建筑声环境复习.ppt

波动,建筑声环境复习,具有良好听觉条件的厅堂应达到的要求：,足够的响度厅堂内的声能应均匀的分布(声扩散)厅堂内应具有最佳的混响技巧。厅堂内各区域应排除或尽可能减少干扰听觉或演出的噪音和振动。厅堂内部不应出现回声、长延迟反射声、颤抖回声、声聚焦、声失真、声影和室内共振等缺陷。,1.2声音的计量与人的听觉特性,引入声压级的原因声音的叠加响度、响度级、等响曲线,由于以上两个原因，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）正常人耳从听阈到痛阈，声压的绝对值之比为1：106，声强的变化为1：1012，相差一万亿倍。因此用声压或声强的绝对值表示声音的强弱很不方便。2）人耳对声音的大小的感觉，并不与声强或声压值成正比，而是近似地与它们的对数值成正比，所以通常用对数的标度方法来表示。两个同样的声源放在一起，感觉并不是响一倍，而是只比原来增加3分贝。,1.引入声强级、声压级、声功率级的原因,2.声音的叠加,声强可以叠加，故有:而总声压是各声压的均方根:声源声级叠加：非线性！两个声源叠加(设 Lp1 Lp2）：,n个声压相等均为p的声源，叠加后的总声压级为：,两个（n2）相等的声压级叠加时，总声压级只增加3dB；10个相同的声压级叠加时，总声压级也仅增加了10dB，而不是10倍。,【声音的计量】,2.声音的叠加,多个声压级叠加时，先按声压级大小排序，然后从最大的两个声压级开始叠加，其值再与第三个叠加，依次类推，直至相差超过10dB。,问题：0dB+0dB=?0dB+10dB=?10dB+10dB=?,答案：3dB 10dB 13dB,2.声音的叠加,增加的声级数,声源声级差,两个不同声源叠加，差别超过1015 dB，可以忽略,2.声音的叠加,3.响度与响度级与等响曲线,响度：是人耳对声音强弱的感觉程度。它首先决定于声音的振幅，其次是频率。（声音入射到耳鼓膜使听者获得的感觉量）单位为宋。响度取决于声压、声强、频率。响度级：如果某一声音与已选定的1000Hz的纯音听起来同样响，这个1000Hz的纯音的声压级值就定义为待测声音的“响度级”。响度级的单位是方（phon）。反映了人耳对不同频率声音的敏感度变化。,等响曲线:声学中把描述响度、振幅、频率之间的关系曲线叫等响曲线。等响曲线图表示，用1000Hz纯音对应的声压级数值，作为该曲线的响度级。该图可以看出：低频部分声压级高，高频部分对应的声压级低，说明人耳对高频声较敏感。,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（平坦）；声压级低，相对变化感觉大（倾斜）。,【声音的计量与人的听觉特性】,3.响度与响度级与等响曲线,对于复合声，不直接用纯音等响曲线，其响度级需要通过计算求得。目前在测量声音响度级时使用的仪器称为“声级计”，读数为“声级”，单位是分贝（dB）。在声级计中设有A、B、C、D四个计权网络，这四种计权网络是大致参考某几条等响曲线而设计的，模拟人耳对不同频率声音的反应。,4.A声级和总声级,听觉的一般规律是：在安静环境中（如图书馆），即使声级仅有1dBA的变化也可以察觉出来。在普通的室内环境中，多数人需要声级变化达到 3dBA以上才能够觉察出来，如果达到5dBA的改变则能够明显察觉。另一方面，声级改变达到10dBA才能使主观上感觉音量增加一倍（或是减半）。因此，在同样的声源和听者位置上，70dBA的声音响度是60dBA的两倍，80dBA是60dBA响度的4倍。反之，声压级降低10dBA，响度减弱为50;声压级降低20dBA，响度减弱75。,4.A声级和总声级,5.