08第7章建筑声环境.ppt

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第七章 建筑声环境 清华大学 建筑学院 建筑技术科学系 2001年 声环境控制的意义 创造良好的满足要求的声环境 保证居住者的健康 提高劳动生产率 保证工艺过程要求 录音棚、演播室 高保真音乐厅 声音是什么? 在弹性媒质中传播的机械波 声源:振动的固体、液体、气体 特性:波长?、频率 f、声速 c 声音的传播速度 声速与媒质的弹性、密度和温度有关 空气中的声速:理想气体中 k 绝热指数,R 气体常数,T 绝对温度。 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:340 m/s 固液体中的声速 钢 5000 m/s 松木 3320 m/s 水 1450 m/s 软木 500 m/s 声音的频带 人耳可以听见范围为 20 ~ 20000Hz 人耳听不见的范围 20 Hz 以下:次声 20000 Hz 以上:超声 声音的频带 频程:把声频范围划分成几个频段,称作频程或频带 倍频程:两个频率之比为2:1的频程。一般用倍频程划分频带,中心频率分别为:31.3(31.25)、63(62.5)、125、250、500、1000、2000、4000 、8000 Hz。 声音的度量 声功率W: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W。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。 声强 I: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,W/m2。 声压 p:声波的压强与媒质的静压之差,Pa 声源的扩散和叠加特性 点声源的声功率和声强:声音球面扩散 声强可以直接叠加,故有: 总声压是各声压的均方根: 听觉范围 可闻阈(听阈) ——人耳刚能感受的声音,p0=2×10-5 Pa,I0=1×10-12 W/m2 痛阈 —— 闻之人耳则痛,p=20 Pa,I=1W/m2 声音的度量 分贝标度和声级L ,单位dB 设立的必要性 数据范围太大,如 2×10-5Pa ~ 20Pa 人的听觉响应与声强、声压呈对数关系 声强级 声压级 声功率级 声源声级叠加:非线性! 两个声源叠加(I、P、W 声级同理): n 个相同声源L1叠加: 两个相同声源叠加,声级增加了 10 lg2 = 3 dB 两个不同声源叠加,差别超过10~15 dB,可以忽略。 声音的传播规律 遇到障碍物:反射、散射、衍射(绕射) 声音的透射和吸收 声音的传播和衰减 对于点声源 声音在室内的增长和衰减 室内吸声量越大,衰减越快 房间容积越大,衰减越慢 室内的声压级 室内某点声压级 Q-指向性因数,取决与声源与接收点的相对关系 R-房间常数 S-房间总表面积 ?a-平均吸声系数 人体对声音的反应原理 什么是噪声? 人们不愿意听到的任何声音 音乐声与普通声响的区别 音乐为非连续频谱,只含有基频和谐频,而谐频是基频的整倍数。 普通声响频谱一般为连续频谱,无上述特征。 不同噪声源的频谱图 人耳的听觉特征 特征:对高频声比对低频声敏感 响度级:用1000 Hz 纯音的声压级代表其等响曲线的响度级,单位Phon 掩蔽效应 一种声音存在提高了另一种声音的可闻阈 频率相近则掩蔽作用显著 对高频掩蔽作用比对低频掩蔽作用大 有利有弊 弊:听不清要听的内容,降低工作效率 利:避免一些噪声的干扰,提高工作效率 掩蔽效应 适合的掩蔽背景声的特点 无表达含义 响度不大 连续 无方位感 掩蔽背景声 低响度的空调通风系统噪声往往是很好的掩蔽背景声 轻微的音乐声 隐约的语言声 日本办公楼噪声干扰感觉的调查 声音的测量:A声级 声级计为模拟人耳听觉而进行滤波,分别模拟人耳对40方、70方和100方纯音的反应而得到A、B、C三种计权方式。 用A计权方式测得的噪声级称作A声级,是一个综合叠加得到的单一的数值。 由于通常环境噪声响度多在40方上下,故A声级能够较好地反映人对噪声的主观反应。 声音的测量:A声级 噪声评价曲线:NR (Noise Rating) 单值A声级不能反映噪声的频谱特性。 NR曲线:中国、欧洲常用,ISO推荐 考虑了低频噪声难消除的因素 LA =NR+5 dB 噪声评价曲线:NC NC曲线(Noise Criterion Curves),Beranek于1957年提出,1968年开始实施。ISO推荐,英、美、日常用。 对低频的要求比NR曲线苛刻 LA =NC+10 dB NC=NR-5 噪声评价曲线:PNC PNC(Preferred Noise Curves )

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