声频技术(1声学基础,建筑声学)
建筑声学处理基本知识与工程实践
建筑声学处理基本知识与工程实践随着城市化进程的不断推进，建筑声学处理的需求日益增加。
建筑声学处理是通过合理设计和使用材料，以减少噪音传播和改善声学环境的一项工程实践。
本文将介绍建筑声学处理的基本知识和一些常见的工程实践。
一、建筑声学处理的基本知识1.声学基本概念和参数（1）声压级（Sound Pressure Level，简称SPL）：声音的强弱程度的测量指标，单位为分贝（dB）。
SPL越高，声音越强。
（2）频率（Frequency）：声音的振动周期数，单位为赫兹（Hz）。
声音的频率越高，听觉上越尖锐。
（3）共振（Resonance）：当声音的频率与建筑物或材料的特定频率相匹配时，会出现共振现象，导致声音放大或聚集。
2.噪音类型和源头（1）空气噪音：来自交通、设备、机械等的声音，通过空气传播。
（2）结构噪音：与建筑物或装饰材料的振动有关，如步行、运动或机械振动引起的噪音。
（3）隔声噪音：来自建筑物外部的声音传播到室内的现象，如交通噪音、工业噪音等。
3.材料和构造设计（1）吸声材料：用于吸收噪音能量，减少声音的反射。
常见的吸声材料包括吸声板、吸声棉等。
（2）隔声材料：用于隔绝传播噪音，以减少声音传递。
常见的隔声材料包括隔声墙体、隔声门窗等。
（3）声学设计：根据建筑物的用途和特点，选择合适的材料和构造设计，以达到理想的声学效果。
二、工程实践1.室内声学处理（1）声音吸收与隔音：通过选择合适的吸声材料和隔声材料，对建筑内部空间进行声音吸收和隔音处理，以提高声学环境质量。
（2）反射和折射：利用反射和折射原理，设计合理的建筑物内部布局和材料选择，减少声音的传播路径，降低噪音水平。
2.外部噪音控制（1）隔声墙体：设计高隔声性能的墙体结构，用于隔绝外部噪音的传播。
（2）降噪窗户：采用双层或多层玻璃、隔声膜等技术，减少外部噪音的进入。
3.建筑物噪音源控制（1）机械设备和管道的隔离：在机械设备和管道的安装过程中，采取隔离措施，减少结构噪音的传播。
建筑声学基础知识：了解那些晦涩难懂的声学术语
建筑声学基础知识：了解那些晦涩难懂的声学术语随着定制安装⾏业的不断扩⼤，良好的声学设计越来越受到建筑设计师及建筑使⽤者的重视。
在这其中，作为建筑声学组成部分的室内声学设计尤为重要。
其内容主要包括房间体型和容积的选择、最佳混响时间及其频率特性的选择和确定、吸声材料的组合布置和设计适当的反射⾯，以及合理地组织近次反射声等。
对于许多初学者来说，掌握这些知识不免有点困难。
下⾯，“影⾳新⽣活”就为⼤家详细地解读关于声学处理的⼀些专业术语，帮助⼤家更多地掌握室内声学设计的知识。
Decibel分贝分贝是指⼀贝尔的⼗分之⼀，通常被⽤于表达⾳量。
分贝并不能表达所有的事情，它只是两个能量⽔平的⽐率。
由于我们靠⽿朵感知⾳量，这些遵循对数曲线的⽐值按分贝来表达使许多事情变得简单多了。
下⾯是⼀些值得记住的分贝数字：⼈⽿在正常情况下能感觉出变化的最⼩⾳量单位是1分贝；扬声器功率增加⼀倍，其结果是会有3分贝的明显增加，⾳量增加⼀倍就是6分贝的变化；如果要把⾳量增加⼀倍的话，我们需要把放⼤器的功率增加到原来的四倍。
Frequency频率声的源头是振动，振动就有频率（符号f）,即每秒种振动的次数，单位是赫兹（Hz）⼈⽿不是所有的频率的声⾳都能听的到，只有振动频率为20Hz(⼀说16Hz)~20000 Hz的声⾳，⼈⽿才能有声觉。
20Hz以下为次声，20000Hz以上为超声，低于20Hz和⾼于20000Hz的声⾳⼈⽿不会有声的感觉，⼈⽿最敏感的频率在100~3150Hz。
在建筑声学中，⼀般把200~300Hz或以下的声⾳称为低频声，500~1000Hz的声称为中频声，2000~4000Hz或以上的声称为⾼频声。
Absorption吸⾳在声学⽅⾯，吸⾳指声⾳没有反射，声波在遇到软材料时被吸收了。
各种材料的吸收能⼒根据吸收系数进⾏分级，这是根据声⾳撞击到表⾯时被材料吸收的相对声能量来确定。
Absorption Coefficient吸⾳系数吸⾳系数测量的是当声⾳撞击到物体表⾯时被材料吸收的相对声能量，它通常是⼀个从0到1的值，它乘以物体表⾯积所得的数就是被物体表⾯吸收的声⾳的百分⽐。
建筑中的建筑声学技术和应用
建筑中的建筑声学技术和应用随着城市化的不断发展和建筑业的快速发展，建筑声学技术在现代建筑中发挥着越来越重要的作用。
良好的建筑声学设计可以为人们创造出一个更加舒适、健康的生活和工作环境。
本篇文章将从建筑声学技术的定义、原理及其应用展开详细阐述。