声源的指向性,高频 声音指向性很强 覆盖角度窄小、射程远、穿透力强中频 有一定指向性 覆盖面积比较容易控制低频 指向性不明显 向四面辐射、声功能损失大、传播距离近,6.哈斯效应与回声感觉,哈斯效应(Hass Effet)：一个声场中的二个同频声源，在传入人耳的时间差在50ms以内时，人耳无法明显辨别出它们的方位。那个声源的声音先入，那么人就感觉到声音即由此方位传来。这种先入为主的听觉特性叫哈斯效应。也称为优先效应。回声感觉：当直达声与反射声之间的声程差大于17m（声速按340m/s计），反射声到达的时间间隔超过50ms，且其强度又比较突出，则会形成“回声”的感觉。,双耳听闻效应：双耳辨别方向的能力称双耳听闻效应。特点：1）人耳确定声源远近的准确度较差，而确定方向相当准确。一般可以分辨出水平方向 515的变化，但在竖直方向有时要大到 60才能分辨出来。2）当频率高于1400Hz左右时，强度差起主要作用；而低于1400Hz时，则时间差起主要作用。应用：强化掩蔽声声源的方位感，来控制噪声。,6.双耳听闻效应(听觉定位),本章内容,11.2室内声音的增长、稳定和衰减 11.3混响和混响时间的计算公式 11.3.1赛宾混响时间计算公式 11.3.2伊林混响时间计算公式11.4室内声压级的计算11.5房间共振和共振频率,第十一章 室内声学原理,声波在室内的反射与几何声学,几何声学：声线与反射性的平面相遇，产生反射声。反射声的方向遵循入射角等于反射角的原理。用这种方法可以简单和形象地分析出许多室内声学现象，如直达声与反射声的传播路径、反射声的延迟以及声波的聚焦、发散等等。,11.1声波在室内的反射与几何声学,几何声学定义：几何声学就是用声线的观点研究声波在封闭空间中传播的科学。几何声学的应用：几何声学一般适用于当声波传播的距离和界面尺度远大于波长的场合（125Hz4000Hz）。在应用时，必须认真考虑对低频声波的作用。几何声学在中、高频范围内，尤其当房间尺度较大时，比较近似地反映了客观实际,在室内声学中被广为采用。,几何声学方法应用条件？答：（1）厅堂中各方面尺度应比入射波的波长长几倍或几十倍。（2）声波所遇到的反射面，障碍物的尺寸要大于波长。,11-1在应用几何声学方法时应注意哪些条件？,1.反射界面的平均吸声系数,2.声音在房间内的反射,直达声：声强按照距离平方反比而衰减；可以确定声源 方位、声音强度、声音高度、和音色。早期反射声：相对延迟时间为50ms内到达 的反射声。对直达声起加重加宽作用。混响声：经过多次反射的声音的统称。对直达声起润色 作用，使直达声的能量损耗得到一定的补偿。,11.2室内声音的增长、稳态和衰减,1.直达声、早期反射声、混响声,小结,直达声：自声源未经反射直接传到接收点的声音。早期反射声：由舞台前斜顶和舞台两侧墙反射到听众席。混响声：由剧扬四周墙壁、顶棚等对声的多次反射和共鸣形成。,以剧场为例,11.2室内声音的增长、稳态和衰减,2.室内声音的增长、稳态和衰减从能量的角度，我们考虑在室内声源开始发声、持续发生、停止等情况下声音形成和消失的过程。,图11-3,11.2室内声音的增长、稳态和衰减,室内表面反射很强,室内表面的吸声量增加到不同程度,分析室内声音的指数曲线,混响时间赛宾混响时间计算公式伊林混响时间计算公式,11.3混响和混响时间计算公式,11.3混响和混响时间计算公式,室内声场达到稳态后，声源突然停止发声，室内声压级将按线性规律衰减。衰减60dB（声能衰减下跌到原有强度的百万分之一）所需的时间所经历的时间叫混响时间T60，单位是秒（s）。,1.混响时间（Reverberation Time(RT),由于衰减量程及本底噪声的干扰，造成很难在60dB内都有良好的衰减曲线，因此有时取T30或T20 代替T60。,11.3混响和混响时间计算公式,2.