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发表于 2009-12-24
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结论
4 f' ?% c$ x8 m! b% T2-4-2 总稳态声压级
/ j5 Y- M% U6 w% Z0 w 室内声场总平均声能密度$ k& [% i( n3 }5 z* b/ @
• 室内总稳态声压级SPL/ {# \4 l1 d2 L; ]; o4 g
• 混响半径rc
5 c L* t/ E, \7 Z' {• 声能比ks
' m F' ]- G5 }- Z$ o. j! W5 H• 声源指向性的影响
4 Q" I! p' [9 e+ C/ ` Q的定义——声源的指向性因数 P315
9 }8 ~9 l4 {' P. ?3 s• 室内总稳态声压级SPL公式修正. W5 B, F8 g% n( N* C
% Z( G6 n; b, i& K, @ 例:有一10×7×4m3的矩形空间,已知室内的平均吸声系数 =0.2,试求该房间的平均自由程d,房间常数R与混响时间T60(忽略空气吸收)。
+ r" @. C1 P. a. l2-5 室内吸声处理与常用吸声材料和结构1 l4 m2 B1 I; |4 l
2-5-1 概念
0 J4 y, j) x5 {" s; T5 C% f6 r; J 吸声系数——用以表征材料和结构吸声能力的基本参量P337% u; y+ {( X1 t: d3 j. ]4 ]
某一种材料和结构对于不同频率的声波有不同的吸声系数,工程上通常采用125、250、500、1000、2000、4000 Hz六个频率的吸声系数来表示某一种材料和结构的吸声频率特性。8 r' K+ z% X, h3 U1 e) c
2-5-2 吸声材料的类型
. A: y% W: k( j9 X4 w 多孔材料- r- Z! Q0 n0 k9 Y% P
结构组成
9 G( G; Q- ~' {6 ~" G! d0 x 吸声原理8 d( S1 `) t0 x; p8 C- S
频响:1 l. l/ U( a2 o
薄——高频,厚——中、高频,空气层——中低频0 Z% d2 b6 X% q5 {
• 穿孔板结构' h' i1 w4 V; E
结构组成" W. W" l, A$ S% e- f0 \) `) l( T+ t
• 吸声原理:类似于LC谐振回路
9 \7 I% i& _7 l6 b Y2 T0 q* u• 频响
0 h4 a. M$ t. C( H$ b0 N+ M8 h1 U! v• 共振板结构
5 p: W" J, h4 p; Z# b# f1 [ 结构组成3 v: x, X2 K2 k; G
% n% d2 |! e* N0 _0 F; j4 S 吸声原理
" Y- j- W. Y7 p, \9 B 频响! e% |0 U0 J4 ]. J# J
低频吸收,吸声量小,当声波频率与这一系统的固有频率相同而发生共振时,消耗大量能量。
