室内声压级的计算

Lp = Lw + 10lg (Q/4 p r2  + 4/R)  
Q——声源的指向性因素,它与声源的方向性和位置有关    
   Q=1: 无方向性声源放在房间中心时,
   Q=2:声源位于某一墙面的中心 时,
   Q = 4:声源在两个界面交线的中心时,
   Q = 8:声源在三个界面的交角处。
R——房间常数,与房间的吸声特性有关,
                   R = S a / (1- a)
Q/4 p r2 ——直达声对声压级的贡献
     4/R   —— 混响声对声压级的贡献
当Q/4 p r2 =  4/R 时 ,直达声能和混响声能相等时 
 rc =0.14 (Q/R) 1/2 —— 混响半径或称临界半径
当r 〉rc 时 做吸声处理效果好;因为吸声处理只能降低混响声能。

混响时间

定义  声场达到稳态后声源停止发声,室内稳态声能密度自原始值衰减到其百万分之一所需时间,(或声能密度衰减60dB所需的时间)
  2)公式
  a  赛宾公式   T60 = 0.163V/A   其中: V  房间体积    A  室内总吸声
  b 伊林公式
  在假定室内声场是充分均匀的情况下,每反射一次被壁面按α均匀吸收一次的条件下,用统计声学的办法,推出
 
 
考虑空气吸收
 
其中:4m为空气的吸声系数

隔声

1、为了保证室内环境的私密性,降低外界声音的影响,房间之间需要隔声。隔声与吸声是完全不同的概念,好的吸声材料不一定是好的隔声材料。声音进入建筑维护结构有三种形式。
(1)通过孔洞直接进入。
(2)声波撞击到墙面引起墙体振动而辐射声音。
(3)物体撞击地面或墙体产生结构振动而辐射声音。前两种方式为空气传声,第三种方式是撞击声传声。
描述空气声传声隔声性能的指标是隔声量,隔声量的定义是R=R=10lg(1/τ),其中τ是透射声能与入射声能的比,隔声量的单位是dB。隔声量可以粗略地理解为墙体两边声音分贝数的差值,但绝对不是差值这样简单。孔洞的隔声量R=0dB,隔掉99%声能的隔墙的隔声量是20dB,隔掉99.999%声能的隔墙的隔声量是50dB.
2、墙体在不同频率下的隔声量一般并不相同,一般规律是高频隔声量好于低频。不同材料的隔声量频率特性曲线很不相同,为了使用单一指标比较不同材料及构造的隔声性能,人们使用计权隔声量RW。RW是使用标准评价曲线与墙体隔声量频率特性曲线进行比较得到的,标准评价曲线符合人耳低频不敏感的听觉特性。具体评价方法可参考GBJ121-88“建筑隔声评价标准”。

吸声

1、吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象,吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a,代表被吸声的声能与入射声能的比值。理论上,如果某种材料完全反射声音,那么它的a=0;如果某种材料将入射声能全部吸收,那么它的a=1.事实上,所有材料的a介于0和1之间,也就是不可能全部反射,也不可能全部吸收。
2、不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照ISO标准和国家标准,吸声测试报告中吸声系数的频率范文是100—5KHZ。将100—5KHZ的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数,平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能,这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值,四舍五入取整到0.。5.一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料,NRC大于0.4的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时,常常推荐使用高吸声系数的材料。离心玻璃棉属于NRC吸声材料,5cm厚的24kg/m3离心玻璃棉的NRC可达到0.90.

掩蔽作用

掩蔽效应——人耳对一个声音的听觉灵敏度因另一个声音的存在而降低的现象。
掩蔽特点:
1、掩蔽声和被掩蔽声的频率相近时,掩蔽量最大;
2、掩蔽量的声压级越大掩蔽量也越大,对高频声的掩蔽越显著;
3、低频声对高频声的掩蔽作用大,高频声对低频声的掩蔽作用较小。
噪声对人干扰的因素:
1、声压级或声级,强度大干扰大;
2、声音的持续时间,持续时间长干扰大;
3、声音的变化情况,变化大干扰大;
4、复合声的频谱成分,低频噪音的干扰比声级相等的高频声小。可以清楚辨别的峰值超过平均噪音级10分贝左右的噪音,使人感到特别刺耳

时差效应(哈斯效应)

1.  反射声——直达声时间差< 50毫秒
     人耳分辨不出是不同的声音,后面的声音是前一个声音的连续,人们能感到的仅是音色和响度的变化
2.  反射声——直达声时间差> 50毫秒
  人耳可能听出两个声音——可能形 成回声。
应用:厅堂中扬声器的布置方式

音调和音色

声音的三要素
1)响度  听觉判断声音强弱的属性,响度反映了由声音入射到鼓膜,听音所获得的感觉量,它主要依赖于引起听觉的声压和频率
2)音调  听觉判断声音高低的属性。音调由该复合声的基频所决定,另外其强度,波形,时间长短也有一定影响。
3)音色:人在声觉上区别具有同样响度和音调的两个声音所以不同的特性。主要由刺激的频谱决定,由谐波的多少、成分等有关

频谱

1、问题的提出
1)音质设计中要控制厅堂对不同频率的反应。
2)噪声控制中需分析其声级的部分相应频率以便有针对地进行处理。  
2、纯音与复合声
   纯音:单一频率的声音,又称单频声
   复合声:若干纯音的组合。
3、频谱的表示
1)定义:组成复合声的所有频率或频带声压级表示为频率的函数分布图形或列表。
2)种类:  线状谱:若干纯音组成(乐音)连续谱:由所有频率的声音组成。
3)乐音组成:
           基频:复合声中最低的频率,又称主频
           分音:复合声中除基频以外的其他纯音
           谐音:频率为基频整数倍的分音。
4、频谱的表示
线谱表示:用每一个分音的频率和与之对应的声压级表示
                    
连续谱表示:用每一倍频程和与之对应的声压级表示
1)倍频程:两频率之比为2:1的频带。
                        fu  / fl =2,  fn / fx = 2n  ,
                        fc = (fu·Fl)1/2  ,    n = log 2 ( fn / fx)
    fc为中心频率,常用它代表该倍频带 。
1/3倍频程:
n=1/3时:
         称两频率相距1个1/3倍频程n=K·1/3称为K个1/3倍频程
         显然3×1/3=1,则3个1/3倍频程=1个倍频程的距离。 
2)倍频程意义
   倍频程,1/3倍频程均仅表示频率划分时两个频率之间的距离。显然1/3倍频程较倍频程细。
3)倍频带,1/3倍频带
   1倍频程或1/3倍频程所包含的所有频率带
  当f上,f下满足1倍频程时为1倍频带
  当f上,f下满足1/3倍频程时为1/3倍频带
  其中心频率f中2=f上·f下
4)倍频带划分标准
     倍频带、1/3倍频带及其中心频率划分采用ISO所规定的标准。
音质设计主要研究范围
一般: 125  250   500  1K  2K  4K六个倍频带
音乐:63 125  250   500  1K  2K  4K 8K  八个倍频带
实验室精细研究:
125 ~ 4K     18个1/3倍频带
63  ~ 8K     24个1/3倍频带

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