07第7章建筑声环境-2006
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07建筑声环境2 共157页
2 .响度级:度级是建立在两个声音主观比较的基础上， 选择1000Hz的纯音作基准音，若某一噪声听起来与 该纯音一样响，则该噪声的响度级在数值上就等于 这个纯音的声压级（dB）。响度级用LN表示，单 位是"方"。如果某噪声听起来与声压级为80dB，频 率为1000Hz的纯音一样响，则该噪声的响度级就是 80方。
房间容积越 大，衰减越 慢
36
LW
r
Lp
Lp
r
LW
室内的 声压级
室内某点声压级
Q4
A
B
LpL W1l0g4 (r2R)
Q－指向性因数，
取决与声源与接收
点的相对关系
指向性因数Q
R－房间常数
R Sa
S－房间1 总a 表面积
f S0(Hzm)
a－平均吸声系
数
37
20
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
I
W 4 r 2
W
声强可以直接叠加，故有:
r
I Ii
总声压是各声压的均方根:
p pi2
21
级的概念
分贝标度和声级：常用一个成倍比关系的对 数量—“级”来表示声音的大小，称为声级， 单位为：分贝（dB）。
22
29
声音的透射和吸收
吸收
透射
透射
吸收
30
声音的传播特征
31
声音的传播和衰减
11
对于点声源
相对参考值
LPLw20lgr10lg4cpW 020
32
声音的传播特征
33
声音的传播特征
34
声音的传播特征
房间容积越 大，衰减越 慢
36
LW
r
Lp
Lp
r
LW
室内的 声压级
室内某点声压级
Q4
A
B
LpL W1l0g4 (r2R)
Q－指向性因数，
取决与声源与接收
点的相对关系
指向性因数Q
R－房间常数
R Sa
S－房间1 总a 表面积
f S0(Hzm)
a－平均吸声系
数
37
20
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
I
W 4 r 2
W
声强可以直接叠加，故有:
r
I Ii
总声压是各声压的均方根:
p pi2
21
级的概念
分贝标度和声级：常用一个成倍比关系的对 数量—“级”来表示声音的大小，称为声级， 单位为：分贝（dB）。
22
29
声音的透射和吸收
吸收
透射
透射
吸收
30
声音的传播特征
31
声音的传播和衰减
11
对于点声源
相对参考值
LPLw20lgr10lg4cpW 020
32
声音的传播特征
33
声音的传播特征
34
声音的传播特征
精品工程类本科大三课件《建筑环境学》07第七章第12节 声环境以及人体的反映原理
波阵面与声线
A
A
A
• 声波从声源出发，在同一个介质中按一定方向传播，在某一时刻，波 动所达到的各点的包络面，即空间中相位相同的相邻点构成的面，称 为波阵面。
• 平面波——如：一个置于管端作往复简谐振动的活塞，向管子中的空气辐射的 就是平面波。其声压幅值Pm即波的强度在传播中不衰减
• 球减面波——小球，作胀缩简谐振动。其波的强度Pm随传播距离 r 成反比关系衰
• 第十二条（四）依照环境噪声污染防治法的规定，产生环境噪声污染超过 国家环境噪声标准的，按照排放噪声的超标声级缴纳排污费。
第一节
建筑声环境的基本知识
声音的产生与传播过程包括三个基本因素： • 声源——振动的物体 • 传声途径——空气、墙壁、楼板等 • 接收者
人耳对声音的感觉有三个表征量： • 音量——大小 • 音调——高低 • 音色
能量，单位为 W／m2。若用S表示面积。
I=W/S
• 声强具有方向性，是一个矢量。
• 如果所考虑的面积与传播方向平行，则通过此面积的声强就为 “零”。
• 对于球面波:
W
I 4 r 2
• 声强声功率成正比
• 与距声源的距离平方成反比
• 对于平面波： I = W / S
• 声强与距离无关：声线平行，声能 没有聚集或离散
• 声波传播的途径用声线表示
• 在各向同性的介质中，声线是直线且与波阵面相垂直
声功率W
——是声源本身的一种特性
• 声功率是指声源在单位时间内向外辐射的声能，单位为瓦（W）或微 瓦(μW)。
• 声源的声功率，或指在全部可听范围所辐射的功率，或指在某个有限 频率范围所辐射的功率（通常称为频带声功率）。
f中2/f中1= 3 2 f中/ 6 2 f中 6 2 f上限× f下限＝ f中2
建筑与声环境的关系及案例分析
5 场地设计 5.1 建筑布局 5.1.2 第七条 根据噪声源的位置、方向和强度，应在建筑功能 分区、 道路布置、建筑朝向、距离以及地形、绿化和建筑物的屏障作用等 方面采取综合措施，以防止和减少环境噪声。 5.2 道路 5.2.3 第三条 基地内不宜设高架车型道路，当设置高架பைடு நூலகம்行道路与建 筑平行是应有保护私密性的视距和防噪声的要求。 噪声污染社会现象越来越受到人们的重视，从建筑设计初始，就应考虑 到建筑在声环境下的影响，通过综合措施减少噪声污染。
