第七章 建筑聲環(huán)境-建筑環(huán)境學(xué)課件

第七章

建筑聲環(huán)境1-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)本章內(nèi)容

建筑聲環(huán)境的基本知識(shí)人體對(duì)聲環(huán)境的反應(yīng)原理與噪聲評(píng)價(jià)聲音傳播與衰減的原理材料與結(jié)構(gòu)的聲學(xué)性能噪聲的控制與治理方法21-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)第一節(jié)

建筑聲環(huán)境的基本知識(shí)*聲波的基本物理性質(zhì)*聲音的計(jì)量1-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)1.聲音是什么？

聲波：聲源振動(dòng)引起彈性媒質(zhì)的壓力變化，并在彈性媒質(zhì)中傳播的機(jī)械波。（3個(gè)基本要素）聲源：振動(dòng)的固體、液體、氣體傳播途徑：聲壓:空氣壓強(qiáng)的變化量,10-5-10Pa量級(jí)特性：波長(zhǎng)

、頻率f、聲速c接收者：聲音的頻帶，如何計(jì)量等波長(zhǎng)

一聲波的基本物理性質(zhì)41-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)2.聲音的傳播速度

聲速與媒質(zhì)的彈性、密度和溫度有關(guān)空氣中的聲速：理想氣體中

k絕熱指數(shù)，R氣體常數(shù)，T絕對(duì)溫度?？諝庵新曀偈菧囟鹊膯沃岛瘮?shù)。在建筑環(huán)境領(lǐng)域中變化范圍很小，近似：340m/s

固液體中的聲速鋼5000m/s

松木3320m/s

水1450m/s

軟木500m/s51-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)3.聲音的頻帶簡(jiǎn)諧聲波：用頻率f和聲壓幅值Pm兩個(gè)獨(dú)立變量描述。確定音調(diào)確定聲音的強(qiáng)弱（響度）周期T：聲波通過(guò)空氣或其他彈性介質(zhì)傳播時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近來(lái)回振動(dòng)完成一次完全振動(dòng)所需的時(shí)間，單位為秒頻率f：一秒內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)，即周期T的倒數(shù)，單位：赫茲（Hz）波長(zhǎng)λ：聲波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離，單位為m61-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)3.聲音的頻帶<20Hz為次聲，

>20KHz為超聲。其中，人耳感覺(jué)最重要的部分約在100Hz~4000Hz，相應(yīng)的波長(zhǎng)約3.4m~8.5cm.噪聲控制中，粗略將聲波的頻率分為：低頻聲(300Hz以下)、中頻聲(300-1000Hz)、高頻聲(1000Hz以上)。71-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)連續(xù)譜81-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)頻程：把可聽(tīng)聲的頻率變化范圍劃分為若干小的段落頻程寬度：上下限頻率值之差，簡(jiǎn)稱頻帶寬。倍頻程：對(duì)頻率作相對(duì)比較的單位，頻程上、下界頻率值f1、f2中心頻率值fc頻程倍數(shù)ISO和國(guó)標(biāo)：fc=31.5、63、125、250、500、1000、2000、4000、8000、16000Hz3個(gè)倍頻程意味著其頻率之比為23。91-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)1.聲音的計(jì)量

聲功率W：聲源在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)外輻射的聲能，即在全部可聽(tīng)范圍所輻射的功率，單位W。也可特指在某個(gè)有限頻率范圍所輻射的功率，亦稱頻帶聲功率。二聲音的計(jì)量聲源種類聲功率噴氣飛機(jī)10kW氣錘1W汽車0.1W鋼琴2mW女高音1000～7200μW對(duì)話20μw現(xiàn)在你明白說(shuō)話不會(huì)讓我們筋疲力盡，而在大房間內(nèi)演講需用擴(kuò)聲設(shè)備的原因了吧。注意：電功率：聲源輸入功率聲功率：聲源輸出功率101-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)I=W/SW/㎡式中S—聲能所通過(guò)的面積，㎡。聲強(qiáng)I：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，在垂直于聲波傳播方向的單位面積上所通過(guò)的聲能，單位為W/㎡。是衡量聲音強(qiáng)弱的物理量，有方向性，難以測(cè)量，通常測(cè)量聲壓，通過(guò)計(jì)算求得聲強(qiáng)和聲功率。噪聲控制中，粗略將聲波的頻率分為：低頻聲(300Hz以下)、中頻聲(300-1000Hz)、高頻聲(1000Hz以上)。111-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)聲壓P：某瞬時(shí)，有聲波時(shí)介質(zhì)中的壓強(qiáng)(P)相對(duì)于無(wú)聲波時(shí)的靜壓強(qiáng)(P0)的改變量，單位即壓強(qiáng)的單位，Pa。任何一點(diǎn)的聲壓都隨時(shí)間而變瞬時(shí)聲壓：每一瞬間的聲壓有效聲壓：某段時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)聲壓的平均值，用均方根值表示w/m2

