听音判断为等响的1000Hz纯音的声音级（来自正前方的平面行波）如果某一个声音与选定的1000Hz的纯音听起来同样响，这个1000Hz的纯音的声压级就定义为待测声音的“响度级”，单位是方。 Lp=10Lg（10 +10 ）4、纯音等响曲线：以1000Hz连续纯音作基准，测听起来和它同样响的其它频率的纯音的各自声压级构成一条曲线叫等响曲线。纯音等响曲线特点：人对低频声不敏感，对高频声敏感 声音强度不同时，人听觉频响特性不同5. A声级的确定方法：指具有A计权特性时测得的计权声压级。单位为分贝dB。6、什么是多孔吸声材料、共振吸声结构？他们各自的吸声机理？影响多孔吸声材料吸声性能的因素有哪些？共振吸声结构的共振频率？多孔吸声材料是普遍应用的吸声材料，其中包括各种纤维材料：超细玻璃棉，离心玻璃棉，岩棉，矿棉等无机纤维、棉、毛麻、棕丝、革质或木质纤维等有机纤维。吸声机理多孔材料：多孔材料具有大量内外连通的微小孔隙和孔洞。（当声波入射到多孔吸声材料上，声能能顺着微孔进入材料内部，引起空隙中空气的振动。用于空气的黏滞阻力，空气与孔壁的摩擦和热传导作用等，使相当一部分声能转化为热能而被损耗，因此，只有孔洞对外开口，孔洞之间互相连通，且孔洞涤入材料内部，才可以有效的吸收声能。）影响多孔吸声材料吸声性能的因素空气流阻 孔隙率 厚度 材料的密度 背后空气层 饰面处理 声波的频率和入射条件 吸湿吸水的影响空腔共振吸声结构：结构中间封闭有一定体积的空腔，并通过一定深度的小孔和声场将空气连通。空腔共振吸声原理：入射声波与固有震动频率相同时，空气柱共振并与孔径剧烈摩擦将声能转化为热能。7、空间吸声体、帘幕等吸声的定义及原理。空间吸声体：将多孔吸声材料做成一定形体，外加透气护面，吊挂在空中，叫空间吸声体。优点：吸声性能好，中高频较好 经费节省 容易与照明空调系统结合 美观 安装方便 设计中注意问题：吸声体护面材料 吸声体数量过密，单个吸声量降低 吸声体悬挂位置过高则表面失去作用帘幕：纺织品除了帆布类具有流阻大，透气性差，具有膜状材料的性质具有多孔材料的吸声性能，离开墙面一定距离，如同多孔材料背后设置了空气层，对高频甚至低频有一定吸声效果。 防火性、可受吸声性、易安装、装饰性8、常用吸声材料应如何选择？吸声性能：频率 防火：不染或阻燃材料 防潮：游泳池 护面层：防止材料外溢 结构与材料结合 穿孔板吸声结构，空腔内填吸声材料，穿孔率13%20% 还应考虑材料材料耐久性，力学强度，化学性质，尺寸稳定性9、空气声隔声量、隔声指数。补充：空气声：声源直接激发空气振动而传播的声音。撞击声：物体撞击结构所产生的声音。隔声量R：围护结构对空气声的隔声能力的量用R表示隔声指数Ia：国际标准化组织（ISO）建议采用单一值隔声指数Ia来评价空气声的隔声效果。隔声指数的确定：所有在标准曲线下方隔声量差值的和不大于32dB。不利偏差：1/2倍频带上测得的曲线比标准曲线小的分贝数。任一个1/3ocT的隔声量在标准曲线下方最大不超过8dB。标准曲线上500Hz对应的隔声量值为Ia。10、各类不同墙板的等隔声性能及提高隔声性能的措施单层均质墙板：和入射声波的频率有关。其频率特性取决于墙本身的单位面积、质量、刚度、材料的内阻尼以及墙的边界条件等因素。 （入射频率和面密度有关。）双层墙：把单层墙改为双层墙，隔声量有很大增加，设计合理可增加10db。增加原因：收激发的墙体空气层第二道墙体 （固有频率要低于所要隔离频率）轻质隔墙：较差 提高措施：将多层密实板用多空材料（如玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等）分隔做成夹层结构，则隔声量比材料重量相同的单层墙可以提高很多。避免板材的吻合临界频率落在100HZ2500HZ范围内。把轻质板材的墙做成分离式双层墙。组合墙体隔声性能计算 组合墙体平均隔声系数 式中：S表示面积，表示透射系数，角标d、w、c、分别表示门、墙体、窗等。组合墙板的平均隔声量：声桥的概念及处理措施： 声桥概念：两层墙之间常有刚性连接，声能容易从一侧传到另一侧，这种刚性连接叫做声桥，工程中应该避免产生。 处理措施：减少刚性连接点的数量，砖墙基础也要分开 用柔性支撑代替刚性连接11.影响门窗隔声性能的因素有哪些？提高门窗隔声性能的措施有哪些？影响：结构、缝隙提高门措施：使用面密度大的材料使用多层复合结构处理好门缝设置声闸（声锁）提高窗户措施：选择合适的窗户形式（如固定窗）提高玻璃隔声量：最好是5mm以上的玻璃处理好缝隙设置双层窗：间距在200mm以上最好，两层玻璃不一样厚或一层倾斜，空腔的周边需做吸声处理12.