一、建筑声学技术的基本概念和定义建筑声学技术是关于声音在建筑中的传播、反射等方面的技术。
它是研究在建筑环境中将声音传递和降噪的技术，也是改善人类生活和环境的技术。
它涉及到声学、建筑、材料等学科知识，其中声学是建筑声学技术的基础。
二、建筑声学技术的原理1.声音传播原理声音是一种机械波，是由弹性介质传播，可以通过空气、水和固体等介质传播。
当人说话或播放音乐时，声音可以向周围环境传播。
声波在遇到不同的物体时，会被反射、散射或吸收。
因此，建筑声学设计需要考虑这些因素，使声音在建筑中传播效果良好。
2.隔声原理隔声是通过强制隔绝室内和室外的声音，减小声音的传播，从而实现降噪的效果。
声波传播的障碍会产生反射和吸收，隔音材料的选择和布局的合理性成为影响隔声效果最大的因素。
3.混响原理混响是声波在闭合空间内反射多次后演变出的声学现象，它决定了人耳听到的声音的空间感。
在建筑设计中，混响时间的长短和独特的空间形式可以塑造独特的声学质感。
三、应用1.音乐厅设计音乐厅作为演出场所，良好的声学能够使乐器发出清晰的声音，营造出动人的音乐效果，而对音乐音质的提升会带来更高水平的音乐演出。
设计师需要综合考虑声波的传播和反射、隔声和混响等因素，使音乐厅的各个区域都能得到合理的声学保障。
2.办公楼设计办公楼是现代城市中的重要建筑之一，对声学环境的要求日益增高。
对于办公楼来说，隔声和噪声控制是最主要的考虑因素，要求在尽量减少隔声材料的厚度的前提下，减轻来自外界噪声和邻近房间的噪声干扰，并确保办公室中声音不互相干扰。
3.机房设计机房作为一个大型机器设备部署的空间，其隔声性能是至关重要的。
因为机器产生的声音噪声往往很大，而机房必须保持相对安静的环境以便于员工工作。
公共基础知识声学基础知识概述
《声学基础知识概述》一、引言声学是一门研究声波的产生、传播、接收和效应的科学。
从我们日常的言语交流到音乐演奏，从医学超声诊断到建筑声学设计，从水下声呐探测到航空航天领域的噪声控制，声学无处不在。
它不仅在科学研究中具有重要地位，也在工程技术、医学、艺术等领域发挥着关键作用。
本文将对声学基础知识进行全面的概述，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。
二、声学的基本概念1. 声波的定义与性质声波是一种机械波，是由物体的振动产生的。
它通过介质（如空气、水、固体等）传播，引起介质分子的振动。
声波具有以下主要性质：（1）频率：指声波每秒振动的次数，单位为赫兹（Hz）。
人耳能够听到的声音频率范围大约在 20Hz 到 20kHz 之间。
（2）波长：指声波在一个周期内传播的距离。
波长与频率和波速之间的关系为：波长=波速/频率。
（3）波速：声波在不同介质中的传播速度不同。
在空气中，声速约为 343 米/秒；在水中，声速约为 1480 米/秒；在固体中，声速则更高。
（4）振幅：表示声波的强度，即介质分子振动的幅度。
振幅越大，声音越响亮。
2. 声音的三要素声音的三要素是音调、响度和音色。
（1）音调：由声音的频率决定，频率越高，音调越高。
例如，女高音的音调比男低音高。
（2）响度：与声音的振幅和距离有关，振幅越大、距离越近，响度越大。
通常用分贝（dB）来表示声音的响度。
（3）音色：也称为音品，是由声音的波形决定的。
不同的发声体发出的声音具有不同的音色，这使得我们能够区分不同的乐器和人的声音。
3. 噪声与乐音噪声是指那些杂乱无章、令人厌烦的声音。
噪声的来源广泛，如交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声等。
噪声对人的身心健康会产生不良影响，如引起听力损伤、心理压力等。
乐音则是有规律、悦耳动听的声音，如音乐演奏中的声音。
三、声学的核心理论1. 波动方程波动方程是描述声波传播的基本方程。
对于一维情况，波动方程可以表示为：$\frac{\partial^{2}u}{\partialt^{2}}=c^{2}\frac{\partial^{2}u}{\partial x^{2}}$ 其中，$u$表示介质的位移，$t$表示时间，$x$表示空间坐标，$c$表示波速。
建筑声学处理基本知识
建筑声学处理基本知识在建筑声学处理中，了解基本知识是至关重要的。
建筑声学处理是指通过改善建筑物内部环境的声学特性，以提供舒适的听觉体验。
本文将介绍建筑声学处理的基本概念、技术和方法，帮助读者了解如何提升建筑空间的音质。