西北地区某医院总平面布置示意图
(二).案例分析 Examples
2.4 古罗马的露天剧场
露天剧场存在的问题是： 1.露天状态下，声能下降的很快 2.相当大的声能被观众吸收 3.噪声干扰
解决办法：
1.加声反声罩； 2.控制演出时周围的噪声干扰
(二).案例分析 Examples
2.5 吴泾电厂冷却塔噪声治理-声屏障
7.5.3不同房间楼板撞击声隔声标准应符合表7．5．3的规定
7.5.4 民用建筑的隔声减噪设计应符合下列规定：
1 对于结构整体性较强的民用建筑，应对附着于墙体和楼板的传声源部件采 取防止结构声传播的措施； 2 有噪声和振动的设备用房应采取隔声、隔振和吸声的措施，并应对设备和 管道采取减振、消声处理；平面布置中，不宜将有噪声和振动的设备用 房设在主要用房的直接上层或贴邻布置，当其设在同一楼层时，应分区 布置； 3 安静要求较高的房间内设置吊顶时，应将隔墙砌至梁、板底面；采用轻质 隔墙时，其隔声性能应符合有关隔声标准的规定。
(一).设计规范 Standards
《民用建筑设计通则》( GB50352-2005 )
7.5 隔声 7.5.1民用建筑各类主要用房的室内允许噪声级应符合表7．5．1的规定 7.5.2不同房间围护结构(隔墙、楼板)的空气声隔声标准应符合表7．5．2规定
西北地区某医院总平面布置示意图
(二).案例分析 Examples
2.4 古罗马的露天剧场
露天剧场存在的问题是： 1.露天状态下，声能下降的很快 2.相当大的声能被观众吸收 3.噪声干扰
解决办法：
1.加声反声罩； 2.控制演出时周围的噪声干扰
(二).案例分析 Examples
2.5 吴泾电厂冷却塔噪声治理-声屏障
7.5.3不同房间楼板撞击声隔声标准应符合表7．5．3的规定
7.5.4 民用建筑的隔声减噪设计应符合下列规定：
1 对于结构整体性较强的民用建筑，应对附着于墙体和楼板的传声源部件采 取防止结构声传播的措施； 2 有噪声和振动的设备用房应采取隔声、隔振和吸声的措施，并应对设备和 管道采取减振、消声处理；平面布置中，不宜将有噪声和振动的设备用 房设在主要用房的直接上层或贴邻布置，当其设在同一楼层时，应分区 布置； 3 安静要求较高的房间内设置吊顶时，应将隔墙砌至梁、板底面；采用轻质 隔墙时，其隔声性能应符合有关隔声标准的规定。
(一).设计规范 Standards
《民用建筑设计通则》( GB50352-2005 )
7.5 隔声 7.5.1民用建筑各类主要用房的室内允许噪声级应符合表7．5．1的规定 7.5.2不同房间围护结构(隔墙、楼板)的空气声隔声标准应符合表7．5．2规定
建筑声环境基本知识
声影区
（三）声透射与吸收(transmission、absorption)
1、定义：声波遇到室内界面 （如天花或墙），一部分 声能被反射，一部分被吸 收，一部分透到另一空间。 Ｅ０＝Ｅr＋Ｅα＋Ｅτ
透射系数：τ=Ｅτ/Ｅ０ 吸声系数：相对于室内空间
——未被反射的声能 α=（Ｅα＋Ｅτ）/Ｅ０
思考题：声波入射到某构件表面，24%能量被反射， 75%被构件吸收，则此构件吸声系数和透射系数分别 为多少？
间压力变化，密集（正压）稀疏（负压）交替变化传播， 形成波动。——疏密波——纵波
室内声学——主要涉及空气声 噪声控制——还须考虑固体声
（二）声波的描述
物理描述
1、物理描述——3参数 1）f（频率）：每秒钟振动次数，单位：Hz(赫兹）。 2）（波长）：传播途径上相邻同相位质点间距离或声
波完成一次振动所走的距离，m 。
①白天：近地面处气温较高——向上弯曲；
②夜晚：地面气温较低——向下弯曲。
夜晚传播 得较远
道路交通噪声，白天除临街楼 房外，大多感受不到；深夜，即 使只有一辆车驶过，也会搅得睡 不好觉，甚至隔几座楼还可听到
住高楼的人白天觉得周遭 的声音特別吵杂
声折射
2）空气中各处风速不同也会改变声波传播方向：
顺风时声线方向向下弯曲；
2 对固定噪声源，应采用适当的隔声和降噪措 施；
3 对交通干道的噪声，应采取设置声屏障或降
噪路面等措施。
6 建筑 设计 与室 内环
境
续表3 《民用建筑绿色设计规范》涉及建筑声环境条文
隔声量及楼板撞击隔声量应符合 现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB50118-2010规定，环境 噪声应符合国家标准《声环境质量标准》GB3096-2008规定。
（三）声透射与吸收(transmission、absorption)
