环境设计基本知识.docx

环境设计的基本知识?2.1 声音的基本性质声音产生于振动;如人的讲话有声带振动引起，扬声 器发声是由扬声器膜片的振动产生的。振动的物体是声源。声源在空气中振动时，使邻近的空气随之产生振动并以波动的方式向四周传播开来，当传到人耳时，引起耳膜产生振动，最后通过听觉神经产生声音感觉。“声”由声源发出，“音”在传播介质中向外传播。2.1.1 声音的产生 和传播在空气中，声源的振动引起空气质点间压力的变化，密集（正压）稀疏（负压）交替变化传播开去，形成波动即声波。（如图）　?2.1.2 频率、波长与声速??描述声音的基本物理量??f：频率，每秒钟振动的次数，单位Hz(赫兹）：波长，在传播途径上，两相邻同相位质点距离。单位没m(米)?? ?? ?声波完成一次振动所走的距离。C：声速，声波在某一介质中传播的速度。单位m/s。在空气中声速：? ??在0℃时，C钢=5000m/s,??C水=1450m/s? ? 在15C时，C空气=340m/s=c/f?? ?或 ?? ? 参数间存在如下关系：c=f* ?人耳可听频率范围为20Hz~20KHz,??20Hz为次声，20KHz为超声其中，人耳感觉最重要的部分约在100Hz~4000Hz,相应的波长约3.4m~8.5cm?2.1.3 声波的绕射、反射和散射?波阵面：声波从声源发出，在某一介质内按一定方向传播，在某一时间到达空间各点的包络面称为波阵面。?球面波：波阵面为球面的点声源发出的波，声线与波阵面垂直。如人、乐器。?平面波：波阵面为平面的波，声源互相平行，如线声源，多个点声源叠排。如马路上并排行驶的汽车。平面波的声能在传播过程中不聚集、不离散，声强不变?点声源发出的球面波，距离每增加一倍，声压级衰减6dB。?声波的绕射?声波在传播过程中遇到障碍或孔洞时将发生绕射。绕射的情况与声波的波长和障碍物（或孔）的尺寸有关。与原来的波形无关。能绕到障碍物的背后改变原来的传播方向继续传播。如古语“只闻其声不见其人”“隔墙有耳”?声波的反射?当声波遇到一块尺寸比波长大得多的障碍时，声波将被反射。类似于光在镜子上的反射。?反射的规则：1）入射线、反射线法线在同一侧。? ?? ?? ?? ?2）入射线和反射线分别在法线两侧。?? ?? ?? ?? ?3）入射角等于反射角。Li=L?散射?? ? 当障碍物的尺寸与声波相当时，将不会形成定向反射，而以障碍物为一子波源，形成散射。?2.1.4 声波的透射与吸收??声波具有能量，简称声能。??当声波碰到室内某一界面后（如天花、墙），一部分声能被反射，一部分被吸收（主要是转化成热能），一部分穿透到另一空间。?? ?? ?? ?? ?? ?? ??透射系数：?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?反射系数：? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?吸声系数：不同材料，不同的构造对声音具有不同的性能。在隔声中希望用透射系数小的材料防止噪声。在音质设计中需要选择吸声材料，控制室内声场。?2 .2??声音强弱的计量??声波是能量的一种传播形式。人们常谈到声音的大小或强弱，或一个声音比另一个声音响或不响，这就提出了声音强弱的计量。??2.1.1 声功率、声强、声压1、声功率：单位时间内物体向外辐射的能量W。（瓦或微瓦）? ?? ?声功率是声源本身的一种重要属性。W,100万人同时讲话50W,相当于一个灯泡。?? ?? ?人正常讲话——50W。?? ?? ?训练有素的歌手——5000~10000 ? ?? ? 汽车喇叭——0.1 W,喷气飞机——10KW。? ?? ?在厅堂设计中如何充分利用有限的声功率是很重要的问题。2、声强：单位时间内通过声波传播方向垂直单位面积上的声能。? ?? ?对于点声源有：3、声压：指在某一瞬时压强相对于无声波时的压强变化（改变量）。符号P。单位N/m 2 (牛顿/米2 )??，或Pa(帕斯卡）??? ?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强和声源的声功率。?? ?? ??2 .2.2声压级、声功率级及其叠加?由于以下两个原因，实际应用中，表示声音强弱的单位并不采用声压或声功率的绝对值，而采用相对单位——级（类似于风级、地震级）1）声压对人耳感觉的变化非常大（人耳能感受到声压范围较宽）1000Hz的声音，听觉下限Po=2*10-5N/m2,上限P=20N/m2,相差106倍。2）人耳对声音强弱的变化的感受并不与声压成正比，而与声压的对数成正比，两个同样的声源放在一起，感觉并不是响一倍。?1、声压级Lp? ???取参考声压为Po=2*10-