建筑声学课件

1、 建筑声学 山东建筑大学建筑城规学院 建筑技术教研室建筑声学噪声控制 音质设计山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19控制室外噪声使室内安静建筑物理声学控制室内噪声使环境达标满足听音要求使音质丰满动听满足拾音要求保证录音效果第 3章 建筑声学3.1声音的物理性质及人对声音的感受 3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声 3.3 声环境规划与噪声控制 3.4 室内音质设计 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.1.1 声音 声源 空气中的声波 3.1.2 声音的物理性质与计量 3.1.3 声音在户外的传播 3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射 3.1.5 声音在围蔽

2、空间内的传播 3.1.6 人对声音的感受 3.1.7 噪声对人的影响 建筑物理声学建筑物理声学山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1 建筑吸声 3.2.2 扩散反射 3.2.3 建筑隔声 3.2.4 墙体、门、窗及屋顶隔声 3.2.5 楼板隔声 3.2.6 建筑隔声测量与单值评价量 第 3章 建筑声学3.1声音的物理性质及人对声音的感受 3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声 3.3 声环境规划与噪声控制 3.4 室内音质设计 建筑物理声学山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.3.1 城市噪声及相关的评价量 3.3.2 声环境立法、标准和规范 3.3.3 城市声环境

3、规划与降噪设计 3.3.4 创造愉悦的声景观 3.3.5 几类建筑声环境设计要点及工程实例 3.3.6 建筑物的吸声降噪 第 3章 建筑声学3.1声音的物理性质及人对声音的感受 3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声 3.3 声环境规划与噪声控制 3.4 室内音质设计 3.3.7 建筑物的隔声减噪 3.3.8 建筑隔振与消声 建筑物理声学山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.4.1 围蔽空间里的声学现象综述 3.4.2 供语言通信用的厅堂音质设计 3.4.3 供音乐欣赏用的厅堂音质设计 3.4.4 多用途厅堂音质设计 3.4.5 大型厅堂音质设计工程实例 3.4.6 室内音质设计各论

4、 第 3章 建筑声学3.1声音的物理性质及人对声音的感受 3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声 3.3 声环境规划与噪声控制 3.4 室内音质设计 3.4.7 混响时间的设计计算 第 3章 建筑声学建筑物理声学3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声 3.3 声环境规划与噪声控制 3.4 室内音质设计 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.1.1 声音 声源 空气中的声波 3.1.2 声音的物理性质与计量 3.1.3 声音在户外的传播 3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射 3.1.5 声音在围蔽空间内的传播 3.1.6 人对声音的感受 3.1.7 噪声对人的影响 3.1

5、声音的物理性质及人对声音的感受声音声源空气中的声波山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 192、声源声源通常是受到外力作用而产生振动的物体。 例如拨动琴弦或运转的机械设备引起与其连接建筑部件的振动； 声波也可能因为空气剧烈膨胀等导致的空气扰动所产生。例如汽笛或喷气引擎的尾波。 3.1.1声音 声源 空气中的声波声音声源空气中的声波山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 191）声音只传播振动的能量 扬声器膜向前振动，引起邻近空气质点的压缩，这种密集的质点层依次传向较远的质点。3 空气中的声波 在声音传播途径中任何一处的空气质点，都只是在其原有称平衡位置两侧来回运动，没有空气流动。3.1.

6、1声音 声源 空气中的声波声音声源空气中的声波山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 与声源不同距离处的压力变化，中间的一条水平线代表空气处于正常的大气压力，起伏曲线代表因声波经过时压力的增加和减少，亦即增加或减少的大气压。 对于中等响度的声音，这种压力变化仅为正常大气压的百分之一。 1）声音在只传播振动的能量3.1.1声音 声源 空气中的声波声音声源空气中的声波山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 192）波阵面与声线 声源向各个方向辐射声能，在某一时刻，波动所达到的各点的包迹面。称为波阵面。 波振面的形状：点声源球面波 线声源柱面波 面声源平面波1）声音在只传播振动的能量3.1

7、.1声音 声源 空气中的声波声音声源空气中的声波山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声线代表了声传播的方向,又不考虑波动性，因此声传播问题得到了简化，它是一种研究声传播规律的简明工具。 几何声学： 用声线来研究声传播的声学。2）波阵面与声线1）声音在只传播振动的能量3.1.1声音 声源 空气中的声波3.1.1声音 声源 空气中的声波声音声源空气中的声波山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193）声源的方向性 大多数单个声源是向所有方向辐射声音，但是也有不少声源则在某一个方向的辐射有较大的强度。 声音的频率越高，或者说声源尺寸比声波波长大得越多，声音的方向性就越强。2）波阵面与