1、定义：声波遇到室内界面 （如天花或墙），一部分 声能被反射，一部分被吸 收，一部分透到另一空间。 Ｅ０＝Ｅr＋Ｅα＋Ｅτ
透射系数：τ=Ｅτ/Ｅ０ 吸声系数：相对于室内空间
——未被反射的声能 α=（Ｅα＋Ｅτ）/Ｅ０
思考题：声波入射到某构件表面，24%能量被反射， 75%被构件吸收，则此构件吸声系数和透射系数分别 为多少？
间压力变化，密集（正压）稀疏（负压）交替变化传播， 形成波动。——疏密波——纵波
室内声学——主要涉及空气声 噪声控制——还须考虑固体声
（二）声波的描述
物理描述
1、物理描述——3参数 1）f（频率）：每秒钟振动次数，单位：Hz(赫兹）。 2）（波长）：传播途径上相邻同相位质点间距离或声
波完成一次振动所走的距离，m 。
①白天：近地面处气温较高——向上弯曲；
②夜晚：地面气温较低——向下弯曲。
夜晚传播 得较远
道路交通噪声，白天除临街楼 房外，大多感受不到；深夜，即 使只有一辆车驶过，也会搅得睡 不好觉，甚至隔几座楼还可听到
住高楼的人白天觉得周遭 的声音特別吵杂
声折射
2）空气中各处风速不同也会改变声波传播方向：
顺风时声线方向向下弯曲；
2 对固定噪声源，应采用适当的隔声和降噪措 施；
3 对交通干道的噪声，应采取设置声屏障或降
噪路面等措施。
6 建筑 设计 与室 内环
境
续表3 《民用建筑绿色设计规范》涉及建筑声环境条文
隔声量及楼板撞击隔声量应符合 现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB50118-2010规定，环境 噪声应符合国家标准《声环境质量标准》GB3096-2008规定。
精品工程类本科大三课件《建筑环境学》07第七章第34节 声音传播与衰减、材料与结构的声学性能
39
材料和结构的声学特性
• 材料和结构的声学特性，指物体对声波的反射、吸收和透射性能，其与 入射声波的频率和入射角有关。
• 隔声是利用隔层把噪声源和接受者分隔开
• 隔声材料一般厚重密实，如混凝土墙
• 吸声是声波入射到吸声材料表面上被吸收，降低了反射声。
• 吸声材料一般松散多孔，如玻璃棉 • 吸声材料原主要用于对音质要求较高的场所。如音乐厅、剧院、礼堂、录音室、
• 气象条件的影响
20
点声源的传播
• 声源尺寸d <<λ时，则声源可近似视为理想点声源或球面声源（声 源表面上各点作振幅相同和相位相同的径向振动）。
• 它向媒质(无限大、均匀且各向同性)辐射球面声波。
1
LP LW 10 lg 4 r 2
LW 20 lg r 10.9
LP1 LP 2 20 lg r2 r1
播音室等。
40
将吸声材料用于的噪声控制技术中： • 隔声罩内侧布置吸声材料； • 在房间墙面、顶棚表面做吸声处理； • 悬挂强吸收的吸声体； • 在消声管道或消声设备中，应用吸声材料
• 空调系统中使用的阻性消声器和阻抗复合式消声器； • 内燃机、锅炉的进排气消声器中，使用吸声材料或吸声结构，构成消声通
道，有效地降低噪声。
41
吸声材料的吸声系数和吸声量
材料和结构的声学特性，与声波的入射角有关。 • 垂直入射（或正入射）吸声系数α0 ：声波垂直入射到材料和结构表面的
吸声系数——消声器设计 • 斜入射吸声系数αθ ：当声波斜向入射时，入射角为θ 时的吸声系数 • 无规入射吸声系数 或 扩散入射吸声系数αT ：“无规入射”或“扩散入射”
• 吸声减噪时，半径大于 r0 才有明显效果
材料和结构的声学特性
• 材料和结构的声学特性，指物体对声波的反射、吸收和透射性能，其与 入射声波的频率和入射角有关。
• 隔声是利用隔层把噪声源和接受者分隔开
• 隔声材料一般厚重密实，如混凝土墙
• 吸声是声波入射到吸声材料表面上被吸收，降低了反射声。
• 吸声材料一般松散多孔，如玻璃棉 • 吸声材料原主要用于对音质要求较高的场所。如音乐厅、剧院、礼堂、录音室、
• 气象条件的影响
20
点声源的传播
• 声源尺寸d <<λ时，则声源可近似视为理想点声源或球面声源（声 源表面上各点作振幅相同和相位相同的径向振动）。
• 它向媒质(无限大、均匀且各向同性)辐射球面声波。
1
LP LW 10 lg 4 r 2
LW 20 lg r 10.9
LP1 LP 2 20 lg r2 r1
播音室等。
40
将吸声材料用于的噪声控制技术中： • 隔声罩内侧布置吸声材料； • 在房间墙面、顶棚表面做吸声处理； • 悬挂强吸收的吸声体； • 在消声管道或消声设备中，应用吸声材料
• 空调系统中使用的阻性消声器和阻抗复合式消声器； • 内燃机、锅炉的进排气消声器中，使用吸声材料或吸声结构，构成消声通
道，有效地降低噪声。
41
吸声材料的吸声系数和吸声量
材料和结构的声学特性，与声波的入射角有关。 • 垂直入射（或正入射）吸声系数α0 ：声波垂直入射到材料和结构表面的