—介質(zhì)的特性阻抗，20℃時(shí)=415Ns/m3。—空氣密度，kg/m3；c—空氣中的聲速，m/s；式中p—有效聲壓，Pa；121-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)2.量級(jí)差非常大——聽(tīng)覺(jué)范圍

可聞閾(聽(tīng)閾)

——人耳剛能感受的聲音p0=2×10-5Pa

I0=1×10-12W/m2

疼痛閾——

聞之人耳則痛，p=200Pa，I=100W/m2

煩惱閾

——聞之煩惱不安

p0=20

Pa，I0=1W/m2兩人面對(duì)面交談時(shí)的平均聲壓為2x10-2Pa，紡織車間噪聲聲壓超過(guò)2Pa。131-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)3.聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲功率級(jí)dB

式中P—考察點(diǎn)聲壓；

p0—基準(zhǔn)聲壓，=2×10-5Pa。聲壓級(jí)級(jí)：做相對(duì)比較的量。聲強(qiáng)級(jí)dB式中I—考察點(diǎn)聲強(qiáng)；

I0—基準(zhǔn)聲強(qiáng)，在空氣中I0=10-12W/㎡

。人聽(tīng)覺(jué)對(duì)聲音強(qiáng)弱的響應(yīng)接近對(duì)數(shù)關(guān)系，引入對(duì)數(shù)標(biāo)度，又稱分貝標(biāo)度。141-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)聲功率級(jí)dB式中W—考察聲源聲功率；

W0—基準(zhǔn)聲功率，=10-12W。一般條件下：可認(rèn)為聲強(qiáng)級(jí)LI=聲壓級(jí)Lp；在高原地區(qū)和其他特殊條件下：聲強(qiáng)級(jí)LI和聲壓級(jí)Lp未必相等。聲強(qiáng)級(jí)、聲壓級(jí)、聲功率級(jí)和聲強(qiáng)、聲壓、聲功率一樣嗎？151-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)聲強(qiáng)疊加：I=I1+I2+……+In聲壓疊加：聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)疊加：按對(duì)數(shù)運(yùn)算規(guī)律數(shù)值相等：數(shù)值不等：總聲壓級(jí)按表計(jì)算161-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)第二節(jié)

人體對(duì)聲環(huán)境的反應(yīng)原理與噪聲評(píng)價(jià)人的主觀聽(tīng)覺(jué)特性噪聲的評(píng)價(jià)及噪聲的標(biāo)準(zhǔn)1-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)一、人的主觀聽(tīng)覺(jué)特性

1）什么是噪聲？人們不愿意聽(tīng)到的任何聲音空氣聲：經(jīng)空氣和圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳播固體聲：振動(dòng)噪聲噪聲，等響曲線，聲級(jí)計(jì)，掩蔽效應(yīng)181-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)

以連續(xù)純音作試驗(yàn)，取1000Hz的某聲壓級(jí)，如40dB作為參考，則聽(tīng)起來(lái)和它同樣響的其他頻率純音的各自聲壓級(jí)就構(gòu)成了一條40方的等響曲線。煩惱閾頻率為100Hz、聲壓級(jí)為85dB的某聲音與頻率為1000Hz、聲壓級(jí)為80dB的另一聲音在同一條等響曲線上，他們的響度級(jí)是

方。2）等響曲線191-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)3）.聲級(jí)計(jì)：A、B、C、D計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)

聲級(jí)計(jì)為模擬人耳聽(tīng)覺(jué)而進(jìn)行濾波，分別模擬人耳對(duì)40方、70方和100方純音的反應(yīng)而得到A、B、C三種計(jì)權(quán)方式。D計(jì)權(quán)用于測(cè)量航空噪聲。

測(cè)量聲音響度級(jí)和聲壓級(jí)時(shí)所使用的儀器。201-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)4）掩蔽效應(yīng)掩蔽效應(yīng)：人耳對(duì)一個(gè)聲音的聽(tīng)覺(jué)靈敏度因?yàn)榱硪粋€(gè)聲音的存在而降低的現(xiàn)象。掩蔽量：聽(tīng)閾提高的分貝數(shù)。頻率相近時(shí)聲音掩蔽最顯著，掩蔽聲聲壓級(jí)越大，掩蔽量越大，掩蔽的頻率范圍越寬；掩蔽音對(duì)比其頻率低的聲音的掩蔽作用小，對(duì)比其頻率高的聲音掩蔽作用大；人耳對(duì)響度不大、沒(méi)有表達(dá)含義的連續(xù)噪聲的適應(yīng)能力很強(qiáng)。掩蔽閾：提高后的聽(tīng)閾。211-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)5）雙耳聽(tīng)聞效應(yīng)（方位感）方位感強(qiáng)的聲音更能吸引人的注意力；方位感明顯的噪聲更易引起人心理上的煩躁；無(wú)明確方位感的噪聲易被人忽略；人耳判斷聲源的遠(yuǎn)近比較差，但確定聲源的方向較準(zhǔn)確221-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)第二節(jié)