8、声线1）声音在只传播振动的能量第 3章 建筑声学建筑物理声学3.1声音的物理性质及人对声音的感受 3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声 3.3 声环境规划与噪声控制 3.4 室内音质设计 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.1.1 声音 声源 空气中的声波 3.1.2 声音的物理性质与计量 3.1.3 声音在户外的传播 3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射 3.1.5 声音在围蔽空间内的传播 3.1.6 人对声音的感受 3.1.7 噪声对人的影响 频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.1.2.1 频率和频谱1）频率：声源单位时间内完

9、成的全振动的次数。用如以f表示频率，表示波长，c表示声速，则上式可写为：=c/f 或 f=c 声速随空气温度的变化很小，声波在空气中的传播速度通常取340m/s 频率决定声音的音调，高频声音是高音调，低频声音是低音调。 3.1.2 声音的物理性质与计量3.1.2 声音的物理性质与计量频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19下图表示了语言和音乐的频率范围语言声能有将近3/4属于较低频成分的元音，形成了每个人的语音品质。辅音是语言的高频成分，包含的声能相对较少，但提供了人们的语言清晰度 。3.1.2 声音的物理性质与计量频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院201

10、0 07 192）频谱 声音频率与能量的关系用频谱表示。 线状谱：音乐的频谱是由一些离散频率成份形成的谱，即断续的线状谱。 连续谱：建筑声环境大多由复杂的声音构成，并且往往包含了连续的频率成份，因此它们的频谱是连续的曲线。 单簧管的频谱组成几种噪声的频谱1）频率3.1.2 声音的物理性质与计量频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院3）频带 倍频带的中心频率就是上限频率与下限频率乘积的平方根。 倍频带：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。 倍频带的上限频率fu与下限频率fL之间是2:1，中心频率fc 常用的8个倍频带的中心频率：63Hz、125Hz、250

11、Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、及8kHz。 低频：250Hz以下 中频：500Hz1KHz高频：2KHz以上1）频率2）频谱2010 07 193.1.2 声音的物理性质与计量频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 191/3倍频带： 为了更仔细地分析与声源频率有关的建筑材料、噪声环境和围蔽空间的声学特性，用1/3倍频带作测量分析。每个倍频带分为3个1/3倍频带。 3）频带1）频率2）频谱3.1.2 声音的物理性质与计量频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 191）声功率 声强 声压 3.1.2.2 声音的计量声功率：是指声源在单

12、位时间内向外辐射的声音能量，记作W，单位为瓦（W）或微瓦（W）。 所有声源的平均声功率都是很微小的。400万人同时大声讲话产生的功率只相当于一只40W灯泡的电功率 声强：在声波传播过程中，每单位面积波阵面上通过的声功率称为声强，记为I，单位是瓦每平方米（W/m2）。 声压：空气质点由于声波作用而产生振动时所引起的大气压力起伏称为声压，记作p，单位是牛顿每平方米（N/m2）。 3.1.2 声音的物理性质与计量频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声压和声强有密切的关系，在不受边界影响的情况下（即远离反射或吸收的界面或称自由声场），某点的声强与该点声压的平方成正比，即

13、： 1）声功率 声强 声压 3.1.2 声音的物理性质与计量频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 2）级和分贝 人耳对声音变化的反应而是接近于对数关系，所以对声音的计量用对数标度比较方便。 声强级 声压级 1）声功率 声强 声压 3.1.2 声音的物理性质与计量频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院 声功率级 式中 Lw 声功率级，dB； W 所研究的声音的声功率，； W0 基准声功率，其值为10-12 W 。2）级和分贝 1）声功率 声强 声压 2010 07 193.1.2 声音的物理性质与计量频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院2010 0

14、7 19 3）组合的声级2）级和分贝 1）声功率 声强 声压 当有两个甚至多个声音同时出现时，其总的声压级不能由各个声音的声压级直接相加求得。简单方法是：1）算出拟相加的两个声压级差；2）依表3.1-1决定拟加到较高一个声压级上的数值，并算出总声压级。3.1.2 声音的物理性质与计量频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 3）组合的声级2）级和分贝 1）声功率 声强 声压 一些代表性声源及其声压、声压级和对应的环境噪声举例。3.1.2 声音的物理性质与计量频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 3）组合的声级2）级和分贝 1）声功率 声强

15、 声压 声压级相减的计算与声压级相加的相反步骤 3.1.2 声音的物理性质与计量3.1.2 声音的物理性质与计量频率和频谱声音的计量山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 3）组合的声级2）级和分贝 1）声功率 声强 声压 声压级组合运算得到规律： 1）两个声压级合成（相加）时，总声压级比大的声压级最多大 3 个分贝。2）当两个声压级差超过10个分贝时，小的声压级可以忽略不计。 所以在噪声治理中，治理重点为声压级高的噪声源，而对同一个噪声源而言，治理重点为声压级高的那个频带，因此频谱分析很重要。第 3章 建筑声学建筑物理声学3.1声音的物理性质及人对声音的感受 3.2 建筑吸声 扩散反