吸声系数——消声器设计 • 斜入射吸声系数αθ ：当声波斜向入射时，入射角为θ 时的吸声系数 • 无规入射吸声系数 或 扩散入射吸声系数αT ：“无规入射”或“扩散入射”
• 吸声减噪时，半径大于 r0 才有明显效果
建筑与城市物理环境概论---声环境
斯图加特 Liederhalls, Beethovensaal 1956年
德国 波恩
Beethovenhalle 1959建，1983年 火灾后重建
柏林交响音乐厅 1963年
新西兰 Christchurch Town Hall 1972年
城市噪声
►“噪者，扰也，群呼烦扰也”； ►古希腊，把手工业作坊集中在城外； ►古罗马铁轮子的马车驶过石板的街
纽约 Carnegie Hall
1891建，1986和1989年 改建
东京 Hamarikyu Asahi Hall 1992年
瑞士 苏黎士 Grosser Tonhallesaal 1895建，1930年改建
伦敦 皇家节日音乐厅 1951 年
委瑞内拉 Caracas Aula Magna 1954年
建筑与城市物理环 境概论---声环境
声音的物理特性 声波、声速、波长 声压及声压级，dB, 响度； 频率，Hz,音调； 声压级叠加； 噪声的声级和频谱。
人耳的听觉特性 听觉范围：0 120 dB； 20 20000 Hz； 听觉频率特性 掩蔽效应
建筑声环境
声源—传声途径—接收者 房间的声学特性 材料和结构的声学特性：吸声、隔声、反射 建筑环境中的噪声及其传播
音质主观评价
一个厅堂其音质的客观参量可以通过声学测量获得，但音质
优劣的最终评价决定于听众的主观感受。一个公认为音质优异的 厅堂，肯定具有最佳的客观声学参量；然而一个具备各项最佳（ 设计取值）客观声学参量的厅堂，却不一定会被公认为是音质优 异的大厅。原因在于音质的主观评价是多种因素综合评价的结果 。首先当然与客观声学参量有关，但还与厅堂的视觉效果、舒适 程度、所处的环境、演唱（奏）曲目的类别以及评价者的素质、 音乐修养、民族、爱好、年龄等诸多因素有关，从而使主观评价 带有一定的模糊性。因此，采取何种方法能较确切地评价厅堂的 音质效果，是声学设计中的一项尚待解决的课题。
建筑环境学-7声环境
பைடு நூலகம்
振动，从而向另一面辐射声波的现象称声透射。 透射系数： 即透射声能Eτ与入射声能E0之比，用τ表示； τ= Eτ/ E0 围护结构隔声性能的优劣通常用隔声量R来表示，定义 为声音传过围护结构前后的声压级之差，它与透射系数 的关系为：R=10lg(1/ τ) 通常,把τ值小的材料称为隔声材料; 通常,把 r 值小的材料称为吸声材料;
一、房间的吸声减噪
二、消声器原理
三、减振和隔振
四、隔声原理和隔声措施
第四节 噪声控制基本原理和方法
7.4.1房间的吸声减噪 (一)吸声减噪原理 (二)吸声减噪量的确定
α2 ⊿Lp=10lg( α 1 1－α1 1－α2 ) dB
式中： ⊿Lp=Lp1－Lp2，即吸声减噪处理前、后室内 的声压级之差
§7-1声音的度量与声环境的描述
§7-2人体对声音环境的反应原理
§7-3环境噪声控制途径
§7-4噪声控制基本原理和方法
§7-1
一、声音的性质和基本物理量 声源和声波 频率、波长和声速 声音的计量 声源的方向性、时间性和频率特性 声音的传播规律
二、吸声材料和吸声结构 多孔吸声材料 薄板和薄膜共振吸声结构 空腔共振吸声材料
（五）声音的传播规律 1、声波遇到障碍物时的传播 （1）反射与吸收：
声波在传播中遇到尺寸比其波长大得多的界面时,声波 将被反射；若声源发出的是球面波,经反射后仍是球面波。
反射定律：
1) 入射线、反射线、反射面 的法线在同一平面内；
2) 入射线和反射线分别在法 线的两侧； 3) 入射角等于反射角；
反射与吸收： 反射系数：反射声能Er与入射声能E0之比,称为声能反 射系数r。 如果交界面两侧都是半无限大的媒质，声波从第一个 媒质垂直入射到第二个媒质表面时，可求出反射系数r 为： c － c 2
振动，从而向另一面辐射声波的现象称声透射。 透射系数： 即透射声能Eτ与入射声能E0之比，用τ表示； τ= Eτ/ E0 围护结构隔声性能的优劣通常用隔声量R来表示，定义 为声音传过围护结构前后的声压级之差，它与透射系数 的关系为：R=10lg(1/ τ) 通常,把τ值小的材料称为隔声材料; 通常,把 r 值小的材料称为吸声材料;
一、房间的吸声减噪
二、消声器原理
三、减振和隔振
四、隔声原理和隔声措施
第四节 噪声控制基本原理和方法
7.4.1房间的吸声减噪 (一)吸声减噪原理 (二)吸声减噪量的确定
α2 ⊿Lp=10lg( α 1 1－α1 1－α2 ) dB
式中： ⊿Lp=Lp1－Lp2，即吸声减噪处理前、后室内 的声压级之差
