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第3.1章 建筑声学基本知识一、声音的基本性质声源是辐射声音的振动物体。
声波是纵波。
人耳可听到的声波频率范围是20-20000Hz 。
介质的密度越大，声音的传播速度越快，声音在空气中的传播速度为340 m/s 。
将声音的频率范围划分为若干个区段，称频带。
声学设计和测量中常用倍频带和1/3倍频带。
倍频带的中心频率有11个：16、31.5、63、125、250、500、1000、2000、4000、8000Hz 、16kHz 。
小于200 Hz 为低频，500～1000Hz 为中频，大于2000Hz 为高频。
声波从声源出发，在介质中传播，声波同一时刻所到达的各点的包络面称波阵面。
声线表示声波的传播方向和途径。
声波可分为球面波、平面波和拄面波。
声波在传播过程中会发生反射（镜像反射和扩散反射）、绕射（声波绕过障蔽边缘进入声影区的现象）、干涉（相同频率、相位的两列波在叠加区域内引起的振动加强和削弱的现象）。
材料的反射系数r 、透射系数τ和吸收系数α分别表示被反射、透过和吸收的声能占总声能的比例。
τ小的材料就是隔声材料，α> 0.2的材料就是吸声材料。
二、声音的计量声功率W ：声源在单位时间内向外辐射的声能。
声强I ：单位时间，垂直于声波传播方向上单位面积通过的声能。
点声源 24/r W I π= 声压p ：介质有无声波传播时压强的改变量。
自由声场中 c p I 02/ρ=声能密度E ：单位体积内声能的强度。
c I E /=级的概念，声压级0/lg 20p p L p =；声强级0/lg 10I I L I =；声功率级0/lg 10W W L W =（其中p 0=2×10-5Pa ；I 0=10-12W/m 2；W 0=10-12W ）；几个等声压级的叠加n p p L p lg 10lg 200+=。
两个等声压级叠加时，总声压级比一个声压级增加3dB ，两声压级之差超过10dB 时，附加值可忽略不计，总声压级等于最大声压级。
建筑声学基本知识一．声音得产生与声波得物理量1．振动产生声音振动物体得往复运动,挤压弹性介质形成往复变化得振动波;振动波在介质中传播,激起人耳得振动感受而产生声音。
声波就是一种纵波,这给人耳或者绝大多数动物得听觉器官构造有关。
声波得传播就是能量得传递,而非质点得转移。
介质质点只在其平衡点附近来回振动而不传向远处。
声音就是我们能够感到存在得振动纵波,人耳能感受得频率范围标准规定为20Hz~20000H;低于这个范围得就是次声波, 高于这个范围得就是超声波。
2．声波得基本物理量声波得特性可以由波得基本物理量来描述。
频率:在1秒钟内完成全振动得次数,记作f,单位就是Hz。
波长:声波在传播途径上,两相邻同相位质点之间得距离,记作λ,单位就是m。
声速:声波在介质中传播得速度,记作c,单位就是m/s,c=λf。
声速与声源特性无关,而与介质得压强与温度有关。
表达式为:c0=√(γP0/ρ0)γ为空气比热比;P0大气剪静压;ρ0为空气密度。
常温常压下,空气中声速就是343m/s,其她介质下各不相同。
压强得变化与压强变化引起得得空气密度变化互相抵消,声速主要与温度相关。
3．在声环境评价与设计中得物理量。
声压:声波在介质中传播时,介质中得压强相对于无声波时得介质静压强得改变量。
表达式为:P= P0 cos (ωt-kr+φ)P为r位置处得声压P a(N/m²);P0为最大声压P a(N/m²);k=ω/c0;φ为与轴向相位角。
常温下1个大气压强为1、0325x105P a声强:就是在单位时间内,通过垂直于传播方向上得单位面积内得平均声能量,就是一个有方向矢量。
I表示,单位就是W/m²。
声强与声压得关系就是:I= P²/(ρ0c0)ρ0为大气密度,常温下ρ0 =1、21kg/m³;c0为声波在介质中传播得速度m/s。
声功率:声源在单位时间内向外辐射得声能,W表示,单位W。
建筑声学基本知识一．声音的产生和声波的物理量1 .振动产生声音振动物体的往复运动，挤压弹性介质形成往复变化的振动波；振动波在介质中传播，激起人耳的振动感受而产生声音。
声波是一种纵波，这给人耳或者绝大多数动物的听觉器官构造有关。
声波的传播是能量的传递，而非质点的转移。
介质质点只在其平衡点附近来回振动而不传向远处。
千matW-n*-后声音是我们能够感到存在的振动纵波，人耳能感受的频率范围标准规定为20Hz~20000H；低于这个范围的是次声波，高于这个范围的是超声波。
2 .声波的基本物理量声波的特性可以由波的基本物理量来描述。
频率：在1秒钟内完成全振动的次数，记作f,单位是Hz。
波长：声波在传播途径上，两相邻同相位质点之间的距离，记作，单位是m。
声速：声波在介质中传播的速度，记作c,单位是m/s,c=f。
声速与声源特性无关，而与介质的压强和温度有关。
表达式为：/=(P0/0)为空气比热比；P0大气剪静压；0为空气密度。