16、射 建筑隔声 3.3 声环境规划与噪声控制 3.4 室内音质设计 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.1.1 声音 声源 空气中的声波 3.1.2 声音的物理性质与计量 3.1.3 声音在户外的传播 3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射 3.1.5 声音在围蔽空间内的传播 3.1.6 人对声音的感受 3.1.7 噪声对人的影响 点声源线声源山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 3.1.2.1 点声源与平方反比律面声源3.1.3 声音在户外的传播点声源： 声源的尺度与该声源和测点位置之间的距离相比小得多，该声源就相当于点声源。 在即自由声场，声功率为W的点

17、声源向外辐射的能量呈球状扩展，往所有方向同样地辐射声音。在与声源距离为r处的声强度的算式为： 可以看出声强度与距离的平方成反比，即所谓平方反比律。3.1.3 声音在户外的传播点声源线声源山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 面声源由公式可推导出：与声源的距离增加1倍，其声强度是前述点的1/4。 与声源的距离每增加1倍，声压级降低6dB。 3.1.3 声音在户外的传播点声源线声源山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 3.1.2.1 线声源与平方反比律面声源线声源：线声源是由排列在一条直线上的许多点声源构成。 下图表示无限长的线声源，其单位长度的声功率保持不变。 在与声源距离为

18、r处的声强度的算式为： 线声源声强度是和与声源的距离成反比，即所谓反比律。 3.1.3 声音在户外的传播点声源线声源山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 面声源在与声源距离为r处的声强度的算式为： 在有限长线声源情况下：如果距离较近，则距离每增加1倍，声压级降低3dB； 如果距离较远，则距离每增加1倍，声压级降低6dB。 3.1.3 声音在户外的传播点声源线声源山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 面声源3.1.3 声音在户外的传播3.1.3.3 面声源随距离的衰减 如果观测点与声源的距离比较近，声能没有衰减。 在远离声源的观测点也会有声压级的降低，降低的数值为36dB。

19、第 3章 建筑声学建筑物理声学3.1声音的物理性质及人对声音的感受 3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声 3.3 声环境规划与噪声控制 3.4 室内音质设计 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.1.1 声音 声源 空气中的声波 3.1.2 声音的物理性质与计量 3.1.3 声音在户外的传播 3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射 3.1.5 声音在围蔽空间内的传播 3.1.6 人对声音的感受 3.1.7 噪声对人的影响 声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射3.1.4.1

20、 声波的反射（1）平面的反射3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 大而平的光滑表面对声音反射的情况。 反射的声波都呈球状分布 声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射（1）平面的反射声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 （2）曲面的反射平面、凸曲面及凹曲面形成的反射声线及波阵面的比较。 与平的反射面相比，凸曲面反射声的强度较弱，凹曲面反射声的强度较强。 声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4 声波

21、的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射3.1.4.2 声波的折射 声波在传播过程中，遇到不同介质的分界面时，还会发生折射，从而改变声波的传播方向。 声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 即使在空气中传播，随着离地面高度不同而存在的气温变化，也会改变声波传播方向。 声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射3.1.4.3 声波的衍射衍射是声波绕过障壁弯折的能力。 声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 声波进入声影区的程度与波长和障壁的相对尺度有关。 在这两种情况下声波的频率相同，因反射板的宽度不同，从反射波

22、中分离出的衍射波能量也不同。 对于一既定频率的声音，小尺度反射板的反射能力较小。声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 一个有限尺度的反射板对语言、音乐等复合频率声音的反射情况不同，对其中包含的高频声反射比较有效。 反射板的尺度相当于中频声音波长的5倍，就能有效地加强语言声。 同样尺度的反射板对低频和高频声波反射情况的比较，对低频声波的衍射作用较大，反射波的强度就比较小。 声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4

23、 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 衍射波的曲率是以障壁边缘为中心，进入“声影区”愈深，声音就愈弱。 设计有效的声屏障是改善人居声环境的主要措施之一。在室内音质设计中不可忽视“声影”的影响。 声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 声波在传播过程中，如果遇到表面有凸凹变化的反射面，就会被分解成许多小的比较弱的反射声波，这种现象称为扩散反射。 导致声波扩散反射的表面必须很不规则，其不规则的尺度与声波波长相当。 3.1.4.

