3.1建筑声学基础知识.ppt

第3.1章  建筑声学基本知识 3.1.1 声音的基本性质 声音的产生和传播 声音产生于振动，振动的物体是声源。 “声”由声源发出，“音”在传播介质中向外传播 在空气中，声源振动迫使其周围紧邻的空气质点产生往复振动，该振动迅速在空气中传播开来，这种振动的传播称为声波。 声波为纵波，介质（空气等）的质点振动方向平行声波传播方向（疏密变化）。 声波传播到人耳，引起人耳鼓膜的振动，带动听骨振动，由耳蜗、听神经等形成神经脉冲信号，通过听觉传导神经传至大脑听觉中枢，形成听觉。 频率、波长与声速 描述声波的基本物理量 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m 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： 声波的绕射、反射和散射 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。 3.1.2 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。 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。 人正常讲话——50?W,100万人同时讲话50W,相当于一个灯泡。 训练有素的歌手——5000~10000 ?W。 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。符号P。 单位N/m 2 (牛顿/米2 ) ，或Pa(帕斯卡） 两声压级叠加，声压级的 差值与增值的 关系 1/3倍频程：将倍频程再分成三个更窄的频带，使频率划分更加细化，其中心频率按倍频的1/3增长，为：12.5 16 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 ... 倍频带的划分 f0频带中心频率 fL频带的 下限截止频率 fU频带的上限截止频率 3 声源的指向性 声源发出的声音在各个方向上分布不均匀，具有指向性。 声源尺寸比波长小得多时，可看作点声源，无指向性。 声源尺寸比波长差不多或更大时，声源不再是点声源，出现指向性。人们使用喇叭，目的是为了增加指向性。 3.1.3 人耳的主观听觉特性 人耳的结构：外耳、中耳、内耳、骨传导 (1) 听觉范围 最高最低频率可听极限一般地，青少年20~20KHz,中年30~15KHz,老年100~10KHz。 (2) 听觉定位 人耳判断声源的远近比较差，但确定声源的方向比较准确。 人耳判断声源的方位主要靠双耳定位，对时间差和强度差进行判断。 人耳的水平方向感要强于竖直方向感。 通常，频率高于1400Hz强度差起主要作用；低于1400Hz时，时间差起主要作用。 (3) 哈斯(Hass)效应 人耳有声觉暂留现象，人对声音的感觉在声音消失后会暂留一小段时间。 如果到达人耳的两个声音的时间间隔小于50ms，那么就不会觉得声音是断续的。 直达声到达后50ms以内到达的反射声会加强直达声。直达声到达后50ms后到达的“强”反射声会产生“回声”——哈斯效应。 根据哈斯效应，人耳在多声源发声内容相同的情况下，判断声源位置主要是根据“第一次到达”的声音。因此，剧场演出时，多扬声器的情况下要考虑“声象定位”的问题。 (4) 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叫掩蔽效应。 一个声音高于另一个声音10dB,掩蔽效应就很小。 能量大的声音掩盖能量小的声音。 中频声音掩盖高频和低频声音。 低频声对高频声的掩蔽作用大。 (5) 人耳频率响应与等响曲线 人耳对不同频率的声音敏感程度是不一样的，对于低于1000Hz和高于4000Hz的声音，灵敏度降低。 不同频率，相同声压级的声音，人听起来的响度感觉不一样。 以1000Hz连续纯音作基准，测听起来和它同样响的其他频率的纯音的各自声压级构成一条曲线叫“等响曲线”。 响度单位是“宋”sone，响度级单位是“方”phon。 随着声压级的提高，对频率的相对敏感度也不同声压级高，相对变化感觉小；声压级低，相对变化感觉大。 3.1.4 声波在室外空旷地带的传播规律 3.1.5 声波在室内封闭空间的传播 与室外情况很不同。形成“复杂声场”。 1、