一、声学基础知识1. 声波传播：声音是由物体振动引起空气中分子的振动而产生的波动，通过空气传播。
了解声波的传播特性对建筑声学处理至关重要。
2. 声音的特性：声音可以通过频率、振幅和声音的质量进行描述。
频率决定声音的音调，振幅决定声音的音量，而声音的质量则决定了声音的清晰度和丰富度。
3. 声学参数：声学参数是用来描述声学特性的定量指标。
常用的声学参数包括声压级、声衰减、回声时间等。
通过测量这些参数，可以评估建筑空间的声学性能，从而进行声学处理。
二、建筑声学处理的目标1. 噪音控制：建筑空间中的噪音来自于外界环境和内部设备的声音。
通过选择合适的材料和技术，可以减少噪音的传播和反射，提供一个安静的工作或生活环境。
2. 音质改善：建筑声学处理还旨在改善音质，使声音更加清晰、自然和适宜。
通过控制回声时间、声波传播方向等，可以提高音质，并营造出符合特定需求的声学环境。
三、建筑声学处理的方法1. 吸声材料：吸声材料可以有效地吸收声音，减少声波的反射和传播。
常见的吸声材料包括吸音板、吸音砖等。
这些材料具有孔隙结构，可将声波能量转化为热能，降低噪音水平。
2. 隔声材料：隔声材料用于隔离建筑空间与外界环境的声音。
常见的隔声材料包括隔音墙、隔音窗等。
这些材料具有较高的隔声系数，能有效地阻止噪音的传播。
3. 悬挂吊顶：悬挂吊顶是一种常用的声学处理方法，可用于减少回声和提高音质。
通过在建筑物顶部悬挂吸声材料，可以降低声音的反射，改善声学环境。
4. 音频系统优化：对于特定用途的建筑空间，如剧院或音乐厅，音频系统优化是必不可少的。
通过合理设计音箱、扬声器位置和音频处理设备，可以使音乐或演讲效果更加出色。
四、建筑声学处理的实际应用1. 剧院和音乐厅：剧院和音乐厅是需要优质声学环境的场所。
《建筑声学基础知识》PPT课件
如果一个声音的声压级比另一个声音的声压级小 10dB以上，则其对总声压级基本没有贡献。
7
5、声波的反射、衍射与干涉
声波的反射与衍射 ➢ 声波在传播过程中，遇到障碍物，就会出现反射、
衍射和散射的现象。 ➢ 声学装修设计中确定反射面、扩散体尺寸的重要依
房间共振
10
1.1.7 声波在室外的传播
声波向四周发散引起的声衰减 大气吸收引起的衰减 风和温度的影响
11
建筑声学基础知识
1
1、概述
建筑声学是研究建筑中声学环境问题的科学。它主 要研究室内音质和建筑环境的噪声控制。
包括建筑环境中声音的传播、评价和控制的学科， 是建筑物理的组成部分。
基本任务是研究室内声波传输的物理条件和声学处 理方法，以保证室内具有良好听闻条件；研究控制 建筑物内部和外部一定空间内的噪声干扰和危害。 取得良好的声学功能和建筑艺术的高度统一的效果， 这是科学家和建筑师进行合作的共同目标。
2
2、声波的产生
声音产生的两个必要条件： 振动源：没有振动物体作为振动源，声音就无从产生； 传播介质：没有介质，声音就无法传播，例如在真空中
就没有声音。
在空气中，声音就是振动在空气中的传播，我们可以 称之为声波。
3
3.声波的速度、波长与频率 c=fλ
声速 c（m/s） 声波在弹性媒质中的传播速度称为声速。 在常温下，空气中的声速一般按340 m/s计算
表1 声音在不同介质中的声速
介质 钢 松木 水 软木
声速（m/s） 5000 3320 1450 500
4
波长 λ（m） 在传播路径上，两相邻相位质点之间的距离
频率f（Hz） 质点在单位时间内振动的周期数
建筑物理-声学基本知识
1000Hz
4m
21
0.004
0.01
0.024
Architectural Acoustics
2019年3月8日星期五
第一章 建筑声学基本知识
室内声学原理 混响与混响时间
混响时间的意义及影响因素
• •
反映了声波在房间衰减的快慢程度； 大致反映了直达声与反射声的比例；
人耳的主观听觉特性 人耳的听闻范围
听觉过程：外耳——中耳——内耳——大脑 人耳对不同频率的声音的敏感程度不一样
•
对中、高频敏感；对低频不敏感
听闻范围
人耳所感觉的声音的大小称为响度
相同声压级，不同频率的声音，响度不同 • 相同频率，不同声压级的声音，响度不同 • 等响
•
响度
响度的单位为宋(sone)
线源声音随距离的衰减
无限长线声源：传播距离加倍，声压级降低 3 dB 有限长线声源：传播距离加倍，声压级降低 3~6 dB
面源声音随距离的衰减
近处：声能没有衰减 远处：传播距离加倍，声压级降低3~6dB
14
2019年3月8日星期五
Architectural Acoustics
第一章 建筑声学基本知识
声波的性质>>声波的折射 声波的折射