24、4 声波的扩散反射声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 （a）对频率为100Hz声音的定向反射，声音的波长（3.4m）远远大于表面的不规则性；（b）对频率为1kHz声音的扩散反射，声音的波长（0.34m）与表面不规则的尺度相当；（c）对频率为10kHz声音的定向反射，声音的波长（0.034m）远远小于表面不规则的尺度，这是由各表面产生的定向反射。在室内音质设计中，扩散反射是考虑的重要因素之一。 声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 1

25、9 声波的衍射3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 在室内音质设计中，扩散反射是考虑的重要因素之一。 札幌音乐厅声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 声波在空气中传播时，由于振动的空气质点之间摩擦使一小部分声能转化为热能，常称为空气对声能的吸收。高频吸收较多，低频吸收较少。 3.1.4.5 声波的吸收 声波投射到建筑材料或部件引起的声吸收，取决于材料及其表面的状况、构造等。材料的吸声效率是用它对某一频率的吸声系

26、数衡量。 材料的吸声效率是用它对某一频率的吸声系数衡量。 声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 - 吸声系数E0 - 入射表面的总声能Er - 被材料或结构表面反射的声能Et - 透射过材料的声能EErEoE 某一围蔽空间界面对声音的反射、吸收和透射情况，由于吸收和透射都是该围蔽空间里失去的声能，在这种情况下，吸声系数是不被界面反射的声能与入射声能的比值。声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4 声波的反射 折

27、射 衍射 扩散 吸收和透射声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 不同面密度部件对声音的反射、透射和吸收 声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 声波入射到建筑材料或建筑部件时，除了被反射、吸收的能量外，还有一部分声能透过建筑部件传播到另一侧空间去。3.1.4.6 声波的透射EErEoE声波的反射 声波的折射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 声波的衍射3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射声波扩散反射 声波的吸收 声波的透射 建筑材料或

28、部件的面密度（即单位面积重量）是影响反射、吸收和透射最重要的因素。 厚重部件都是较好的反射面，可比轻质部件提供更多的反射，所以透射的声能也较少 第 3章 建筑声学建筑物理声学3.1声音的物理性质及人对声音的感受 3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声 3.3 声环境规划与噪声控制 3.4 室内音质设计 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.1.1 声音 声源 空气中的声波 3.1.2 声音的物理性质与计量 3.1.3 声音在户外的传播 3.1.4 声波的反射 折射 衍射 扩散 吸收和透射 3.1.5 声音在围蔽空间内的传播 3.1.6 人对声音的感受 3.1.7 噪声对人的影响 驻波

29、房间共振 混响、回声和混响时间 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 稳态声压级3.1.5 声音在围蔽空间内传播3.1.5 声音在围蔽空间内的传播3.1.5.1 驻波和房间共振驻波：驻波是驻定的声压起伏 。 当在传播方向遇到垂直的刚性反射面时，用声压表示的入射波在反射时没有振幅和相位的改变，入射波和反射波的相互干涉，形成了驻波。 驻波房间共振 混响、回声和混响时间 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 稳态声压级3.1.5 声音在围蔽空间内传播 如果声音是在一对相互平行的、间距正好是半波长整数倍的界面（例如围蔽空间的两个墙面）之间来回反射。声音强弱的变化取决于人们的听闻位置

30、，对于较高频率的声音，仅仅是听者头部的移动，就能感觉到声音响度的起伏。 围蔽空间是复杂的共振系统，不只有上述的一维驻波（或称简正振动、简正波），还有可能产生二维的切向驻波和三维的斜向驻波 驻波房间共振 混响、回声和混响时间 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 稳态声压级3.1.5 声音在围蔽空间内传播对于一个矩形围蔽空间，其简正频率的计算式为：只要nx，ny，nz不全为零，就是一种振动方式。 驻波房间共振 混响、回声和混响时间 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 稳态声压级3.1.5 声音在围蔽空间内传播 当房间受到声源激发时，简正频率（或称房间的共振频率）及其分布决定

31、于房间的三个边长及其相互比例。 房间简正频率不同分布，影响室内音质。驻波房间共振 混响、回声和混响时间 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 稳态声压级3.1.5 声音在围蔽空间内传播消除简并现象的手段a.合适的比例，使房间尺寸不成简单整数比。b.不规则形状。c.布置吸声材料 在小的建筑空间（例如录音室），如果其三维尺度是简单的整数比。 可被激发的简正频率相对较少并且可能简并，在某些较低的频率，这就会使那些与简正频率相同的声音被大大加强，导致声音失真。 驻波房间共振 混响、回声和混响时间 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 稳态声压级3.1.5 声音在围蔽空间内传播驻波房