室内声压级计算、室内噪声降噪量计算、室内空气声隔声计算室内声压级LP=LW+10Lg（Q/4r+4/R）dB LW声源的声功能级dB，W声功率w，r距声源的距离，Q声源指向性因数，R房间常数 R=S/（1-） 其中S室内总表面积 室内平均吸声系数室内吸声降噪LP=LP1LP2 LP=10 LgQ/4r +4/ Q1/ Q/4r +4/ Q2近声源处: Q/4r 远4/R 得LP=0Db 吸声几乎无效远声源处: Q/4r 远4/R 得LP=10 Lg4/ R1/ 4/ R2 = 10 Lg R2/ R1= 10 Lg 2/ 1= 10 Lg A2/ R1隔声D= LP1LP2 P1是声源 P2是受声室D=(R+10lg A2/S ) dB R隔墙的隔声量dB S隔墙的面积m A2受声室的吸声量m13.标准化撞击声压级、撞击声隔声指数、楼板隔绝撞击声的措施标准化撞击声压级LPn=LPi10 Lg A0/A LPi100-3150Hz范围内1/3倍频带声压级LPiA接受室中吸声量 A0标准条件下吸声量，规定为10m 撞击声隔声指数I 所有标准曲线上方隔声量差值和不大于32dB 任何一个OCT的隔声量在标准曲线上方最大不超过8dB 参考曲线上500Hz对应的撞击声隔声指数I措施 利用弹性材料做面层 弹性垫层（浮筑楼板）弹性隔声吊顶14.混响时间的定义、两个计算公式、混响时间计算、混响时间设计。不同类型的房间对混响时间不同的要求室内声源稳态发声后，声源停止发声，发音衰减60dB所持续的时间，记做T60，单位s两个计算公式赛宾（Sabine）公式 ：适用于计算吸声系数较小的房间的混响时间。 T60=（V大厅容积m3，A大厅表面吸收量m2）伊林（Eying）公式 T60= 100Hz一下，4mv省略不计步骤：根据设计完成的体型，求出容积V和内表面积S 根据厅的使用要求，确定混响时间及其频率特性的设计值 根据混响时间计算公式求出大厅平均吸声系数，一般采用的混响时间计算公式为T60= m空气吸收衰减系数不同类型房间对混响时间不同的要求音乐演出用大厅应有较长的混响时间 演讲、话剧等语言为主的大厅，混响时间应当较短 语言音乐兼用的多功能大厅，混响时间及其频谱特性可根据情况取折中各厅堂设计要点电影院：（1）银幕后墙的强吸声处理；（2）侧墙吸声处理；（3）顶棚吸声处理。电影院不宜设置镜框式舞台，控制电影厅容积。影院与剧院差别：（1）电影院使用电声，剧院使用自然声；（2）电影院音响效果依靠直达声，需要消除有害前次反射声；而剧院需要争取和控制前次反射声；（3）电影院混响时间小于同等容积的剧院；（4）电影院不强调声扩散处理，依靠合理布置扬声器使声场均匀，而剧院必需通过扩散手段是声场均匀。报告厅：（1）合适的混响时间 6000m3-0.95；（2）防止有害反射声体育馆：（1）顶棚吸声处理：挂空间吸声体；（2）墙面吸声处理：端墙必须吸声处理，防止回声；（3）比赛场地两侧矮墙的吸声处理；（4）扩声控制室、播音室、电视评员室的吸声处理；（5）背景噪声控制：标准WR-35；（7）扩声系统设计。各厅堂设计要点电影院：（1）银幕后墙的强吸声处理；（2）侧墙吸声处理；（3）顶棚吸声处理。电影院不宜设置镜框式舞台，控制电影厅容积。影院与剧院差别：（1）电影院使用电声，剧院使用自然声；（2）电影院音响效果依靠直达声，需要消除有害前次反射声；而剧院需要争取和控制前次反射声；（3）电影院混响时间小于同等容积的剧院；（4）电影院不强调声扩散处理，依靠合理布置扬声器使声场均匀，而剧院必需通过扩散手段是声场均匀。报告厅：（1）合适的混响时间 6000m3-0.95；（2）防止有害反射声体育馆：（1）顶棚吸声处理：挂空间吸声体；（2）墙面吸声处理：端墙必须吸声处理，防止回声；（3）比赛场地两侧矮墙的吸声处理；（4）扩声控制室、播音室、电视评员室的吸声处理；（5）背景噪声控制：标准WR-35；（7）扩声系统设计。15.噪声评价指数NR确定,语言干扰级以频谱与NR曲线在任何地方相切的最高NR曲线表示该噪声的NR系数。语言干扰级SIL16.城市区域环境噪声标准规定了不同城市区域室外环境噪声的最高极限，并规定夜间突发的噪声，其最大值不准超过标准值15dB17.空气声隔声标准，撞击声隔声标准18.建筑布局中噪声控制措施讲要求安静的房间远离强噪声源 利用降噪要求低的建筑隔离噪声源 将噪声源集中布置，且远离安静要求高的区域 尽量避免房间之间相互干扰19.室内音质设计的基本要求，步骤，室内音质设计的内容基本要求：合适的响度声能均匀分合适的混响时间和频谱曲线充分利用早期反射声消除音质缺陷声聚焦，回声，颤动步骤：总图布置与各种房间的组合满足观众厅容积体形设计内容：大厅容积设计体形设计混响时间设计噪声控制设计扩声系统设计20.房间体形设计的原则，以及如何遵循这些原则原则充分利用直达声争取和合理分布早期反射声是声场均匀，频响特征好声学缺陷的防止如何遵循（1）充分利用直达声的措施控制观众厅长度 舞台深入观众厅 控制观众厅的宽度 地面有足够升坡 （2）争取和合理分布