- R; R. u" b5 P/ R9 D
. f% C# E$ U/ G- U. x6 D( F. M 幕帘: f1 H0 t5 l. `' G; g, N5 J
中高频吸声体:一般可以将帘幕看成是薄的多孔材料。4 d+ }$ o8 i# d$ u
如果将它贴墙悬挂时,主要吸收高频声 1 t4 f7 R. f5 b5 U: e+ d+ z
y, `) G: O. J 空间吸声体
, w3 Z" g) i! t6 K! k# \' | a 壁面吸声不够用时
`; H) h: V7 j4 r6 z 计算吸声系数常大于1。6 \% i$ X7 y* O H
• 尖劈——全频响应,用于消声室
! D! P( C* E' @% O
2 _: ~& M/ X5 H6 M% H 可变吸声体
7 T' ?4 b4 `/ X6 |( R
0 w6 h8 \: k8 o. r& }( S1 ^4 i( q 观众和座椅
/ p% U- Q4 a- H! P+ s9 T0 Q' x& Z2-5-3 吸声材料的选用7 S: S2 j8 | h4 @8 I+ F# u
按频率分:
2 U& K- j7 q1 \. ?( @ 全频带 100~5KHz 多孔材料+空气层+穿孔板(厚度)
7 c& b$ U# S, f$ R; K 中高频 500(或1K)~5KHz 多孔材料(较厚)& z1 e" c+ ^1 }% w
高频 2KHz以上 多孔材料(较薄)
' e% v) Q( a3 S: k6 _! Z 中频 300~2KHz 穿孔板9 Q% n3 `* v6 w6 i6 X5 I$ J
低频 300Hz以下 共振板8 }: K" q* r q
9 `$ t" q% |( B+ c6 |, ~$ Q
五种基本方式和典型的吸声特性P338
5 {, o8 U7 Y2 c* L 吸声材料与结构的选用原则2 h2 Y/ M) ?3 t2 n# P
满足声学环境的要求
% B/ K, j% ] s R2 k. D6 @+ e$ b L 室内空气质量
: u! J2 x8 i2 }$ [& d. q4 ^ 建筑节能7 y/ T$ o) V, R( V& ]
装饰效果和美学要求
, \0 s2 w! G4 b0 H$ r 吸声材料合理搭配
. |/ _6 K& F4 H* W0 ~2-5-4 房间结构设计 0 l- q6 F' [1 G9 J: @. p$ ]
防止厅堂的音质缺陷; S4 k( d8 o8 Z B! d' v
厅堂的音质缺陷主要指回声、颤动回声、声聚焦、声影、声染色等声学现象。' w3 q5 p5 U I2 r- Y
音质缺陷的出现主要与厅堂的体型有关。
7 z0 P9 k+ z: T; C: @
' R" T0 g" J8 H/ l" v3 |• 曲面反射与声聚焦
) G) `+ Z9 M3 p6 W1 }3 e 其中Z为圆心,r为曲率半径,Q为声源,q为声源到反射面的距离,F为接收点,b为反射面到接收点的距离3 ?* S3 O: t+ g% L. I