32、间共振 混响、回声和混响时间 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 稳态声压级3.1.5 声音在围蔽空间内传播3.1.5.2 混响和回声 混响时间（1）混响和回声围蔽空间的特征对声压级和声音品质都有重要的影响。 驻波房间共振 混响、回声和混响时间 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 稳态声压级3.1.5 声音在围蔽空间内传播（1）混响和回声混响是声源停止发生后，由于多次反射或散射而延续的声音。混响过程图解:连续反射的声能量平滑地减少 大小和时差都大到足以能和直达声区别开的反射声就是回声。还可能形成颤动回声。建筑设计中应避免。 混响与回声的区别 驻波房间共振 混响、回声和混

33、响时间 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19 稳态声压级3.1.5 声音在围蔽空间内传播（1）混响和回声 在围蔽空间里发出一个连续的声音，人们首先听到直接传来的声音；然而由于还接受到反射声波，声音就加强了。 声场将由直达声和不同延时的混响声“建立”起来，直至房间对声能的吸收与声源发出的能量相等，这时室内声能达到稳定状态。 （2）混响时间 只要在室内持续发声，室内的声音就保持在一定的声压级，称为室内的稳态声压级。 人耳的感觉 响度级 响度 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19声级计 A声级 3.1.6 人对声音的感受时差效应 掩蔽 双耳听觉 3.1.6 人对声音的感受3.1.

34、6.1 人耳的感觉 听力正常的年轻人，在中频附近的听阈大致0dB。可听的上限频率约在20000Hz，下限频率则为20Hz。 150dB左右的爆炸声引起永久性损伤；大致130dB的声音使人不舒服或者疼痛，作为可容忍的听觉上限； 人耳的感觉 响度级 响度 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19声级计 A声级 3.1.6 人对声音的感受时差效应 掩蔽 双耳听觉 从图表中可以看出：（1）在800Hz1500Hz的频率范围内，听阈没有显著变化；（2）低于800Hz，听觉灵敏度随频率的降低而降低。如400Hz时，灵敏度为标准阈强度的1/10；频率为40Hz时只有1/106；（3）最灵敏的听觉范围大

35、致在3000Hz4000Hz，几乎是标准阈强度的10倍； （4）在高于6000Hz的频率，灵敏度又减小。人耳的感觉 响度级 响度 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19声级计 A声级 3.1.6 人对声音的感受时差效应 掩蔽 双耳听觉 3.1.6.2 响度级 响度（1）响度级 以分贝表示的声音计量单位是客观量，没有与人对响度的主观感觉联系起来。 人耳对纯音的响度感觉，既随声音的频率而变，也随声音的强度而变。 人耳的感觉 响度级 响度 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19声级计 A声级 3.1.6 人对声音的感受时差效应 掩蔽 双耳听觉 （1）响度级 表示人们对声音感觉量的响度

36、级单位是方（phon），其数值与等响线上1000Hz纯音的dB数相同。 人耳的感觉 响度级 响度 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19声级计 A声级 3.1.6 人对声音的感受时差效应 掩蔽 双耳听觉 （1）响度级 响度是人们听觉判断声音强弱的属性。 响度主要决定于引起听觉的声压，但也与声音的频率和波形有关。 （2）响度 响度的单位是宋（sone）。频率为1000Hz、声压级为听者听阈以上40dB的一个纯音所产生的响度是1宋。 人耳的感觉 响度级 响度 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19声级计 A声级 3.1.6 人对声音的感受时差效应 掩蔽 双耳听觉 （1）响度级（2）

37、响度 声压级1dB的改变只能在实验室环境里检测出来；3dB的改变可以在一般的室内环境中感觉出来。 如果要使主观感受的声音响度增加1倍则声压级的改变须有10dB。 人耳的感觉 响度级 响度 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19声级计 A声级 3.1.6 人对声音的感受时差效应 掩蔽 双耳听觉 3.1.6.3 声级计 A声级（1）声级计 声级计是利用声电转换系统并反映人耳听觉特征的测量设备，即按照一定的频率计权和时间计权测量声压级和声级的仪器，是声环境测量中最常用的仪器之一。 声级计中的计权网络想象地模拟正常人耳对不同频率声音的响应，使各个频率对总声级读数提供的数量近似地与人们对该频率的

38、主观响度成比例并对测量的量以单一数值表示。 人耳的感觉 响度级 响度 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19声级计 A声级 3.1.6 人对声音的感受时差效应 掩蔽 双耳听觉 3.1.6.3 声级计 A声级（1）声级计 国际电工委员会规定的声级计计权特性有A、B、C及D四种频率计权特征。 其中A计权参考40方等响线，对500Hz以下的声音有较大的衰减，模拟人耳对低频声不敏感的特性。 C计权在整个可听范围内几乎不衰减，模拟人耳对85方以上纯音的响应，可以代表总声压级。 B计权介于A、C两者之间，对低频有一定的衰减，模拟人耳对70方纯音的响应。 D计权则用于测量航空噪声。 人耳的感觉 响度