赛宾（Sabine）公式其中：A室内表面吸声量赛宾公式适用于,11.3混响和混响时间计算公式,赛宾公式的缺陷：（1）当室内平均吸声系数小于0.2时，赛宾公式T60才与实际较近。（2）只考虑室内表面的吸收作用存在得混响时间。（3）考虑室内表面吸收，空气的吸收等，得到的更接近实际。但实际情况与假设条件不符合，声源的指向性，声场的不均匀，室内吸收分布不均匀和吸声系数的误差都影响着计算公式，实际还需“调整”。,问：赛宾公式有那些缺陷？依林理论与赛宾公式假定有何不同？,2.伊林（Eyring)公式,11.3混响和混响时间计算公式,其中：4m空气吸收系数；当频率取=2000Hz时，一般地，4m与湿度温度有关.通常取相对湿度60%,温度20oC时，4m取:2KHz-0.009,4KHz-0.022 4mV空气吸收量。,2.伊林（Eyring)公式,11.3混响和混响时间计算公式,对于频率较高的声音（一般为2000Hz以上）,当房间较大时，在传播过程中,空气也将产生很大的吸收.这种吸收主要决定于空气的相对湿度,其次是温度的影响。考虑空气吸收的混响时间计算公式称作依林-努特生（Eyring-Knudsen）公式。在值较大时，1，则-ln(1-)，T趋近于0。当较小时，-ln(1-)与相近，此时，用赛宾公式与用依林公式得到的结果相近。,11.3混响和混响时间计算公式,0.024,.混响声、回声、反射声混响过程：当声音达到稳态时，若声源突然停止发声，室内接收点上的声音并不会立即消失，而要有一个过程，声源停止发声后，室内声音的衰减过程为混响过程。回声：回声是声音长时差的强反射，混响发生时，直达声消失，反射声继续，每反射一次，声能被吸收一部分，室内声能密度逐渐减弱直至消失，直达声达到后的50ms之内到达的反射声，可加强直达声，而50ms之后到达的反射声延时较长的反射声强度比较突出，就形成了回声。,11-2、混响声和回声有何区别？它们和反射声的关系怎样？,混响时间与声音的感觉适度可使乐音丰满，语音饱满，混响时间较长声音较活泼丰润，但太长时声音容易含混不清，语音清晰度下降，乐音缺乏力度和节奏感。混响时间太短则声音较干硬，没有混响的声音(如室外)常有呆板感。,11.3混响和混响时间计算公式,建筑物内混响时间与声音感觉有什么关系？不同建筑物对混响时间有什么要求？,不同建筑物的混响时间1）讲演厅来说，混响时间不能太长2.不同用途的厅堂，最佳混响时间也不相同，一般来说，音乐厅和剧场的最佳混响时间比讲演厅要长些轻音乐要求节奏鲜明，混响时间要短些，交响乐的混响时间可以长些,11.3混响和混响时间计算公式,11.4室内声压级的计算,1.评价室内声压级的标准。对于语言声，要求声压级应至少达到5055dB，信噪比（即语言声压级与背景噪声声压级之差）要达到10dB以上。当语言声压级达到6575dB时，响度感觉更为良好。对于音乐演出，如交响音乐，由于演出时动态范围大（指最高声压级与最低声压级之间的变化范围），往往超过40dB，所以给如何评价听音乐演出时的响度感带来困难。一种办法是通过测量乐队齐奏强音标志乐段的平均声压级La来评价，希望La达到90dB左右，响度感觉就比较满意，且空间感也出得来。,当一点声源在室内发声时，在室内声场充分扩散的条件下，已知声源功率 W，则可利用以下的稳态声压级公式计算离开声源不同距离 r 处的声压级 Lp，即,其中，R房间常数，m2 Q 声源的指向性因素,11.4室内声压级的计算,公式前提：1）点声源2）连续发声3）声场分布均匀,直达声,反射声,2.声压级的计算公式,Q是指向因数，当无指向性声源在完整的自由空间时，Q等于l；贴近一个界面如，墙面或地面(声能辐射到半个自由空间)时，Q等于2；在室内两界面交角处(1/4自由空间)时，Q等于4；在三个界面交角处(1/8自由空间)时，Q等于8,11.4室内声压级的计算,11.4室内声压级的计算,解,驻波,现 象：,L-两个平行墙之间的距离,11.5 房间的共振和共振频率,1.