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hzyxchina.com.cn:建筑物理21讲——室内声学原理_图文

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第十一章 室内声学原理 ? 本章主要内容: 本章主要内容:
1.声波在室内的反射与几何声学 1.声波在室内的反射与几何声学 2.室内声音的增长、稳态和衰减 2.室内声音的增长、 室内声音的增长 3.混响和混响时间计算公式 3.混响和混响时间计算公式 4.房间的共振和共振频率 4.房间的共振和共振频率

? 本章重点: 本章重点:
混响和混响时间计算公式

§ 11-1 声波在室内的反射与几何声学 11一、室内声波的传播过程
直达声 反射声

二、室内声音反射的几种典型情况
平面反射 凹曲面聚焦 凸面扩散

§ 11-2室内声音的增长、稳态和衰减 11- 室内声音的增长、 一、室内声音的增长和稳态过程
? t? 4W ? ?1 ? l 4V ? E t) = ( ? c? A? ? ? cA

J / m3

(11-1) 11-

上式中 E t)— 瞬时声能密度,J / m 3 (

W — 声源声功率,W c — 声速,m / s

A — 室内表面总吸声量,m 2 V — 房间容积,m3
t — 声源发声时间,s
从上式可以看出:t=0时,E(t)=0;当t

∞ ,E(t)

4W c? A

二、室内声音的衰减过程
混响:当声音达到稳态时,若声源突然停止发声,室内接受点的声 混响:当声音达到稳态时,若声源突然停止发声, 音并不会立即消失,而要有一个过程,首先是直达声消失, 音并不会立即消失,而要有一个过程,首先是直达声消失,反射声 则继续下去,反射一次,声能被吸收一部分, 则继续下去,反射一次,声能被吸收一部分,室内声能密度逐渐减 直至完全消失,把这一过程叫做混响,用下式表示: 弱,直至完全消失,把这一过程叫做混响,用下式表示:

4W ? 4V t E t) = ?l ( c? A
由上式可以看出: 由上式可以看出: 随着t 随着t ,E(t) 且A ,E(t)

cA

J / m3
(11-2) 11-

越快 越慢

V ,E(t) 从右图可以看出: 从右图可以看出:

室内吸声量愈大,室内声 室内吸声量愈大, 能达到稳态的数值愈小。 能达到稳态的数值愈小。

§ 11-3混响和混响时间计算公式 11一、赛宾混响时间计算公式 1.混响时间的定义: 1.混响时间的定义: 混响时间的定义 当室内声音达到稳态,声 当室内声音达到稳态, 源突然停止发声后, 源突然停止发声后,声音衰 所经历的时间, 减60dB 所经历的时间,用 T60表示 T60表示: 表示:

T60 =

K ? V 0.161V = A A
(11(11-3)

从试验可知:当室内平均吸声量小于0.2时,上式计算结果与 从试验可知:当室内平均吸声量小于0.2时,上式计算结果与 实际比较接近。

二、伊林混响时间计算公式 两个假设: 两个假设:1)室内声音充分扩散,任意点I相等; 室内声音充分扩散,任意点I相等; 2)室内声音按同样比例被室内各表面吸收,即吸收 室内声音按同样比例被室内各表面吸收, 平均; 平均; 1.室内平均吸声系数: 1.室内平均吸声系数: 室内平均吸声系数

α=

α1 ? S1 + α 2 ? S 2 + L + α n ? S n
S1 + S 2 + L + S n

(11(11-4)

2.混响时间计算公式: 2.混响时间计算公式: 混响时间计算公式

0.07V T60 = ? S ? lg 1 ? α) (

或 (11(11-8)

0.161V T60 = ? S ? ln 1 ? α) (

伊林公式: 伊林公式:

0.161V T60 = ? S ? ln 1 ? α) 4mV ( +

(11(11-8)

空气吸收系数4m值 室内温度20?C) 空气吸收系数4m值(室内温度20?C) 室内相对视度 频率(Hz) 频率(Hz) 2000 4000 6300 30% 30% 0.012 0.038 0.084 40% 40% 0.010 0.029 0.062 50% 50% 0.010 0.024 0.050 60% 60% 0.009 0.022 0.043

====§ 11====§ 11-4室内声压级的计算
通过对室内声压级的计算,可以预计所设计的大厅内能否达到 通过对室内声压级的计算, 满意的声压级及声场分布是否均匀。如果采用电声系统, 满意的声压级及声场分布是否均匀。如果采用电声系统,还可以计 算扬声器所需功率。 算扬声器所需功率。 1.计算公式(假定正常空气湿度条件,不计空气对声音的吸收) 1.计算公式 假定正常空气湿度条件, 计算公式(

4? ? 1 Lp = 10 lg W + 10 lg? + ? + 120 2 R? ? 4πr
上式中:W——声源的声功率,W; 声源的声功率, 上式中: ——声源的声功率 r ——离开声源的距离,m; ——离开声源的距离 离开声源的距离, R——房间常数 ——房间常数

(11-10) 11-10)

R=

S ?α 1?α

S——室内总表面积,m2; ——室内总表面积 室内总表面积,

α — 室内平均吸声系数

2.当考虑到声源的方向性和所在位置的影响式,按下式: 2.当考虑到声源的方向性和所在位置的影响式,按下式: 当考虑到声源的方向性和所在位置的影响式

4? ? Q Lp = 10 lg W + 10 lg? + ? + 120 2 R? ? 4πr
上式中:Q——声源的指向 上式中: ——声源的指向 性因数, 性因数,按右表取 值

(11-11) 11-11)

【混响半径】 混响半径】
混响声能密度和直达声密度相等的地方离开声源的距离称为混 响半径。符号r 响半径。符号r0

r0 = 0.14 QR
Q — 声源指向性因数
R — 房间常数

S ?α R= 1?α


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