r,q,b的关系为:) e9 k( t0 }! c2 F* F
0 ?' t, `7 S/ F, @7 |8 x: x g
r=q=b
( w2 @* s9 W/ v' O2 j q>r,r/2
8 ~9 ?' W) C8 t q=r/2
1 u) x0 X5 |; ~( @: j q" ?7 |3 z& G2 b+ A
r<0+ ~' G6 t4 I7 t
2-6 噪声控制 隔声
" _) Q! T, \4 [: K1 Y% i 标准 e3 i% D4 J% V0 d$ ~3 S
: g. T3 p: t; W8 K, s/ j3 h 措施+ @% i# o# r4 R2 j
2-6-1 噪声控制的一般要求
+ H& J& L; x: g) ~& i 厅堂内的噪声主要来自三个方面:6 a& ?+ Z% R1 }- U: n x8 A0 }
一是建筑物内设备的噪声# U2 z! D. X! ~. @2 [
二是外界传入观众厅的噪声7 W) ^3 [/ {, l: T/ M# q
三是与本建筑物相关设施的其他噪声源- A$ u* r/ Y+ V6 ~$ N" S
2-6-2 室内噪声标准
: }, _- k) z- j; ]6 R# a) N* L7 j" b “安静的衡量标准”——信噪比. W$ e; b. g2 I/ U
A计权
' D, z! V8 b @3 e# T' }7 E8 u* C, _ NC——噪声评价曲线2 x$ c. c3 f; f+ e( D+ D0 W
NR——ISO提供7 }5 h: j- H! a4 H1 u
各类观众厅内噪声限值
# i+ U# p! d. j1 ~& S+ X; F2-6-3 隔声措施的一般原则
+ H) K, W, J/ @2 K9 k 外界噪声传入室内的两个途径:P340
+ P- D6 j. y( q6 b5 b9 O q& q, O& ^2 g1 U% ~% E9 F; Y3 Q2 x
空气声: h( G' p, Q5 g" P2 _& [' L
7 p+ n9 y+ O9 {: n* ~
固体声
5 s" |+ U g2 z# K" u) v• 隔声原则
3 \) y4 ~& ~, M' N 抑制噪声源
. f! r. u, Q1 p: }' { 正确选址+ i$ r! X) c1 |! F* U
隔声措施
4 T% J7 k% O& l& h1 g( n 隔声:
3 H. f$ P( k) Y0 J* ^# | 空气声 高频( v% ^6 r3 s, _
隔振:" d0 a9 k l+ i1 K1 t" m
固体声 低频 振动1 Y; s9 w" U( K+ K0 V& p8 W1 x
2-6-4 建筑构件的空气声隔声量
7 W$ } m0 t5 t' u/ Y. A9 V: h 透声系数与隔声量
s/ H3 L7 j5 }% C• 单层密实均匀结构的隔声——“质量作用”定律
5 u- D" H+ G, k! u
2 V/ [4 l; w/ v' Q 例:有一堵砖墙,厚度D=0.1m,ρ=2000kg/m3,对于f=1000Hz的声波的隔声量是多少?
8 c- d. a: p& P• 双密实均匀结构的隔声+ m+ a" d- d6 G0 J7 j7 r: ~
双层墙同样随f增加而TL增加
4 s% M1 r" H7 o( l) c7 W 避免声桥 F9 I9 i' R) [5 e% }
中间可悬挂吸声材料
6 b5 M, o' a3 U8 ?8 x" O 谐振点
$ M( z& m5 ~- x0 { N3 B4 N6 T2-7 房间音质设计# `7 n3 J# i8 R
2-7-1 最佳混响时间3 \2 r0 Z3 F) I+ z$ B- {+ c
不同大小、不同用途、不同节目、不同演出规模的厅堂的最佳混响时间是不同的。# `1 x) g2 S- K# T3 {$ x, c
一般来讲,用于音乐的厅堂对混响时间的要求长一些,使人们听起来有丰满感,而用于语言的厅堂则要求短一些的混响时间,以保证足够的清晰度。
, j! o& p5 F" N+ w, L5 f! g1 N @* E: I- I+ a% P4 W% z, k8 {6 y
播音室吸声处理设计实例
5 P; y' E3 {. _; J4 Z 房间参数0 p2 t3 }: \- K* J* ?, u
5.9*4.5*3.0 m
6 N9 j/ N. v- Q# R: H S=115.5m2$ H+ U* k3 a# A2 v
V=79.65m3, {4 B) |2 F, u2 F
主要用途
; k0 f+ x4 h1 P9 H 汉语播音,查得最佳混响时间曲线
0 m$ h- T# i, g" k 设计8 [6 |) S: Q w4 D
计算公式:努特森公式9 a' M6 J4 L- ^8 W( `9 {% _; ?
500座电影院音质设计
1 d' Z- _% i% X: h! C' d3 [9 f& t 厅堂音质设计的要求
$ ~& ^* c% c7 [1 J 五大基本要求,即合适的响度、均匀的声场分布、合适的混响时间、较高的清晰度和丰满度以及无音质缺陷等。
0 H% S2 S) _- ~$ E 所研究电影院的参数 P9 x b9 Y9 s6 U4 P0 b- y
厅堂的容积确定,厅堂的体型设计
* b: \" W e2 f/ E# p 预计使用的吸声材料
7 B2 g7 c. X1 n$ z; i; E 混响时间的估算(空场、满场)
. `% t3 j1 `4 R# @8 ?9 O: W8 v 改造- l% N" s; y. X0 S5 S L8 |
第三章 电——力——声类比; H2 H }$ r# ?- S# E. F
什么是类比?