驻波,11.5 房间的共振和共振频率,房间的共振频率引起“简并”，将那些与共振频率相当的声音被大大加强，导致室内原的声音产生失真，共振频率的重叠现象，称为共振频率的“简并”。为克服“简并”现象，使共振频率的分布尽可能均匀，需选择合适的房间尺寸，比例和形状，如果将房间的墙面或顶棚做成不规则形状，或将吸声材料不规则地分布在室仙界面上，也可适当克服共振频率分布的不均匀性。,房间共振对间质有何影响？什么叫共振频率的简并；如何避免？,2.共振频率与简并现象,波动,第十二章 吸声材料与吸声结构,吸声材料与吸声结构的作用和分类 多孔吸声材料 空腔共振吸声结构 薄膜、薄板吸声结构 其他吸声结构,材料吸声:着眼于声源一侧反射声能的大小，目标是反射声能要小；吸声材料：(多孔、疏松和透气)材料隔声:着眼于入射声源另一侧的透射声能的大小，目标是透射声能要小。隔声材料，：重而密实，,1.吸声与隔声的区别,12.1 吸声材料与吸声结构的作用和分类,12.1 吸声材料与吸声结构的作用和分类,2,吸声系数:,一般材料的吸声系数在0.011.00之间。0.56，高效吸声材料0.8的材料，强吸声材料。0，全反射材料。1，全吸收材料吸声量,2.吸声系数和吸声量,12.1 吸声材料与吸声结构的作用和分类,控制混响时间:在音质设计中控制混响时间，消除回声、颤动回声、声聚焦等音质缺陷；吸声降噪:在噪声控制中用于室内吸声降噪以及通风空调系统和动力设备排气管中的管道消声。,3.吸声材料和吸声结构的主要用途,矿棉,中高频吸声大,4.吸声材料和吸声结构的分类,吸声材料和结构，根据其吸声原理的不同，可分为,12.1 吸声材料与吸声结构的作用和分类,矿棉板(1cm)用在走廊和会议室,1m-0.8m,窗帘 家具 座椅 洞口,1.多孔吸声材料的结构特征,12.2 多孔吸声材料,材料内部具有大量微孔或间隙 空隙之间互相连通，微孔或间隙向外敞开并深入材料内部。,12.2 多孔吸声材料,2.吸声原理 当声波入射时，主要是两种机理引起声波的衰减：能量转换：空气运动和孔壁的摩擦使声能转化为热能。热交换：小孔中的空气和孔壁与纤维之间的热交换。高频声波可使空隙间空气质点的振动速度加快，空气与孔壁的热交换也加快。这就使多孔材料具有良好的高频吸声性能。,12.2 多孔吸声材料,3.影响多孔材料吸声特性的主要因素,影响多孔材料吸声特性的三个主要因素材料孔隙率：材料中孔隙体积和材料总体积之比。结构因子：反映多孔材料内部纤维或颗粒排列的情况，是衡量材料微孔或狭缝分布情况的物理量。空气流阻：单位厚度时，材料两边空气气压和空气流速之比。,最重要，与材料厚度关系密切,3.影响多孔材料吸声特性的主要因素,（1）材料中空气的流阻A 流阻：空气的流阻是空气质点通过材料空隙遇到的阻力。r流阻对材料吸声特性：B 对于多孔材料，适当的空气流阻能够显著提高中低频的吸声系数。多孔材料存在最佳的空气流阻。,空气流阻可以通过厚度和容重粗略估计和控制（对于玻璃棉，较理想的吸声容重是12-48Kg/m3,特殊情况使用100Kg/m3或更高）。随着厚度增加，中低频吸声系数显著地增加，但高频变化不大（多孔吸声材料对高频总有较大的吸收）。厚度不变，容重增加，中低频吸声系数亦增加；但当容重增加到一定程度时，材料变得密实，流阻大于最佳流阻，吸声系数反而下降。,C.流阻控制：吸声容重,12.2 多孔吸声材料,（2）材料孔隙率孔隙率空气体积/总体积多孔材料的孔隙率多在70以上。空隙率在 7090%之间的材料均为微孔材料。,12.2 多孔吸声材料,12.2.3 影响多孔材料吸声特性的主要因素,（3）材料的厚度增加厚度中低频范围的吸声系数会有所增加，并且其吸声的有效频率范围也有所扩大。