§7-1声音的度量与声环境的描述
§7-2人体对声音环境的反应原理
§7-3环境噪声控制途径
§7-4噪声控制基本原理和方法
§7-1
一、声音的性质和基本物理量 声源和声波 频率、波长和声速 声音的计量 声源的方向性、时间性和频率特性 声音的传播规律
二、吸声材料和吸声结构 多孔吸声材料 薄板和薄膜共振吸声结构 空腔共振吸声材料
（五）声音的传播规律 1、声波遇到障碍物时的传播 （1）反射与吸收：
声波在传播中遇到尺寸比其波长大得多的界面时,声波 将被反射；若声源发出的是球面波,经反射后仍是球面波。
反射定律：
1) 入射线、反射线、反射面 的法线在同一平面内；
2) 入射线和反射线分别在法 线的两侧； 3) 入射角等于反射角；
反射与吸收： 反射系数：反射声能Er与入射声能E0之比,称为声能反 射系数r。 如果交界面两侧都是半无限大的媒质，声波从第一个 媒质垂直入射到第二个媒质表面时，可求出反射系数r 为： c － c 2
建筑环境学07第7章建筑声环境
pi2
两个声源叠加(I、P、W 声级相同)：
L 1L2
LL 11l0g1 (1010)
n 个相同声源L1叠加：
L = 3 dB
LL11l0gn
增加的声级数
两个不同声源叠加，差别超过10~15 dB， பைடு நூலகம்以忽略
声源声级差
声音的传播规律
遇到障碍物：反射、散射、衍射(绕射)
AE 障碍物相对波长的尺度由大至小
利用声压→声强、声功率：
在自由声场中测声压 距声源的距离
3.声压级、声强级、声功率级的引入
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 =1 W/m2
声音的度量
分贝标度和声级L ，单位dB
声音的透射和吸收
透射系数 反射系数 吸声系数
围护结构隔声量： R lg 1
一般情况下，透射部分的能量要小于反射部分的能量 τ值小的材料称为“隔声材料” γ值小的称为“吸声材料”
声音的传播与衰减
对于点声源
1
相对参考值
L PL w 1l0 g 4r2L w 2l0 g r 1(d 1)B
等效连续A声级Leq dB( A)
但是，吸声增加，不能改变直达声，即 Q 不会改变
4r 2
声环境的噪声控制
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
空气声：经空气和 围护结构传播
固体声：振动噪声
不同噪声源的频谱图
人 耳 的
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
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第七章
建筑声环境
苏州科技学院
建筑设备专业
2011年
本章内容
建筑声环境的基本知识 人体对声环境的反应原理与噪声评价 声音传播与衰减的原理 材料与结构的声学性能 噪声的控制与治理方法
2
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
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
6
7-1.1声波的基本物理性质
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
31.25 Hz
累积分布声级LX
用随机噪声声级出现的累积概率来表示:例如 L10＝70dB，表示有10%的测量时间内声级超 过70dB ( L L )2
LAeq,T L50
10 90
60
29
7-2.3 噪声的评价
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
干扰不大
27
7-2.3 噪声的评价
噪声评价：A声级
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。 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。 A声级LA(或LpA)
针对稳态噪声。对于一个噪声的倍频带谱 ：
n
LA 10lg 10( Li Ai ) / 20
30
7-2.3 噪声的评价
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
31
7-2.3 噪声的评价
ห้องสมุดไป่ตู้13
7-1.2 声音的计量
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
I LI 10l g I0 p Lp 20 l g p0 W Lw 10 l g W0
可闻阈值
1×10-12W