人體對(duì)聲環(huán)境的反應(yīng)原理與噪聲評(píng)價(jià)人的主觀聽(tīng)覺(jué)特性噪聲的評(píng)價(jià)及噪聲的標(biāo)準(zhǔn)1-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)二、噪聲評(píng)價(jià)

1.A聲級(jí)用A計(jì)權(quán)方式測(cè)得的噪聲級(jí)稱作A聲級(jí)，是一個(gè)綜合疊加得到的單一的數(shù)值。環(huán)境噪聲響度多在40方上下，故A聲級(jí)能夠較好地反映人對(duì)噪聲的主觀反應(yīng)。7-2.3噪聲的評(píng)價(jià)241-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)

NR曲線：中國(guó)、歐洲常用，ISO推薦

考慮了低頻噪聲難消除的因素使用：要求現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)噪聲的各個(gè)倍頻帶聲壓級(jí)值不得超過(guò)由該曲線所規(guī)定的聲壓級(jí)值。例:劇場(chǎng)的噪聲限值為NR25。當(dāng)劇場(chǎng)背景噪聲為63,125,250…時(shí)各個(gè)倍頻帶聲壓級(jí)值不得超過(guò)5543LA=NR+5dB2.噪聲評(píng)價(jià)曲線：NR(NoiseRating)1-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)3.噪聲評(píng)價(jià)曲線NC

對(duì)低頻的要求比NR曲線苛刻，用于評(píng)價(jià)室內(nèi)噪聲對(duì)語(yǔ)言的干擾和噪聲引起的煩惱。LA=NC+10dBNC=NR-5261-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)音樂(lè)廳聲環(huán)境的目標(biāo)就是NC-15

當(dāng)樂(lè)隊(duì)與觀眾一起沉浸在片刻寂靜中時(shí)，真是令人為之陶醉——多么難得的聲音環(huán)境。用技術(shù)術(shù)語(yǔ)來(lái)講，人們聽(tīng)到了NC-15的聲音。271-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)我國(guó)的室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)

房間類型 NR(dB) A聲級(jí)dB(A)

臥室、書(shū)房、病房35~45 40~50

起居室 40~45 40~50

語(yǔ)言教室 35 40

一般教室 45 50

門(mén)診室 50~55 55~60

手術(shù)室 40~45 40~50

賓館客房 30~45 35~50

會(huì)議室 30 35

學(xué)術(shù)報(bào)告廳、閱覽室 25 30

室內(nèi)樂(lè)、演唱廳 20 25

辦公室 35 40

宴會(huì)廳 35 40281-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)第三節(jié)

聲音傳播與衰減的原理1.聲音在室外空間的傳播（自由聲場(chǎng)）

2.聲音在室內(nèi)空間的傳播（室內(nèi)聲場(chǎng)）1-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)1.聲音的傳播規(guī)律

遇到障礙物：吸收、透射、反射、散射、衍射(繞射)A

E障礙物相對(duì)波長(zhǎng)的尺度由大至小7-3.1聲音傳播與衰減的原理能量守恒：總聲能E0=Eρ+Eτ+Eα301-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)2.聲波的透射與吸收透射系數(shù)反射系數(shù)吸收系數(shù)τ小的為隔聲材料，ρ小的為吸聲材料。311-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)

隔聲材料：是指把空氣中傳播的噪聲隔絕、隔斷、分離的一種材料、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)。分隔噪聲源和接收者。對(duì)于隔聲材料，要減弱透射聲能，阻擋聲音的傳播，就不能如同吸聲材料那樣多孔、疏松、透氣，相反它的材質(zhì)應(yīng)該是重而密實(shí)的，如鋼板、鉛板、磚墻等一類材料。隔聲材料材質(zhì)的要求是密實(shí)無(wú)孔隙或縫隙；有較大的重量。由于這類隔聲材料密實(shí)，難于吸收和透過(guò)聲能而反射能強(qiáng)，所以它的吸聲性能差。嚴(yán)格意義上說(shuō)，幾乎所有的材料都具有隔音作用，其區(qū)別就是不同材料間隔音量的大小不同而已。

321-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)1.在自由場(chǎng)聲音的傳播和衰減（點(diǎn)聲源、線聲源）相對(duì)參考值7-3.2聲音在室外空間的傳播6dB3dB距離每增加1倍衰減6分貝距離每增加1倍衰減3分貝無(wú)反射、無(wú)吸收的理想聲場(chǎng)331-07章建筑聲環(huán)境--建筑環(huán)境學(xué)2.聲音在室內(nèi)空間中的傳播

室內(nèi)聲場(chǎng)由直達(dá)聲與多次反射聲組成聲音比自由聲場(chǎng)大，且不