厚度对高频吸收的影响很小。,100,12.2 多孔吸声材料,12.2.3 影响多孔材料吸声特性的主要因素,（3）材料的厚度增加厚度中低频范围的吸声系数会有所增加，并且其吸声的有效频率范围也有所扩大。厚度对高频吸收的影响很小。大部分为50mm左右，广播室采用100mm。,100,增加密度：可以提高中低频吸声系数,(4)材料的密度,12.2.3 影响多孔材料吸声特性的主要因素,（5）材料背后的空气层,吸声系数将随空气层的厚度增加而增加，但增加到一定值后效果就不明显了。,实用上，常以材料厚度、密度来控制吸声材料的特性。,12-1、多孔吸声材料具有怎样的吸声特性？随着材料容重、厚度的增加，其吸声特性有何变化？试以玻璃棉为例予以说明。答：多孔吸声材料主要吸声特性：本身具有良好的中高频吸收，背后留有空气层时还能吸收低频。同一材料，其密度、厚度增加，可以提高中低频的吸声系数，但对高频影响不大。,12-1、多孔吸声材料具有怎样的吸声特性？随着材料容重、厚度的增加，其吸声特性有何变化？试以玻璃棉为例予以说明。,如图，为超细玻璃棉的吸声系数。从由线1、3比较，密度一定时，随着厚度增加，中低频范围的吸声系数显著增大。高频总是有较大的吸声系数。从曲线2、3比较可知，厚度一定时，增大密度也可提高中低频的吸声系数，不过比增大厚度所引起的变化小,1.原理：这种结构是在各种穿孔板、狭缝板背后设置空气层形成吸声结构，空腔孔颈空气柱由于共振而激烈运动，消耗能量，腔内空气起弹簧缓冲作用。,12.3空腔共振吸声结构,2.吸声特性穿孔板具有适合于中频的吸声特性。,一、单孔共振吸声结构,12.3空腔共振吸声结构,c-声速34000cm/ss-颈口面积cm2V空腔体积t孔颈深度（板厚）开口末端修正量，,3.吸声改善措施1）通过在小孔颈口部位加薄膜透声材料或多孔性吸声材料以改善穿孔板吸声结构的吸声特性2）通过加长小孔的有效颈长来改变其吸声特性等。,单孔共振吸声结构,12.3空腔共振吸声结构,二、多孔共振吸声结构,c-声速34000cm/sL-板后空气层厚度cmt板的厚度 开口末端修正量，P穿孔率，穿孔面积与总面积之比,12.3空腔共振吸声结构,1.吸声特性：1.特点：用于吸收中、低频率的噪声 穿孔板的吸声系数在 0.6 左右。穿孔板的吸声带宽较窄，只有几十赫兹到几百赫兹。2.影响因素;空腔共振吸声结构吸声特性主要取决于板厚、孔径、孔距、空气层厚度以及底层材料。穿孔板的穿孔面积越大，吸声频率就越高，空腔或板的厚度越大，吸声频率就越低。,12.3空腔共振吸声结构,底层材料的影响,12.3空腔共振吸声结构,孔径的影响,12-3、如何使穿孔板结构在很宽的频率范围内有较大的吸声系数？,12.3空腔共振吸声结构,3.工程改进措施 可以采用如下方法提高多孔穿孔板的吸声性能与吸声带宽：(1)空腔内填充纤维状吸声材料；(2)降低穿孔板孔径，开微孔（孔径小于8mm）可以使共振频率向低频偏移。(3)在孔口覆盖透声薄膜，增加孔口的阻尼；(4)组合不同孔径和穿孔率、不同板厚度、不同腔体深度的穿孔板结构。,12.3空腔共振吸声结构,根据共振频率公式绘制的计算表，：已知t、d、P、L、f0中任意4项，求另外一项。,某穿孔板厚度4mm，孔径8mm，孔距20mm，穿孔按照正方形排列，板后空气层厚10cm，求共振频率。解：,例题,12.4 薄膜、薄板共振吸声结构,1.薄膜共振吸声结构：M0：膜的质量 L：膜后空气层厚度200-300Hz中频,吸声原理共振吸声,12.4 薄膜、薄板共振吸声结构,2.