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建筑声学第一章 建筑声学基本知识.ppt 34页

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2005年9月 建筑物理( architectural physics) (建筑物理环境) 第三篇 建筑声学 (architectural acoustics ) (建筑声环境) 建筑声环境概述 概述: 1、概念 :研究与建筑环境有关的声学问题,包括厅堂音质和建筑环境噪声控制两部分,目的是创造符合听闻要求的环境。 2、内容: a、声学知识(物理学) b、两个范畴:室内音质 建筑物声学(隔声、城市噪声) 3、发展方向:生活水平—环境条件—厅堂及民用建筑要求—结构轻薄----工业发展 设备增加——声环境恶化---交通拥挤 ——建筑声学的新挑战 4、声学发展简史: 公元前古希腊、罗马的露天圆形剧场 建筑声环境概述 建筑声环境概述 奥朗日剧场:半圆形乐队席,舞台上方修建斜反射顶棚将反射声投向观众 中世纪教堂:混响时间长,音质丰满,语言清晰度差 18世纪奥地利维也纳的音乐厅,意大利米兰歌剧院 19世纪末20世纪初期美国声学家赛宾(Sabine)的贡献:Sabine对混响时间的研究—1900年发表《混响》 1932努特生(knudsen)出版《建筑声学》1936年莫尔斯《振动与声》标志建筑声学成为一门系统的学科 中国古代剧场演变及设计成就 公元前一千年殷代:“坎其击鼓,宛丘之下”---《诗经·陈风》利用自然地形观看歌舞表演。 “余音绕梁三日不绝”----《列子》 已经注意到混响的问题 15世纪天坛的回音壁----利用回声知识建造回音壁、三音石和圜丘。 我国50年代初,中科院电子学研究所马大猷教授开创建筑声学系统;58年人民大会堂万人大礼堂(10000座)声学设计成功; 现代大都市电影院、剧场、音乐厅、歌厅、演播室。 第十章 建筑声学基本知识 一、产生和传播的条件 声音是如何产生的? 结论:声音是由物体振动产生的。声音是如何传播的?——人耳听觉的产生 声源:由于振动正在发声的物体 宋代学者言:“声者,形气相軋而成也”形—振动的物体; 气-空气媒介;相軋—相互作用。 声音产生和传播的条件:(1)声源            (2)传播的媒介 二、波阵面、波长、声速 几何声学:声线的观点研究在封闭的空气中传播; 物理声学:用波动的观点研究声学问题 声线:自声源发出代表能量传播方向的曲线,声的波动限制不计 1、波阵面:声波从声源发出,在某一介质内按同一方向传播,在某一时间到达空间各点所包络的面称为波阵面。 球面波:点声源发出的波,波阵面为同心球面的波,声线与波阵面垂直。如人、乐器发出的声波。 平面波:波阵面为与传播方向垂直的平行平面,如多个线声源或多个点声源叠排。 柱面波:波阵面为同轴柱面,如单个线声源发出的声波。 2、波长?:在传播途径上,两相邻同相位质点距离。单位m(米) 声波完成一次振动所走的距离。 f:频率,每秒钟振动的次数,单位Hz(赫兹) T:完成一次全振动所需的时间 3、声速C:声波在某一介质中传播的速度。 单位m/s。 c 是指声源振动状态传播的速度,与介质特性有关 声波在空气中声速: 在0oC时, C钢=5000m/s, C水=1450m/s 在15oC时,C空气=340m/s 参数间存在如下关系:c=f*? 或 ?=c/f 人耳可听频率范围为20Hz~20KHz(听觉范围 ) <20Hz为次声,>20KHz为超声其中,人耳感觉最重要的部分约在100Hz~4000Hz,相应的波长约3.4m~8.5cm 。 三 、声波的绕射、反射和散射、透射和吸收 1、声波的绕射:由于媒质中的障碍物或其它不连续引起的波阵面畸变。 声波在传播过程中遇到障碍或孔洞时将发生绕射。绕射的情况与声波的波长和障碍物(或孔)的尺寸有关。 2、声波的反射 当声波遇到一块尺寸比波长大得多的障碍时,声波将被反射。类似于光在镜子上的反射。反射的能量与反射面有关 反射的规则: 1)入射线、反射线法线在同一侧。 2)入射线和反射线分别在法线两侧。 3)入射角等于反射角。∠i= ∠ ? 3、声波的散射 当障碍物的尺寸与声波相当时,将不会形成定向反射,而以障碍

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