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聲學基礎

聲音(聲波):是空氣分子的振動。由物體的振動("聲源")引起空氣分子相應的振動,傳入人耳導致鼓膜振動,通過中耳、內耳等一係列聽覺器官的共同作用使人聽到了聲音。

聲音的傳播:聲音是通過振動進行傳播,在傳播時由聲源處向四周立體擴散的一組疏密波,引起與它相鄰的空氣分子隨之振動,從而向外傳播。聲音傳播的介質有液體、固體、空氣。

聲壓級:聲壓就是大氣壓受到擾動後產生的變化,即為大氣壓強的餘壓,它相當於在大氣壓強上的疊加一個擾動引起的壓強變化。由於聲壓的測量比較容易實現,通過聲壓的測量也可以間接求得質點速度等其它物理量,所以聲學中常用這個物理量來描述聲波。通常用分貝作為計量單位。

聲音的頻率:聲波每秒的振動次數稱為頻率,頻率在20Hz~20KHz之間稱為聲波,頻率大於20KHz稱為超聲波,頻率小於20Hz稱為次聲波。人耳聽覺區域的頻率範圍為20-20000Hz。通常把1000 Hz以上的區域稱為高頻區,500 Hz -1000 Hz的區域稱為中頻區,低於500 Hz的區域稱為低頻區。對於聲壓級相同的聲音,人耳對高頻聲音更加敏感。

混響:室內聲源停止發聲後,由於房間邊界麵或其中障礙物使聲波多次反射或散射而產生聲音延續的現象。混響可以使室內的聲音增加15dB,同時會降低語言清晰度。對於音樂演奏的空間,如音樂廳、劇場等,需要混響效果使樂曲更加舒緩而愉悅。對於語言使用的空間,如電影院、教室、禮堂、錄音室等需要減少混響使講話更加清晰。因此,不同使用要求的房

假設聲波在傳播時碰到室內某一界麵後(如天花、牆),一部分聲能被反射,一部分被吸收(主要是轉化成熱能),一部分穿透到另一空間。

從能量角度來看: E0=Eγ+Eα+Ei

                     E0—入射聲能;

                     Eγ—反射聲能;

                     Eα—吸收的聲能;

                     Ei—吸收的聲能;


噪聲定義:①在物理上指不規則的、間歇的、或隨機的聲振動;②在心理上指任何難聽的、不和諧的聲或幹擾。

噪聲控製:噪聲控製是指采用隔聲、吸聲、隔振、減振等方法,使各種環境下的噪聲低於允許的噪聲級標準。

隔聲量:指傳聲損失。簡單說就是入射聲能與透射聲能相差的分貝數。

計權隔聲量(A):人耳對聲音強弱的感覺,不僅同聲壓有關,而且同頻率有關。例如,人耳聽聲壓級為67分貝、頻率為100赫的聲音,同聽60分貝、1000赫的聲音主觀感覺是一樣響。故人們采用聲級計的A計權網絡來測量聲壓級,用於噪聲評價。

吸聲:聲音進入多孔材料後,聲能轉化為熱能的效應,吸聲是聲波撞擊到材料表麵後能量損失的現象,吸聲可以降低室內聲壓級描述吸聲的指標是吸聲係數。聲波入射多孔吸聲材料時由於空氣的粘滯阻力,空氣與孔壁的振動摩擦,使相當一部分聲能轉化成熱能而被吸收,稱為材料吸聲。任何材料對入射聲能或多或少都有一些吸聲能力,平均吸聲係數超過0.4的材料才稱為吸聲材料。

吸聲係數:是指材料吸收的聲能與入射到材料上的總聲能之比。降噪係數:建築構件表麵在噪聲降低中所使用的吸收係數。它等於250 Hz、500 Hz、1000Hz、1500Hz和2000Hz四個頻率的吸收係數的平均值。

減振:是指減少各類機械中不需要的機械振動的措施。在實際工作中,人們常常采取僅使機械中某關鍵部位的和某頻率範圍內的振動衰減的措施,因此振動不能完全消除。一般的減振措施有減小激勵作用、避開共振區、增加阻尼和使用減振材料(器)。

質量定律:質量定律是指決定牆或其它建築板材隔聲量的基本規律。質量定律說明,當牆的材料已經決定後,為增加其隔聲量,唯一的辦法是增加牆的厚度,厚度增加一倍,單位麵積質量即增加一倍,隔聲量增加6dB;該定律還表明,低頻的隔聲比高頻的隔聲要困難。實際工程經驗表明,靠增加厚度所能獲得的隔聲量的增加比理論值低,厚度加倍,隔聲量大約隻增加4.5dB。

吻合效應:因聲波入射角度造成的聲波作用與隔牆中彎曲波傳播速度相吻合而使隔聲量降低的現象,叫做吻合效應。板在斜入射聲波激發下產生的受迫彎曲波的傳播速度Cf等於板固有的自由彎曲波傳播速度Cb,則曾發生了“吻合”,這時候板就非常“順從”地跟隨入射聲波彎曲,使入射聲能大量透射到另一側去。

聲橋: 板材直接固定在龍骨上時,受聲一側板的振動會通過龍骨傳到另一側板,這種像橋一樣傳遞聲能的現象被稱為聲橋。聲橋越多、接觸麵積越大、剛性連接越強,聲橋現象越嚴重,隔音效果越差。

環境噪聲:在人們關心的場所所出現的殘餘噪聲的總和。它是所處環境中由多個不同位置聲源產生的總噪聲。


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