薄板共振吸声结构：共振频率,K弹性模量系数K则f0向中频f0=80300Hz低频=0.20.5,波动,第十三章 室内音质设计,主观评价,第一节 音质评价,合适的响度 较高的清晰度和明晰度 足够的丰满度 良好的空间感没有声学缺陷和噪声干扰 色度感,客观评价,声压级混响时间RT反射声时间序列分布,13.1 室内音质评价标准,合适的响度：与响度相对应的物理指标是声压级。语言要求6080方，音乐50100方。剧场观众席各处声压级差小于3dB。,足够的丰满度：与丰满度相对应的物理指标是混响时间。色度感：相对应的物理指标主要是混响时间的频率特性以及早期衰减的频率特性。清晰度：清晰度与混响时间有直接关系.空间感：与反射声的强度、时间分布、空间分布有密切关系。没有声学缺陷和噪声干扰：无声学缺陷:如回声、颤动回声、声聚焦、声遮挡、声染色等影响听音效果及声音音质的缺陷,1.主观评价,13-1、室内音质的优劣如何评价？在声学设计中应从哪些方面保证音质的良好要求？,2.客观评价要求声压级：增大声压级需要获得更多的反射声。声音下限值应达到80dB。2.混响时间：RT与室内的混响感、丰满度、清晰度有很大关系。RT越长，越感丰满，但清晰度越差；RT越短，越感“干”，但清晰度提高。RT的频率特性与音色有一定关系。RT低频适当增长，声音有温暖感、震撼感；RT高频适当增长，声音有明亮感、清脆感。,13.1 室内音质评价标准,2.客观评价要求反射声时间序列分布：直达声 前期反射声 混响声,13.1 室内音质评价标准,要求：+-17,2.客观评价要求4.空间分布：前方的近次反射声-亲切感，侧向的反射声-环绕感。一般讲，听者左右两耳接收的侧向反射声有较大差别，两耳互相关函数IACC表示空间围绕感。IACC越小，表明房间反射造成的双耳到达信号相关性越小，空间围绕感越强。,13.1 室内音质评价标准,各种厅堂的最佳混响时间,一、保证厅内有足够的响度 对于以自然声为主的厅堂，大厅的体积有一定限度。以电声为主的可以不受限制。（推荐值见下表）,13.2 厅堂容积的确定,13-2、确定房间容积需考虑哪些因素？,13.2 厅堂容积的确定,二、合适的混响时间每座容积 人的吸声量占房间吸声量很大的一部分。不同用途的厅堂的混响时间与每座容积率关系较大。,13.3 厅堂体型的确定,一、充分利用直达声：剖面：前后排：h80mm。平面：声源张角140二、争取和控制前反射声：三、消除室内声学缺陷,厅堂体型设计应考虑哪些因素?,13.3 厅堂体型的确定,三、消除室内声学缺陷1、回声：可改变反射面角度来缩短声程差（S17m）；表面贴吸声材料；作扩散体。2、颤动回声：避免对应面平行；采用消除回声的措施。3、声聚焦：作扩散体；调节其曲率半径。4、声影：使观众区都在扩散区内。注意挑出物的遮挡。（如在有挑台情况下，挑台高度H与其至后墙的距离L需满足：音乐厅L2H，语言LH）。5、沿边反射：改变反射角度；作扩散体；贴吸声材料。,观众厅由于体型处理不当会产生哪些音质缺陷，如何在设计中避免？,混响时间具体内容1.最佳混响时间及频率特性的确定2.混响时间的计算和多功能厅堂的混响时间设计 3.室内装修材料的选择与布置,13.4室内的混响设计,1.最佳混响时间及频率特性的确定2.混响时间的计算和多功能厅堂的混响时间设计 3.选择与布置室内装修材料,13.4 室内的混响设计,1.最佳混响时间及频率特性的确定f：125，250，500，1000，2000，4000六个频率。最佳混响时间通常取500Hz1000Hz作为标准。,13.4室内的混响设计,最佳混响时间推荐值-500Hz,13.4室内的混响设计,最佳混响时间及频率特性曲线的确定,求出厅堂的容积V和内表面积S。确定混响时间及其频率特性的设计值。由伊林公式求平均吸声系数。算出各声频率上的总吸声量A。所需吸声量Ax=A-Ag合理地布置吸声材料和吸声结构。计算在125Hz到4000Hz各倍频程的中心频率上进行。