39、级 响度 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 19声级计 A声级 3.1.6 人对声音的感受时差效应 掩蔽 双耳听觉 3.1.6.3 声级计 A声级（1）声级计（2）A声级 用A计权特性测得的声压级称为A声级，记为LA。A声级的应用最为广泛。A声级的修正曲线（A计权网络对不同频率响应的降低值）图中同时标出对倍频带及1/3倍频带各中心频率的修正值建筑物理声学山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1 建筑吸声 3.2.2 扩散反射 3.2.3 建筑隔声 3.2.4 墙体、门、窗及屋顶隔声 3.2.5 楼板隔声 3.2.6 建筑隔声测量与单值评价量 第 3章 建筑声学3.1声音

40、的物理性质及人对声音的感受 3.3 声环境规划与噪声控制 3.4 室内音质设计 3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声第3.2章 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声 3.2.1 建筑吸声其它吸声构造吸声材料和吸声构造根据吸声原理的不同：1) 为多孔吸声材料，包括纤维材料、颗粒材料及泡沫材料。2) 为共振吸声结构，包括单个共振器、穿孔板共振吸声结构、薄膜共振吸声结构和薄板共振吸声结构。3) 为特殊吸声结构，包括空间吸声体、吸声尖劈等。多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2

41、.1建筑吸声其它吸声构造3.2.1.1多孔吸声材料吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理 多孔材料的构造特征是在材料中有许多微小间隙和连续气泡，因而具有一定的通气性。吸声机理： 1）小孔或间隙中空气的振动。2）由于摩擦和空气的粘滞阻力，使空气质点的动能不断转化为热能。3）小孔中空气与孔壁之间还不断发生热交换，这些都使相当一部分声能因转化为热能而被吸收。 吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理多孔材料的吸声频响特性

42、：中高频吸声较大，低频吸声较小。 吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素1）空气流阻 2）孔隙率 孔隙率是指材料中的空气体积和总体积之比。 空气体积是指处于连通状态的气泡并且是能够被入射到材料中的声波引起运动的部分。 多孔材料的孔隙率一般都在70以上，有些甚至达到90。吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素1）空气流阻 2）孔隙率 3）材料的厚度 随着厚度的

43、增加，中、低频率范围的吸声系数会有所增加，并且其吸声的有效频率范围也有所扩大。 但材料厚度增加到一定值时，增加材料厚度，低频吸声增加明显，而高频吸声影响较小。 图3.2-2 多孔材料紧贴钢性壁吸声特性随厚度的变化（玻璃棉毡，容重24kg/m3，厚度变化50-150mm）吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素1）空气流阻 2）孔隙率 3）材料的厚度 4）材料的容重图3.2-3 多孔材料吸声频响特性随容重的变化（玻璃棉毡厚度50mm，容重变化24-48kg/m3） 同一种多孔材料

44、，当厚度一定而容重改变时，吸声频率特性也会有所改变，但是比增加厚度所引起的变化小。 吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素1）空气流阻 2）孔隙率 3）材料的厚度 4）材料的容重5）材料背后的条件 图3.2-4 多孔材料吸声频响特性随空腔的变化（玻璃棉毡厚度25mm，容重24kg/m3，空腔变化0-200mm） 吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素1）空气

45、流阻 2）孔隙率 3）材料的厚度 4）材料的容重5）材料背后的条件6）饰面的影响 图3.2-5 喷涂油漆对多孔吸声板吸声频率特性的影响吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素1）空气流阻 2）孔隙率 3）材料的厚度 4）材料的容重5）材料背后的条件6）饰面的影响 7）声波的频率和入射条件 阻抗管法是测量声波垂直入射时的材料和构造的吸声系数；而混响室法是测量声波无规则入射时的材料和构造的吸声系数。 吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07

46、193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素1）空气流阻 2）孔隙率 3）材料的厚度 4）材料的容重5）材料背后的条件6）饰面的影响 7）声波的频率和入射条件 8）吸湿、吸水的影响 图3.2-6 含水率对多孔吸声板吸声的影响（玻璃棉板厚50mm，容重24kg/m3，含水率变化：0-50%） 吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素（3） 多孔吸声材料实例 1）膨胀珍珠岩吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 0

47、7 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素（3） 多孔吸声材料实例 1）膨胀珍珠岩2）离心玻璃棉吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素（3） 多孔吸声材料实例 1）膨胀珍珠岩2）离心玻璃棉3）玻璃纤维吸声板吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素（3） 多孔吸声材料实例 1）膨胀珍珠岩2）离心玻璃棉3）玻璃纤维吸声板4）喷