14
7-1.2 声音的计量
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
W I 4 r 2
W r
声强可以直接叠加， 故有:
I Ii
p pi2
总声压是各声压的均 方根:
球面波
平面波
15
7-1.2 声音的计量
声源声级叠加：非线性！
两个声源叠加(I、P、W 声级同理)：
8
7-1.1声波的基本物理性质
乐声的线状谱
音调的高低取决于基频，而音色取决于谐频 880, 1320, 1760, 2200, 分量的构成 谐频 2640, 3080, 3520……
基频
9
7-1.1声波的基本物理性质
普通声响频谱一般为连续频谱
10
7-1.1声波的基本物理性质
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
噪声评价曲线：PNC
PNC(Preferred Noise Curves ) 是对NC曲线进 行的修正 对低频部分更 进一步进行了 降低 PNC=3.5+NC
32
7-2.4 噪声的标准
我国的室内噪声标准
房间类型 卧室、书房、病房 起居室 语言教室 一般教室 门诊室 手术室 宾馆客房 会议室 学术报告厅、阅览室 室内乐、演唱厅 办公室 宴会厅 NR(dB) 35~45 40~45 35 45 50~55 40~45 30~45 30 25 20 35 35 A声级dB(A) 40~50 40~50 40 50 55~60 40~50 35~50 35 30 25 40 40
媒质的密度
p2 I c
12
7-1.2 声音的计量
听觉范围——量级差非常大
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
烦恼阈
——闻之烦恼不安 p0=20 Pa，I0=1W/m2 疼痛阈 —— 闻之人耳则痛， p=200 Pa，I =100 W/m2
声源声级差
17
7-1.3 声源的指向性
声源的指向性
在距声源中心等距离的不 同方向的空间位置处的声 压级不相等
指向性指数DI——在离声源 相同距离r 处，某个方向的 实际声压级Lp(r, θ, φ)与参 考声压级Lp0(r)之差 参考声压Lp0(r) 参考声强I0(r)
指向性因数Q —— 实际声 强I (r, θ, φ)与参考声强I0(r ) 的比值。 Q与指向性指数DI的关系： DI = 10 lg Q
r
无方向性的点声源形成的声压场
18
7-1.3 声源的指向性
声源的指向性因数Q
声源尺寸比波长 大得越多，指向 性就越强 指向性与边界对 声波自由扩散的 阻碍有关 处于喇叭状角落， 指向性最强
S0为声源面积，f 为频率， I～IV是声源的4种位置
Hz m
19
第二节 人体对声环境的反应 原理与噪声评价
共振吸声结构
薄膜、薄板共振吸声结构 空腔、穿孔板共振吸声结构
空间吸声体
43
7-4.2 吸声材料和吸声结构
吸声材料吸声原理
声波导致空气在吸声材料中行进、反射、折射过 程中产生摩擦而损耗声能，转变为热能 吸声材料也容易透声
而在消声器设计中通常用垂直入射吸声系数
同一种材料和结构对于不同频率的声波有不 同的吸声系数。
吸声构件的实际吸声量与吸声构件的围蔽面 积有关：A＝aS
42
7-4 材料与结构的声学性能
吸声材料和吸声结构
多孔吸声材料
微孔很多且相互连通，吸收多，反射少，效 果好，如纤维板、毛毡、矿棉
微孔靠得很近却不相通，效果不好，如泡沫 树脂、多孔橡胶
特性：波长、频率 f、声 速c
c f
5
7-1.1声波的基本物理性质
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 c kRT
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
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。
11
7-1.2 声音的计量
声音的计量
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
1. 人的主观听觉特性
2. 噪声的评价 3. 噪声的标准
7-2 人体对声环境的反应原理与噪声评价
人的主观听觉特性
什么是噪声？ 人们不愿意听到的任何声音
空气声：经空气和 围护结构传播
固体声：振动噪声
21
7-2 人体对声环境的反应原理与噪声评价
听觉机构
疼痛阈
烦恼阈
自由场最小可听阈
22
7-2.2 听觉特性
i 1
28
7-2.3 噪声的评价
噪声评价：A声级
等效连续A声级
针对声级随时间变化的噪声，在一段时间内 能量平均的等效声级
L Aeq,T 1 10 lg t 2 t1
t
