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1A412013掌握建筑声环境和噪声控制技术要求
一、声学基本知识
(1)声速、波长和频率的关系C=f·λ
C ——通常室温下 的声速340m/s;
λ——声音的波长m;
f ——声音的频率HZ
(2)声波的透射与吸收Eo=Er+Ea+Eて
Eo——单位时间内入射到构件的总声能;
Er——反射的声能;
Ea——构件吸收的声能;
Eて——透过构件的声能。
·透射声能与入射声能之比,称为透射系数,记作て;反射声能与入射声能之比称为反射系数,记作r.
·材料的吸声系数
(3)声功率W、声强I、声压P
·声源辐射声波时对外作功,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)。声源的声功率是指在全部可听频率范围所辐射的功率,或指在某个有限频率范围所辐射的声功率(通常称为频带声功率)。
·声强
是衡量声音强弱的物理量,声场中某一点的声强,即在单位时间内,在垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声能,记为I,单位是W/㎡。
·声压
指某瞬时介质中的压强相对于无声波时压强的改变量,所以声压的单位就是压强的单位,即牛顿/米2(N/㎡)或微巴(μB)。
任一点的声压都是随时间而不断变化的,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,用它的平方根值来表示。
声压与声强的关系,在自由声场中,某处的声强与该处声压的平方成正比,而与介质密度与声速的乘积成反比。
(4)音频范围,声压级及其叠加
·音频范围
指在有足够的声强和声压的条件下,能引起正常人耳听觉的频率范围,约为20~20000Hz,对频率为1000Hz的声音,人耳刚能听到的下限声压为2×10﹣5N/㎡;使人产生疼痛感的上限声压为20N/㎡。
·声压级
用对数的标度方法来表示,利用级的概念,就可以大大地压缩量程的数量级,从而提高计算的简明程度,用分贝为单位来定义声压级.
·声压级的叠加
指当几个不同声源同时作用时,它们在某处形成的总声压(有效声压)P是各声压的均方根值。
(5)掩蔽作用,人的听觉器官能够分辨同时存在的几个声音,但由于某一个声音的存在,要听清另外的声音,必须把这些声音提高,这些声音的可闻阈(可闻下限)提高了,这种现象称为“掩蔽”。可闻阈所提高的分贝数称为“掩蔽量”。
掩蔽的特点是接近掩蔽声频率的掩蔽量最大,即频率相近的声音,掩蔽较显著;掩蔽声的声压越大,掩蔽量就越大;对所有高频声的掩蔽量较显著,低频声容易完全掩蔽高频声,高频声则难以完全掩蔽低频声。
二、建筑吸声材料的基本知识
(1)多孔吸声材料
·多孔吸声材料的类型
有机纤维材料、麻棉毛毡、无机纤维材料、玻璃棉、岩棉、矿棉。
·构造特征
材料内部应有大量的微孔和间隙,而且这些微孔应尽可能细小并在材料内部是均匀分布的。材料内部的微孔应该是互相贯通的,而不是密闭的,单独的气泡和
密闭间隙不起吸声作用。微孔向外敞开,使声波易于进入微孔内。
·吸声特性
主要是高频,影响吸声性能的因素主要是材料的流阻,孔隙,结构因素、厚度、容重、背后条件的影响。
(2)穿孔板共振吸声结构
采用穿孔的石棉水泥板、石膏板、硬质纤维板、胶合板以及钢板、铝板,都可作为穿孔板共振吸声结构,在其结构共振频率附近,有较大的吸收。穿孔板的共振频率与穿孔率、孔径及厚度大小有关。
(3)薄膜吸声结构
包括皮革、人造革、塑料薄膜等材料,具有不透气、柔软、受张拉时有弹性等特性,吸收共振频率附近的入射声能,共振频率通常在200~1000Hz范围,最大吸声系数约为0.3~0.4,一般把它作为中频范围的吸声材料。
(4)薄板吸声结构
把胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板等板材周边固定在框架上,连同板后的封闭空气层,构成振动系统,其共振频率多在80~300HZ,其吸声系数约为0.2~0.5,可以作为低频吸声结构。
三、 室内音质设计和噪声控制的基本知识
(1)混响时间的定义和正确性的评价
·混响时间定义
当室内声场达到稳态,声源停止发声后,声音衰减60dB所经历的时间;它是影响室内设计的一个重要物理量指标;与房间的容积成正比,与房间的内表面吸声量成反比。
·混响时间计算的正确性评价
首先,在室内声源具有一定指向性,而且常位于房间的一端发声,再加以房间形状特殊(如比例狭长,平顶较低或室内有大小二空间相耦合等)将使得声场不均匀。
其次在观众厅中,观众席上的吸收要比墙面、顶棚大得多,有时,为了消除回声,常在后墙作强吸收处理,因此,使得室内吸收分布很不均匀。以上两点都会影响混响时间计算的正确性,其计算结果与实测值一般会有10%左右的误差。
(2)各种房间对混响时间的要求
·以语言为主的房间
话剧院、报告厅、大教室等,其混响时间在1.2~1.4s。
·以电声为主的房间
电影院、歌舞厅等,其混响时间在0.8~1.0s。
·以音乐为主的房间
音乐厅、歌剧院等,其混响时间在1.5~2.1s。
(3)建筑中的吸声减噪
由于混响声与直达声的共同作用,使得离开同一噪声源一定距离的接受点的声压级,在室内比室外要高出10~15dB;如果在室内的顶棚和墙面上布置吸声材料,使反射声减弱,噪声降低,这种方法称为“吸声减噪”。
(4)撞击声的隔绝措施
·弹性面层处理
在楼板表面铺设柔软材料(地毯、软木板、橡胶板、塑料地面等)减弱撞击楼板的能量,从而减弱楼板本身的振动,这种处理面层的措施,一般对降低高频声的效果最显著。
·弹性垫层处理
在楼板结构层与面层之间做弹性垫层,以降低结构层的振动,应注意这种楼板在面层和墙的交接处,也要采用隔离措施,以免引起墙体的振动。
·楼板做吊顶处理
吊顶的作用主要是解决空气声的隔绝,如采用弹性连接,则隔声能力可以提高。
(8)单层均质密实墙的空气声隔绝
单层均质密实墙是没有孔隙传声的,它通过墙体本身的振动,将入射声能的一部分传播到墙体的另一侧去,其隔声量与墙体的面密度和入射的频率有关。 墙的单位面积密度越大,隔声效果越好,这一定律即称为“质量定律”,单位面积质量或入射声频率每增加一倍,隔声量增加6dB。 |