,1）混响时间设计步骤,2.混响时间的计算和多功能厅堂的混响时间设计,2）多功能厅堂的混响时间设计：选择适中的混响时间：T60，采用可变的混响时间：可变吸声结构，改变容积，采用电声处理：人工混响器，强指向性的声柱,一个多功能厅堂的混响时间应如何确定？,3.选择与布置室内装修材料,观众厅，舞台口周围的墙面、天花应当主要布置声反射材料，以保证向观众席提供近次反射声。吸声系数较大的材料及结构，应尽量布置在厅的侧墙中、上部，以及后墙等可能产生回声的部位。采用的材料的吸声系数应与实际装置条件相接近。,1.电声系统的组成：传声器扩大器扬声器2.对电声系统的要求：3.扬声器的布置 集中式布置：简单的集中式布置 声柱 分散式布置：顶棚 侧墙 前排座位后部,13.5 室内电声设计,13.6 各种厅堂的混响设计,一、音乐厅 混响时间：混响时间是由与每一个听众所占的空间有关的房间容积所控制的；低音的强度：低音的强度则取决于厅堂内表面的布置和性质。声学亲切感：而声学亲切感则由厅堂狭窄程度或在坚硬天花下面局部地敞开布置的声反射所控制的。这种装置使反射声到达听者的声程大大缩短。,音乐厅设计原则,1.保证较长的混响时间，保证丰满度。每座容积810m3，厅内尽量少用甚至不用吸声材料。混响时间频率特性曲线上低频适当高于中频，有温暖感。2.充分利用近次反射声，并均匀分布，使各座有足够的响度和亲切感，特别增加侧向反射可有良好的围绕感。3.要有良好的声扩散。4.噪声标准高于其它厅堂。5.为语言扩声、现场转播及录音的需要，要设置声扩室。,音乐厅设计的原则是什么？,波动,噪声控制,建筑物理,工业企业噪声卫生标准,声压是指某瞬间介质中的压强相对于无声波时的压强的改变量。单位:牛顿/米2（N/m2,Pa）。符号P。听阈：2x10-5Pa-20Pa。,声压级：Lp=20lgP/P0(dB)P0=2x10-5Pa 单位：分贝，记作“dB”（decibel）。声压级的引入，使人的听力从听阈到痛阈的范围变为0120dB。,声压与声压级,14.2噪声评价,声级计中设有A、B、C和D四个计权网络 A网络：参考40方等响曲线，对500Hz以下的声音有较大的衰减，以模拟人耳对低频不敏感的特性。C网络：具接近线性的较平坦的特性，在整个可听范围内几乎不衰减，以模拟人耳100方纯音的响应。,1.A声级LA,14.2噪声评价,14.2噪声评价,2.等效连续A声级Leq,对一个起伏的或不连续的噪声提出了等效连续A声级的概念。在某规定时间内A声级的能量平均值，又称等效连续A声级，用Leq或“LAeq.T表示，单位为dB。两者在观察时间内具有的能量相同.按此定义Leq为LA(t)是随时间变化的A声级，dBLAt时刻的瞬时A声级,dB,用单值表示一个连续起伏的噪声（与随时间变化的声音或不连续的声音能量等效的稳定声级）。例如，在一小时内，每五分种A声级有变化，如下：,则：这一小时的Leq 10lg（108+10 8.3+10 9+）-10lg12=100-10.8=89.2dB,等效连续A声级Leq（Eguivalent sound Pressure Level),3.昼夜等效声级Ldn,一般噪声在晚上比白天更容易引起人们的烦恼。研究结果指出，夜间噪声的干扰比白天大10dB。因此，计算一天24小时的等效声级时，夜间要加上10dB的计权，这样得到的等效声级称为昼夜等效声级。Ldn=10lg(15 10Ld/10+9 10(Ln+10)/10其中：Ld-为白天(07:00-22:00）的Leq Ln-为夜间(22:00-07:00）的Leq.,Leq只能表示噪声的平均情况，有时为了了解不同声级在时间上出现的概率分布，人们提出了累积分布声级的概念。