t2
1
10 LA ( t ) / 10 dt
离散噪声
LAeq,T
N n LAi / 10 10lg Ti 10 / Ti i 1 i 1
室内声级随时间t 衰减的量
房间界面总 面积
D0 10cS L( t ) 10lg t lg(1 a ) Dt 4V
房间容积
38
7-3.3声音在室内空间的传播
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
声能密度Dt，J/m3
停止发声后衰减60dB 的时间称为混响时间：
33
第三节
声音传播与衰减的原理
7-3.1声音传播与衰减的原理
声音的传播规律
遇到障碍物：反射、散射、衍射(绕射)
AE 障碍物相对波长的尺度由大至小
35
7-3.1声音传播与衰减的原理
声音的透射和吸收
吸收 反射
透射
透射
入射
吸收
36
7-3.2 声音在室外空间的传播
在自由场的声音的传播和衰减
对于点声源
a－平均吸声系数
S0为声源面积，f 为频率，I～IV是声源的4种位置
40
第四节
材料与结构的声学性能
7-4 材料与结构的声学性能
吸声材料和吸声结构
吸声材料的吸声系数和吸声量
吸声系数a：吸收声占入射声的比例
吸声特性和声波入射角度有关——均匀方向 的称作“无规入射”或“扩散入射”
建筑声环境
苏州科技学院
建筑设备专业
2011年
本章内容
建筑声环境的基本知识 人体对声环境的反应原理与噪声评价 声音传播与衰减的原理 材料与结构的声学性能 噪声的控制与治理方法
2
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
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
6
7-1.1声波的基本物理性质
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
31.25 Hz
累积分布声级LX
用随机噪声声级出现的累积概率来表示:例如 L10＝70dB，表示有10%的测量时间内声级超 过70dB ( L L )2
LAeq,T L50
10 90
60
29
7-2.3 噪声的评价
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
干扰不大
27
7-2.3 噪声的评价
噪声评价：A声级
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。 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。 A声级LA(或LpA)
针对稳态噪声。对于一个噪声的倍频带谱 ：
n
LA 10lg 10( Li Ai ) / 20
30
7-2.3 噪声的评价
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
31
7-2.3 噪声的评价
ห้องสมุดไป่ตู้13
7-1.2 声音的计量
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
I LI 10l g I0 p Lp 20 l g p0 W Lw 10 l g W0
可闻阈值
1×10-12W
14
7-1.2 声音的计量
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
W I 4 r 2
W r
声强可以直接叠加， 故有:
I Ii
p pi2
总声压是各声压的均 方根:
球面波
平面波
15
7-1.2 声音的计量
声源声级叠加：非线性！
两个声源叠加(I、P、W 声级同理)：
8
7-1.1声波的基本物理性质
乐声的线状谱
音调的高低取决于基频，而音色取决于谐频 880, 1320, 1760, 2200, 分量的构成 谐频 2640, 3080, 3520……
基频
9
7-1.1声波的基本物理性质
普通声响频谱一般为连续频谱
10
7-1.1声波的基本物理性质
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
噪声评价曲线：PNC
PNC(Preferred Noise Curves ) 是对NC曲线进 行的修正 对低频部分更 进一步进行了 降低 PNC=3.5+NC
32
7-2.4 噪声的标准
我国的室内噪声标准
房间类型 卧室、书房、病房 起居室 语言教室 一般教室 门诊室 手术室 宾馆客房 会议室 学术报告厅、阅览室 室内乐、演唱厅 办公室 宴会厅 NR(dB) 35~45 40~45 35 45 50~55 40~45 30~45 30 25 20 35 35 A声级dB(A) 40~50 40~50 40 50 55~60 40~50 35~50 35 30 25 40 40
