第8讲 建设声环境.ppt

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 )