常温常压下，空气中声速是343m/s,其他介质下各不相同。
压强的变化与压强变化引起的的空气密度变化互相抵消，声速主要与温度相关。
3 .在声环境评价和设计中的物理量。
声压：声波在介质中传播时，介质中的压强相对于无声波时的介质静压强的改变量。
表达式为：P=P0cs(-kr+)P为r位置处的声压P a(N/m，P0为最大声压P a(N/m2)；k=/c0；为与轴向相位角。
常温下1个大气压强为1.0325x105P0a声强：是在单位时间内，通过垂直于传播方向上的单位面积内的平均声能量，是一个有方向矢量。
I表示，单位是W/m2o声强与声压的关系是：I=P2/(0c0)0为大气密度，常温下0=1.21kg/m3；c0为声波在介质中传播的速度m/s o声功率：声源在单位时间内向外辐射的声能，W表示，单位W o声源声功率与声强的关系是：W=I.(4r2)其中，r是距声源的距离。
在自由声场中测得声压和已知距声源的距离，就可以算出声强以及声源的声功率。
建筑声学基础知识
材料吸声性能的主要参数---吸声系数
吸声材料或结构吸声能力的大小通常用吸声系数表示。
在不同的频率下和不同的安装方式时同种材料的吸声系数不同。
通常取125 hz、250hz、500hz、1000hz、2000hz、4000hz这六个中心频率下的吸声系数来表示。
建筑声学中最重要的概念----混响时间
混响时间是指声能密度衰弱60dB所需要的时间。
它是建声设计中最重要的一个参数。
它与房间的体积及表面吸声性能有关，与房间容积成正比，与吸声量成反比。
吸声：
声音进入多孔材料或引起可弯曲变形的板振动后，声能转化为热能的效应。
吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象。
吸声可以降低室内声压级描述吸声的指标是吸声系数a，代表被吸收的声能与入射声能的比值。
理论上如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。
事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收
声波在空气中传播与空气质点因振动摩擦使声能转化为热能，引起的声波随传播距离增加逐渐衰减的现象，称为空气吸收；当声波入射多孔吸声材料时由于空气的粘滞阻力，空气与孔壁的振动摩擦，使相当一部分声能转化成热能而被吸收，称为材料吸声。
任何材料对入射声能或多或少都有一些吸声能力，平均吸声系数超过0.4的材料才称为吸声材料。
多孔吸声材料吸声频率的特性是：中高频吸声系数较大，低频吸声系数较小。
隔声：材料降低传声的能力。
建筑物受到外部声场的作用或受撞击而发生振动时，声音就会透过围护结构传进来，这叫“传声”。
由于围护结构的作用，传进来的声能总是有所减少，作用的大小取决于围护结构的隔声性能。
隔绝外部空间声场的声能，称为“空气声隔绝”；
使撞击能量辐射的声能有所减少，称为“固体声或撞击声隔绝”。
这和“隔振”的概念不同，前者是指到达接受者的空气声，后者是指接受者感受到的固体振动。
采取隔振措施可减少振动源或撞击源对围护结构（如楼板）的影响，降低撞击声本身的声级。
噪声：噪声有两种意义：
在物理上指不规则的、间歇的或随机的声振动。
在心理上指任何人们不希望听到的声音。
声音的产生是物理现象，而噪声是人们对声音的一种主观感受和心理感受。
因此，凡是人们不希望听到的任何声音，即对生活、工作和学习有干扰的声音，统称""噪声"。
质量定律：对于隔墙隔声存在一个普遍的规律，即材料越重（面密度越大）
隔声效果越好。
对于单层密致匀实墙，面密度每增加一倍，隔声量在理论上增加6dB，这种规律即为质量定律。
共振频率：任何隔墙都存在固有的共振频率, 当声波的频率和墙的共振频率一致时，墙体整体产生共振，该频率的隔声量将大大下降。
吻合效应：声波接触墙板后，墙板除了垂直方向的受迫振动以外，还有沿着板面方向的受迫弯曲振动。
在某个特定频率以上，受迫弯曲振动将和板固有的自由弯曲振动发吻合，这时板就非常顺从地跟随入射声弯曲，造成声能大量地透射到另一侧去，形成隔声量的低谷，这种现象被称作吻合效应。
掩蔽效应：人耳存在掩蔽效应，当一个声音高于另一个声音10dB时，较小的声音因掩蔽而难于被听到和理解，由于掩蔽效应，在90-100dB的环境中，即使近距离讲话也会听不清。
二．吸声与隔声的区别
吸声，对同一个空间，改变室内声场的特性。
吸声的主要作用是吸收室内的混响声,对直达声不起作用,也就是说吸声可提高音质,但对降噪能力效果不好；
且吸声材料是以多孔、疏散的材质,隔声则是以密质为主的；
隔声，相对两个空间的，隔声的主要作用就是隔断声音从一个空间到另一个
空间,防止噪声的干扰。
隔声材料材质的具体要求是：密实无孔隙、有较大的重量。
但是一般在进行降噪处理时都是吸、隔声相结合来治理,即运用隔声隔断外来的噪声及室内噪声传于外面，再用吸声调解室内的混响声。