介质的温度、密度等条件发生变化后，会产生声传播的弯曲现象 温度的影响：
白天，地面附近的空气温度高，声波向上弯曲； 夜间，地面附近的空气温度低，声波向下弯曲
风的影响：
顺风时声波向下弯曲；逆风时向上弯曲
[建筑声学] 第1讲 声学基本知识
![[建筑声学] 第1讲 声学基本知识](https://img.taocdn.com/s3/m/6ad09b005f0e7cd1842536dc.png)
一、振动与声波
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
• 2、振动在空气中的传播——声波 • 必须注意：声波的传播是能量的传递，而非质点的 转移。空气质点总是在其平衡点附近来回振动，而 不传向远处。
一、振动与声波
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
• 2、振动在空气中的传播——声波
• 纵波 — 质点的振动方向与传播方向一致的波。
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
皇穹宇
四、声波的反射和扩散
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
• 回音壁
四、声波的反射和扩散
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
• 三音石
五、声波的绕射（衍射）
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
• 绕射（衍射）
五、声波的绕射（衍射）
【 声 音 的 产 生 与 传 播 】
• 每一瞬间的声压叫瞬时声压，某段时间内瞬时 声压的平均值称为有效声压，用它的均方根值 来表示。
一、声功率、声强、声压
【 声 音 的 计 量 与 听 觉 特 性 】
• 声强与声压的平方成正比。
I
p
2
c
0
二、声强级、声压级、声功率级
【 声 音 的 计 量 与 听 觉 特 性 】
• 由于以下两个原因，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）声压对人耳感觉的变化非常大。
• 注意：① 声功率所指的频率范围。 ② 声功率≠电功率
一、声功率、声强、声压
【 声 音 的 计 量 与 听 觉 特 性 】
• 声强是指在单位时间内在垂直于声波传播方向 的单位面积上的所通过的声能，记作 I ,单位 是 w/m2。
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厅堂扩声
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– 声学常识 – 室内声学（room acoustics）
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– 厅堂扩声系统的设计步骤 – 扩声工程需求分析 – 建筑声学处理 – 扩声工程计算
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– 室内声的组成
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– 室内声场(sound field)的建立
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– 室内声场(sound field)的建立，室内声的组成
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• 直达声（direct sound）：
– 听音处最初到达的声波（在自由场（free field） 中，如果不考虑反射声，声强按照与距离的平 方成反比的规律衰减。）
• 反射声（reflect sound）：
– 近次反射声（早期反射声）：经过几次反射到 达的声音，反映空间中声源、耳朵及墙壁之间 的距离关系
– 概念：某一点的声强为单位时间内通过该点且 与声波传播方向垂直的单位面积内的声能I
• 声强级（sound intensity level）
– 声强的上下限相差一万亿倍，度量声音的强弱 不方便，同时，人耳对声音强弱的分辨能力不 与声强成正比，而是近似地与声强的对数值成 正比。
厅堂扩声基础——声学基础知识
建筑电子工程