48、涂吸声材料吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素（3） 多孔吸声材料实例 1）膨胀珍珠岩2）离心玻璃棉3）玻璃纤维吸声板4）喷涂吸声材料5）木丝吸声板6）聚酯纤维装饰吸声板吸声材料选用多孔吸声材料 共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造（1）吸声机理（2）影响吸声频响特性的因素（3） 多孔吸声材料实例 1）膨胀珍珠岩2）离心玻璃棉3）玻璃纤维吸声板4）喷涂吸声材料5）木丝吸声板6）聚酯纤维装饰吸声板吸声材料选用多孔吸声材料

49、共振吸声结构 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1建筑吸声其它吸声构造3.2.1.2 共振吸声结构 不透气软质膜状材料(例如塑料薄膜、帆布等)或薄板，与其背后的封闭空气层形成一个质量弹簧共振系统。当受到声波作用时，在该系统共振频率附近具有最大的声吸收。 （1）薄膜吸声结构 （2）薄板吸声结构 还应当考虑以下几点：1）比较薄的板，因为容易振动可提供较多的声吸收。2）吸声系数的峰值一般都处在低于200300Hz的范围；同时随着薄板单位面积重量的增加以及在薄板背后空气层的厚度增加，吸声系数的峰值向低频移动。吸声材料选用3.2.2 扩散反射MLS扩散反射 QRD扩散反射 山东建筑大

50、学 建筑城规学院2010 07 193.2.2扩散反射 戏剧场MLS声扩散墙面 MLS扩散反射 QRD扩散反射 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.2扩散反射 3.2.2.2 二次剩余扩散体（简写为QRD） 图3.2-16二次剩余扩散体举例：N=17的QRD侧视图 建筑物理声学山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1 建筑吸声 3.2.2 扩散反射3.2.3 建筑隔声 3.2.4 墙体、门、窗及屋顶隔声 3.2.5 楼板隔声 3.2.6 建筑隔声测量与单值评价量 第 3章 建筑声学3.1声音的物理性质及人对声音的感受 3.3 声环境规划与噪声控制 3.4 室内

51、音质设计 3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声空气传声 固体传声 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.3建筑隔声直接透射与侧向透射 3.2.3.1 空气传声（1）经由空气直接传播 （2）经由围护结构的振动传播 3.2.3 建筑隔声空气传声 固体传声 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.3建筑隔声直接透射与侧向透射 3.2.3.2 固体传声固体传声是围护结构受到直接的撞击或振动作用而发声。 图3.2-20 空气声和固体声的传声途径 空气传声 固体传声 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.3建筑隔声直接透射与侧向透射 3.2.3.3 直接透射与

52、侧向透射空气声的透射有两种：一是由在噪声源和听闻地点之间的墙壁(或屋顶)直接透射；二是沿着围护结构的连接部件间接(或侧向)的透射。 图3.2-21 建筑围护结构隔声的图示 图3.2-22 建筑围护结构的间接传声途径建筑物理声学山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.1 建筑吸声 3.2.2 扩散反射3.2.3 建筑隔声 3.2.4 墙体、门、窗及屋顶隔声 3.2.5 楼板隔声 3.2.6 建筑隔声测量与单值评价量 第 3章 建筑声学3.1声音的物理性质及人对声音的感受 3.3 声环境规划与噪声控制 3.4 室内音质设计 3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声隔声测量 空气声隔声单值

53、评价量 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.4 建筑隔声测量与单值评价量 3.2.6 建筑隔声测量与单值评价量撞击声隔声单值评价量 （1）空气声隔声量3.2.6.1隔声测量1）隔声量R 2）标准化声压级差DnT （2）楼板撞击声级1）规范化撞击声压级 Ln或Lpn2）标准化撞击声压级隔声测量 空气声隔声单值评价量 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.4 建筑隔声测量与单值评价量 撞击声隔声单值评价量 3.2.6.2 空气声隔声单值评价量 图3.2-36 空气声隔声基准曲线（1/3倍频程） 将所测得的隔声频率特性曲线，与规定的基准曲线(图3.2-36)，按一定

54、的方法比较后读取的数值。隔声测量 空气声隔声单值评价量 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.4 建筑隔声测量与单值评价量 撞击声隔声单值评价量 确定步骤： （1）将测得的1/3倍频带隔声量R或标准化声压级差DnT，整理成精确至0.1dB的值并绘成曲线。 （2）将具有相同坐标比例的基准曲线透明纸覆盖在上述隔声量R或标准声压级差DnT曲线上，使横坐标的标度对齐，并使纵坐标中基准曲线0dB与频谱曲线的一个整数坐标对齐。 （3）将绘有基准曲线的透明纸上下移动，每步1dB，直至各频带不利偏差(指低于参考曲线的dB数)的总和尽量地大，但不超过32.0dB（对于倍频带测量，不超过10.0d