3 ~; t8 Z2 H/ c
! W' ]% Q3 c: w 为什么要运用电力声类比?: `! s: K4 G: C; e$ h/ N2 `; x
换能器:话筒、扬声器9 ]/ K# o2 ~1 [
3-1 机械振动系统
7 [& B' n7 _4 L5 N# l 3-1-1 声; Q& z) `9 O8 T w
从振动和波动理论来讨论“声”和“声源”
; B" i, m* H* }/ h; p) z 声源的几种类型$ Y$ A5 U8 c: H1 z1 v
自由振动. t$ t4 a1 [! u0 D t0 }2 K
衰减振动
* i, C2 |. S2 e* y+ [. E" ]3 a7 ] 受迫振动
6 I8 j* C3 H, q( z* s2 _2 m7 G+ K3-1-2 质点的振动(单振子)1 G/ `, m+ p$ G) {- Q
• 自由振动P8. v$ e5 D, N9 ~- g- F$ L
• 衰减振动
- t2 U- s1 X% W' r' B, F• 受迫振动
" I* C7 P2 ]. L3-2 动力类比法
& W; O. V7 D) @5 X) R0 C, N3-2-1 电——力类比
' G& ~9 E; e, J4 g; H7 { 电路的基本概念
" o7 d- y* X/ X5 C7 M; ~5 f, ?5 ^7 W
电源是电动势为0 N/ b, M# j. O S) M( c
% J4 D5 k; Z; m3 I+ m 电路运动方程为+ K, B3 ^* A$ j3 l0 Q
) c. V; W7 i- ?# F5 M- g2 T7 E 回路中电流为
. T, |5 r0 Q6 e( x1 b' v5 U- x; w( L/ w: |5 A" C- f7 G9 d
Ze/ c. h9 R4 V" x
• 电——力类比
0 Z) u0 j, V5 J8 h& f. U+ `8 c F——E,v——I,MM——Le,CM——Ce,RM——Re
6 q/ i* y# ~% @$ ]5 a 正类比,阻抗型类比
6 ]- \2 [% B, X& p @
0 L9 o2 X B1 z: {1 ~% H4 L$ x8 e2 y/ {! r) e9 p+ Z0 _1 r! f/ o
F——I,v——E,MM——Ce,CM——Le,RM——1/Re
+ h% R/ |( n* w3 g9 |2 y 反类比,导纳型类比# O3 @7 h) i" Q' a' Y/ G( k
• 力学线路9 e& L+ U0 m$ g e& `$ c" ?" c: P
元件(阻抗)% F l( [9 m1 B" L1 G/ b V
MM——Le 3 y+ E0 O( m4 l2 [8 X( }4 C7 ~
CM——Ce
. D' M! x2 j: E6 G RM——Re5 Y: D# A5 N6 U5 t7 A
F——E. B7 m! h; i1 l8 a8 |% Z6 o
v——I
V" |1 u5 I* b! z, T, x5 A3 w# c8 K0 R0 l
导纳: `# h2 f$ K( c# } x
MM——Ce
9 F$ U6 {1 I7 `7 S- d CM——Le
7 z& I8 A) q5 A1 ] RM——1/Re
) S$ u5 g% c" U' N# X- e6 ]: b F——I7 t( |& `4 F' g
v——E
3 @) @( ]; Z; D• 力学系统用导纳型: e5 p( [. O- p$ Z, j- c% B
力线
9 A8 f6 F+ N4 s+ t8 z6 c! W, p! {; A* R4 m2 Q
速度的相对性" b: Q6 }" D0 k. l" X( X
3 z$ Y4 `/ x/ W/ `# x
在力点符合动力学平衡条件
9 d" R! [$ e9 [% } T2 `& ~
5 l+ d g9 k. M( M; j' M/ Q 例:设有如图所示的力学振动系统,质量Mm被一弹簧Cm系住,弹簧—端固定于刚性壁上,质量可以沿着刚性的地面运动,它与地面间的摩擦系数为Rm,如果质量Mm受简谐外力F的作用,试求解这个系统的运动。
; f6 P. I; `( C, C5 U* R5 p3 n例:, Q* ]5 Q7 i; V7 d/ L7 \8 k* @, a
例:
$ m# ?4 M; e" B例:
2 z' h7 Z: U0 p) F4 f" T例:
. P: e3 d2 `( _8 D3 F2 I• 阻抗与导纳的互换 P314 e1 `" @- }" t9 W$ u) L
并联↔串联
4 Z/ A7 u% }: f+ O- U/ K/ n$ o 电容↔电感# I# N/ f1 G8 l) M" U
导纳↔阻抗$ N8 N+ p; U* T
电流源↔电压源 |
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