媒质的密度
p2 I c
12
7-1.2 声音的计量
听觉范围——量级差非常大
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
烦恼阈
——闻之烦恼不安 p0=20 Pa，I0=1W/m2 疼痛阈 —— 闻之人耳则痛， p=200 Pa，I =100 W/m2
声源声级差
17
7-1.3 声源的指向性
声源的指向性
在距声源中心等距离的不 同方向的空间位置处的声 压级不相等
指向性指数DI——在离声源 相同距离r 处，某个方向的 实际声压级Lp(r, θ, φ)与参 考声压级Lp0(r)之差 参考声压Lp0(r) 参考声强I0(r)
指向性因数Q —— 实际声 强I (r, θ, φ)与参考声强I0(r ) 的比值。 Q与指向性指数DI的关系： DI = 10 lg Q
r
无方向性的点声源形成的声压场
18
7-1.3 声源的指向性
声源的指向性因数Q
声源尺寸比波长 大得越多，指向 性就越强 指向性与边界对 声波自由扩散的 阻碍有关 处于喇叭状角落， 指向性最强
S0为声源面积，f 为频率， I～IV是声源的4种位置
Hz m
19
第二节 人体对声环境的反应 原理与噪声评价
共振吸声结构
薄膜、薄板共振吸声结构 空腔、穿孔板共振吸声结构
空间吸声体
43
7-4.2 吸声材料和吸声结构
吸声材料吸声原理
声波导致空气在吸声材料中行进、反射、折射过 程中产生摩擦而损耗声能，转变为热能 吸声材料也容易透声
而在消声器设计中通常用垂直入射吸声系数
同一种材料和结构对于不同频率的声波有不 同的吸声系数。
吸声构件的实际吸声量与吸声构件的围蔽面 积有关：A＝aS
42
7-4 材料与结构的声学性能
吸声材料和吸声结构
多孔吸声材料
微孔很多且相互连通，吸收多，反射少，效 果好，如纤维板、毛毡、矿棉
微孔靠得很近却不相通，效果不好，如泡沫 树脂、多孔橡胶
特性：波长、频率 f、声 速c
c f
5
7-1.1声波的基本物理性质
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 c kRT
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
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。
11
7-1.2 声音的计量
声音的计量
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
1. 人的主观听觉特性
2. 噪声的评价 3. 噪声的标准
7-2 人体对声环境的反应原理与噪声评价
人的主观听觉特性
什么是噪声？ 人们不愿意听到的任何声音
空气声：经空气和 围护结构传播
固体声：振动噪声
21
7-2 人体对声环境的反应原理与噪声评价
听觉机构
疼痛阈
烦恼阈
自由场最小可听阈
22
7-2.2 听觉特性
i 1
28
7-2.3 噪声的评价
噪声评价：A声级
等效连续A声级
针对声级随时间变化的噪声，在一段时间内 能量平均的等效声级
L Aeq,T 1 10 lg t 2 t1
t
t2
1
10 LA ( t ) / 10 dt
离散噪声
LAeq,T
N n LAi / 10 10lg Ti 10 / Ti i 1 i 1
室内声级随时间t 衰减的量
房间界面总 面积
D0 10cS L( t ) 10lg t lg(1 a ) Dt 4V
房间容积
38
7-3.3声音在室内空间的传播
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
声能密度Dt，J/m3
停止发声后衰减60dB 的时间称为混响时间：
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第三节
声音传播与衰减的原理
7-3.1声音传播与衰减的原理
声音的传播规律
遇到障碍物：反射、散射、衍射(绕射)
AE 障碍物相对波长的尺度由大至小
35
7-3.1声音传播与衰减的原理
声音的透射和吸收
吸收 反射
透射
透射
入射
吸收
36
7-3.2 声音在室外空间的传播
在自由场的声音的传播和衰减
对于点声源
a－平均吸声系数
S0为声源面积，f 为频率，I～IV是声源的4种位置
40
第四节
材料与结构的声学性能
7-4 材料与结构的声学性能
吸声材料和吸声结构
吸声材料的吸声系数和吸声量
吸声系数a：吸收声占入射声的比例
吸声特性和声波入射角度有关——均匀方向 的称作“无规入射”或“扩散入射”