55、B）。 （4）此时基准曲线上的0dB所对应的绘有所测得曲线的坐标纸上纵坐标的dB值，称为计权隔声量Rw或权标准化声压级差DnT,w。 隔声测量 空气声隔声单值评价量 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.4 建筑隔声测量与单值评价量 撞击声隔声单值评价量 确定步骤： (1) 所有在标准曲线下方隔声量差值的和不大于 32 dB。(2) 任一个 1/3 ocT 的隔声量在标准曲线下方最大不超过 8 dB。(3) 标准曲线上500 Hz 对应的隔声量值为 Ia不利偏差：1/3 倍频带上测得的曲线比标准曲线小的分贝数隔声测量 空气声隔声单值评价量 山东建筑大学 建筑城规学院2010 0

56、7 193.2.4 建筑隔声测量与单值评价量 撞击声隔声单值评价量 3.2.6.3 撞击声隔声的单值评价量 根据1/3倍频带或倍频带的测量量来确定单值评价量时所规定的撞击声隔声基准值及相应的基准曲线 。图3.2-37 撞击声隔声基准曲线（1/3倍频程）隔声测量 空气声隔声单值评价量 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.4 建筑隔声测量与单值评价量 撞击声隔声单值评价量 （1）将测得的1/3倍频带规范化撞击声压级Ln或标准化声压级LnT，整理成精确至0.1dB的值并绘成曲线。（2）将具有相同坐标比例的基准曲线透明纸覆盖在上述Ln或LnT曲线上，使横坐标的标度对齐，并使纵坐标中基

57、准曲线0dB与频谱曲线的一个整数坐标对齐。（3）将基准曲线向测量量的频谱曲线上下移动，每步1dB，直至各频带不利偏差(指高于基准曲线的dB数)的总和尽量地大，但不超过32.0dB（对于倍频带测量，不超过10dB）。（4）此时基准曲线上的0dB所对应的绘有测量频谱曲线的坐标纸上纵坐标的整dB值，就是该组测量量所对应的单值评价量。即实验室所测楼板的规范化撞击声隔声评价量，并称为计权规范化撞击声级，以Ln,w表示。隔声测量 空气声隔声单值评价量 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.2.4 建筑隔声测量与单值评价量 撞击声隔声单值评价量 (1) 所有在标准曲线上方隔声量差值的和不大于 3

58、2 dB。(2) 任一个 1/3 ocT 的隔声量在标准曲线上方最大不超过 8 dB。(3)参考曲线上 500 Hz 对应的撞击声隔声指数为 Ii不利偏差：1/3 倍频带上测得的曲线比标准曲线大的分贝数建筑物理声学山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.3.1 城市噪声及相关的评价量 3.3.2 声环境立法、标准和规范 3.3.3 城市声环境规划与降噪设计 3.3.4 创造愉悦的声景观 3.3.5 几类建筑声环境设计要点及工程实例 3.3.6 建筑物的吸声降噪 第 3章 建筑声学3.1声音的物理性质及人对声音的感受 3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声 3.4 室内音质设计 3.3.

59、7 建筑物的隔声减噪 3.3.8 建筑隔振与消声 3.3 声环境规划与噪声控制建筑物理声学山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.3.1 城市噪声及相关的评价量 3.3.2 声环境立法、标准和规范 3.3.3 城市声环境规划与降噪设计 3.3.4 创造愉悦的声景观 3.3.5 几类建筑声环境设计要点及工程实例 3.3.6 建筑物的吸声降噪 第 3章 建筑声学3.1声音的物理性质及人对声音的感受 3.2 建筑吸声 扩散反射 建筑隔声 3.4 室内音质设计 3.3.7 建筑物的隔声减噪 3.3.8 建筑隔振与消声 3.3 声环境规划与噪声控制城市噪声 山东建筑大学 建筑城规学院2010

60、07 193.3.1城市噪声及相关评价量 3.3.1 城市噪声及相关的评价量3.3.1.1 城市噪声噪声评价量 （1）交通噪声图3.3-1 不同类型车辆噪声在15m远处的A声级与行驶速度的关系3.3 声环境规划与噪声控制城市噪声 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.3.1城市噪声及相关评价量 噪声评价量 （1）交通噪声图3.3-2 重型卡车噪声的频谱城市噪声 山东建筑大学 建筑城规学院2010 07 193.3.1城市噪声及相关评价量 噪声评价量 （1）交通噪声1）交通干线噪声 2）铁路噪声3）航空噪声 4）内河航运噪声 （2）建筑施工噪声（3）工业生产噪声（4）社会生活噪声城市