清华大学：《环境建筑学》第七章 建筑声环境

第七章 O建筑声环境 清华大学建筑学院 建筑技术科学系 2001年

第七章 建筑声环境 清华大学 建筑学院 建筑技术科学系 2001年

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 雩录音棚、演播室 雩高保真音乐厅

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  录音棚、演播室  高保真音乐厅

声音是什么? 在弹性媒质中传 播的机械波 声源:振动的固 体、液体、气体 特性:波长λ频 率∫声速c 波长

3 声音是什么？  在弹性媒质中传 播的机械波  声源：振动的固 体、液体、气体  特性：波长、频 率 f、声速 c 波长 f c  =

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:340ms 固液体中的声速 钢5000ms 西松木3320ms 水1450ms 软木500ms

4 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  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  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 c = kRT

声音的频带 人耳可以听见范围为20~20000Hz 人耳听不见的范围 20Hz以下:次声 20000Hz以上:超声 中频声 频率 31.25Hz62.5Hz125 250 500 1000 2000 4000 8000 道路交通 圆木锯 电话铃 小 低音小提琴 笛 高频声 大提琴 低频声 小提琴 2.72 ↓.36 0,34

5 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 高频声 低频声 中频声 31.25 Hz 频率

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 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、8000Hz

6 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  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

声音的度量 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,Wm 声压p:声波的压强与媒质的静压之差,Pa 媒质的密度

7 声音的度量  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 c p I  2 媒质的密度 =

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 兀r 声强可以直接叠加,故 有:I=∑ 总声压是各声压的均方 根:

8 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  声强可以直接叠加，故 有:  总声压是各声压的均方 根: i I =  I 2 p =  pi 2 4 r W I  = r W

听觉范国 可闻阈G听阈)一 人耳刚能感受的 声音,P0=2×105 Pa,l=1×1012 W/m2 痛阈—闻之人 耳则痛,p=20Pa, =1W/m2

9 听觉范围  可闻阈(听阈) — —人耳刚能感受的 声音， p 0=2 ×10 -5 Pa ， I0=1 ×10 -12 W/m 2  痛阈 —— 闻之 人 耳则 痛 ， p=20 Pa ， I=1W/m 2

声音的度量 画分贝标度和声级L,单位dB 设立的必要性 数据范围太大,如2×10-Pa~20Pa 雩人的听觉响应与声强、声压呈对数关系 声强级L,=10g 可闻阈值 声压级Ln=201 0 声功率级L=10 1×101w 10

10 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 0 10lg I I LI = 0 20lg p p Lp = 0 10lg W W Lw = 可闻阈值 1×10-12W