L1 L5 L10 L50 L90,其中，L10,L50,L90称为累积分布值 L10：测定时间内，10的数值超过的噪声 级，即噪声的峰值；L50：测定时间内，50的数值超过的噪声级，即噪声的平均值；L90：测定时间内，90的数值超过的噪声级，即噪声的本底值；,4.累计分布声级Ln：（用于描述交通噪声）,在一些对安静要求较高的环境里，如剧场、录音室、演播室，不但需要考虑噪声的声级，同时要考虑噪声的频率特性。通过国际标准化组织的一组评价曲线，每条曲线用一个NR值表示，噪声各个频率值都不超过的最低的曲线作为噪声评价的NR值。考虑了低频噪声难消除的因素,NR数与A声级LA的关系为:NR=LA-5dB ISO推荐用于评价公众对户外噪声的反应,中国、欧洲常用.,5.NR(Noise Rating)噪声评价曲线,波动,空气声的隔绝撞击声的隔绝,建筑隔声,人们对室内安静程度的要求：日常：理想水平，室内应40dBA,如果50dBA会引起居住用户的普遍不满；睡眠：理想水平，室内应35dBA,如果45dBA会引起50%居住用户的不满。,建筑隔声的重要意义：营造适合人需求的安静的环境。,:经由空气直接传播（空气传声、空气声）经由围护结构传播（空气传声、空气声）固体的撞击或振动的直接作用(固体传声、撞击声）,声音在房屋建筑中的传播途径,15-1、在建筑中声音是通过什么途径传递的？空气声与固体声有何区别？室外的火车声进入室内是属于何种类型的传播？,1、经由空气直接传播，即通过围护结构的缝隙和孔洞传播.2、通过围护结构传播；3、由于建筑物中机械的撞击或振动的直接作用，使围护结构产生振动而发声。前两种为“空气传声”，第三种为“振动或固体传达室声”。空气声声音在空气中传播。固体声振动直接撞击构件使构件发声。室外火车声进入室内属于“空气传声”。,声音在房屋建筑中的传播途径,在理想情况下，单层墙体隔声量理论推导得到：隔声量R=20lg(f*M)-48=20lgf+20lgM-48结论:墙体越重空气声隔声效果越好。吻合效应避免吻合效应：使吻合效应不发生在100-2500Hz可采用：厚而硬的墙板降低临界频率fc 软而薄的墙板提高fc。,质量定律与吻合效应,15-2、何谓质量定律与吻合效应？在隔声构件中如何避免吻合效应？,1、将多层密实材料用多孔弹性材料（如玻璃棉或泡沫塑料等）分隔，做成夹层结构。2、加厚空气间层的厚度，一般当将空气间层的厚度增加到7.5cm以上，在大多数的频带内可以隔声量8-10dB。3、用松软的吸声材料填充空气间层。,15-3、试列举一、二种典型方案，说明如何提高轻型墙的隔声能力。,轻型墙的隔声,人们要隔绝的声音按着传播的途径可分为空气声（由于空气的振动）和固体声（由于固体的撞击或振动）两种。对隔空气声，根据声学中的“质量定律”，墙或板传声的大小，主要取决于其单位面积质量，质量越大，越不易振动，则隔声效果越好，故对此必须选用密实、沉重的材料（如粘土砖、钢板、钢筋混凝土）作为隔声材料。对隔固体声最有效的措施是采用不连续的结构处理，即在墙壁和承重梁之间、房屋的框架和隔墙及楼板之间加弹性衬垫，如毛毡、软木、橡皮等材料，或在楼板上加弹性地毯。,隔绝空气传声和固体撞击传声的处理原则,试述隔绝空气传声和固体撞击传声的处理原则。,。1、弹性面层处理。在楼板表面铺设柔软材料（地毯、橡皮布、软木板、塑料地面等）；2、弹性垫层处理，在楼板结构层与面层间做弹性垫层，将其放在面层或龙骨下面，如“浮筑楼板”；3、楼板做吊顶处理。,提高楼板隔绝撞击声能力的途径,15-5、试论述提高楼板隔绝撞击声能力的途径。,15-4、设计隔声门窗时应注意什么问题？门窗设计时，需解决门窗结构轻薄和缝隙问题。门:经常开启的，重量不宜过大，门缝难密封时，可设“声闸”或“狭缝消声”。窗：要保证其有足够的厚度，避免共振，注意密封，特别要避免隔声窗的吻合效应。,