建筑声频技术之一 ——厅堂扩声基础
授课内容
• 厅堂扩声
– 厅堂扩声基础 – 扩声工程设计
• 公共广播系统 • 会议系统 • 声频技术的发展
声频趣谈
• “声音”在人们的日常生活中占有重要地位 – 悲痛时——“声泪俱下” – 感情充沛动人——“声情并茂” – 交朋友不看金钱、不看外表——“声应气求”（见 《周易 乾》“同声相应 ，同气相求”） – 若干了坏事，则会受到人们“声色俱厉”的批评
80
大声喊叫
一般
2×10-260低 Nhomakorabea谈话轻
2×10-3
40
呼吸声
微弱
2×10-4
20
隐约
2×10-5
0
厅堂扩声基础——声学基础知识
• 声功率(sound power)
– 概念：单位时间内向外辐射的声能。衡量声 源的发声能力
• 声功率级（sound power level）
Lw
10 lg W W0
• 表达式
LI
10 lg( I ) I0
• 以dB为单位。 • 基准声强：I0＝10-12W/m2 （0dB）
厅堂扩声基础——室内声学
• 室内声学（room acoustics）
– 建筑声学（architectural acoustics）
• 室内声场的建立 • 描述室内声场的物理量 • 影响室内声场的因素 • 研究室内声场的方法
– 声强（sound intensity，sound energy flux density）
• 声强级（sound intensity level）
厅堂扩声基础——声学基础知识
• 声波（sound wave）
– 定义：物体的机械振动在媒质中的传播。 – 振动三要素：振幅＋频率＋相位 – 波动四要素：频率，振幅，相位，波长(wave
厅堂扩声基础
• 声学基础知识
– 声波（sound wave） – 声压(sound pressure)、
• 有效声压（effective sound pressure） • 声压级(sound pressure level) （SPL）
– 声功率(sound power)
• 声功率级（sound power level）
– 多次反射声（混响声（reverberation sound）： 直达声后50ms以外的多次反射声）
厅堂扩声基础——室内声学
• 声音的干涉与衍射
– 衍射现象：闻其声不见其人 – 衍射产生条件：物体尺寸与声波波长的关系。
• 反馈声（feedback sound）： 反馈声起
– 经过反射后重新到达声源处的声音什。么作用？
p 1 T p2 (t)dt T0
– T：取平均的时间间隔，在周期声压时，T取一 个或几个（正整数）周期；对非周期性声压， T应取足够长，使间隔长度的微小变化不影响 测量结果。
– 一般测量仪器表示的声压为有效声压。
厅堂扩声基础——声学基础知识
• 声压级(sound pressure level)
• 声压(sound pressure)
– 概念：声波传播时，空气压强变化。 变化量＝声压
– 表示式： p(t) Po P
• p：声压（Pa，即N/m2） • P0：测试点静止时的压强 • P：测试点有声音时压强
厅堂扩声基础——声学基础知识
• 有效声压（effective sound pressure）
• 声吸收（sound absorption）：
– 基准声功率：W0＝10-12W
厅堂扩声基础——声学基础知识 表2 常见声源的平均发声功率
75人交响乐队 70
大鼓
25
小鼓
13
管风琴
13
钢琴
0.4
女高音
1m
大提琴
0.16m
轻声唱
33µ
小提琴
0.3~17.7µ
交谈
10~30µ
耳语
0.01µ
声源
声功率W
厅堂扩声基础——声学基础知识
• 声强（sound intensity，sound energy flux density）
length)与波速（wave velocity）
f
声波的波速是多少？ 声波波速公式是什么？
波速公式如何得到？
厅堂扩声基础——声学基础知识
• 声波（sound wave）
– 声波是纵波（longitudinal wave）(Vs. transverse wave)
声波总 是纵波
吗？
厅堂扩声基础——声学基础知识
P
Lp
20 lg( Pr
)
– 基准声压：Pr＝2×10－5 Pa（0dB）
厅堂扩声基础——声学基础知识
表1：常见声源的声压级 典型声源 人耳感受 声压（Pa） 声压级（dB）
汽锤，机场跑道 不能忍受 200
140
春雷，动力工具 震耳欲聋
20
120
重型车辆，机床 很响
2
100
车间、乐队
响
2×10-1