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发表于 2009-12-24
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结论/ P- w9 _) v& o0 s' J
2-4-2 总稳态声压级
, @9 R$ N$ a4 X2 S: L3 T 室内声场总平均声能密度% f7 d& I" z/ p K [) K
• 室内总稳态声压级SPL
; p9 z8 P5 S4 K0 f6 b• 混响半径rc
$ _1 x; J1 i& m4 u( D. U• 声能比ks5 n5 M+ `' f( ~ I
• 声源指向性的影响6 b: V5 ~6 e& b. M+ ?; o1 _" z
Q的定义——声源的指向性因数 P315
2 `, e! ]4 H5 B0 e6 F m+ F0 l• 室内总稳态声压级SPL公式修正
2 p) b M7 {5 S* c/ [/ H8 @" O; v
5 Y4 H- I: X5 n% Q3 h" H 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)。
) H& w. N, y2 Q3 V* c- U! {6 k7 K2-5 室内吸声处理与常用吸声材料和结构& L! L/ x& Y% g9 h# r- @
2-5-1 概念) F# b" b, _0 M
吸声系数——用以表征材料和结构吸声能力的基本参量P337
. L' l) n% k5 @: R, i, Z* d6 N 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。
1 ~( f/ o5 Z7 i2-5-2 吸声材料的类型8 ~2 O; c! A% ?4 G/ }8 M- `
多孔材料+ Y& D: w5 r; p
结构组成 D* ?3 H7 z+ O Q
吸声原理
4 P2 s8 Z. d1 ^% `- w# J# i 频响:
3 x4 |7 r+ a X4 z4 V% _; ?( ]- k 薄——高频,厚——中、高频,空气层——中低频- R2 u& W0 k* e `- n% \ u% f' K
• 穿孔板结构
' c7 Z* D' W% e; N1 Z$ t5 B7 {; e 结构组成
" _! N2 C- {5 H \( o: C; L• 吸声原理:类似于LC谐振回路
; W! K7 k4 O" C4 L• 频响
7 G5 B, T# A3 S0 S7 x) J# B- G4 W• 共振板结构
, ~+ h' K7 _2 @" t( @6 [ 结构组成4 V1 e# h1 _: `- n- f3 d, E
: p! r! H: K& \
吸声原理9 h/ k' B, Z) Q9 H, D. z# b) {
频响
, P1 R9 |5 ]. L2 K 低频吸收,吸声量小,当声波频率与这一系统的固有频率相同而发生共振时,消耗大量能量。2 o1 D1 O# [+ i" d
4 i( f+ c6 y* v- o. ~) t
幕帘
1 ^) M9 J0 W; z* O, ~& H7 \ 中高频吸声体:一般可以将帘幕看成是薄的多孔材料。
) g& u$ V- I( l' f 如果将它贴墙悬挂时,主要吸收高频声
+ ^ M8 _: D1 }1 I1 J
3 J2 z, Q) M: W# I( _ 空间吸声体% [2 q5 a$ Y1 v
壁面吸声不够用时7 J, q. Y) n7 {) _% C% e; G
计算吸声系数常大于1。( Q$ s7 o, e- X; v3 M M- v
• 尖劈——全频响应,用于消声室
4 p- C4 k0 Q7 P4 A9 j( B/ y; S6 r* y1 Y, @* W1 h) L& x
可变吸声体
7 N6 n# C9 Z( m3 Z" v! P% B e" w) T8 q, I( B: P- e5 K
观众和座椅
5 A% Y" {* I; y" F9 q+ |" ~2-5-3 吸声材料的选用7 S M$ H3 |3 I% W! t
按频率分:: t9 v3 G- ]8 U" h' c
全频带 100~5KHz 多孔材料+空气层+穿孔板(厚度)
3 U5 y( t7 F {6 c" K+ I, ]: X 中高频 500(或1K)~5KHz 多孔材料(较厚)
( I0 ^( d. W1 S+ I8 M% D c& n& d: B 高频 2KHz以上 多孔材料(较薄)
: Y5 Q" [( S# `. V 中频 300~2KHz 穿孔板3 m0 F: ~7 J8 Q# K, ]
低频 300Hz以下 共振板
9 D" s# y4 `+ G8 [2 n6 |* G- X0 g, r% R! x& ]. }7 C
五种基本方式和典型的吸声特性P338
% I$ M0 K0 b# b 吸声材料与结构的选用原则
4 x- J. L( ~7 B. \# ?' h0 p n 满足声学环境的要求
& |: }! @. h. u) L! J, J; m. s8 Z) J" y3 p 室内空气质量& q* k$ @' h0 B4 t
建筑节能5 K n. `0 O; x* c+ |1 s; v
装饰效果和美学要求
S# j d+ |2 F2 c 吸声材料合理搭配
5 }8 j5 K [$ s- h. P/ S8 u) h" b2-5-4 房间结构设计 # y4 D7 z3 P/ N; m0 p
防止厅堂的音质缺陷. t0 ? M% V# U& K; R- |8 m
厅堂的音质缺陷主要指回声、颤动回声、声聚焦、声影、声染色等声学现象。2 I$ K5 P' J- ^. n s& S
音质缺陷的出现主要与厅堂的体型有关。
/ o/ `1 s4 N# \
& ?. c; V! h A% V) [0 `* A• 曲面反射与声聚焦
& m) ] m4 _3 D' P1 [- A% Q# ~ 其中Z为圆心,r为曲率半径,Q为声源,q为声源到反射面的距离,F为接收点,b为反射面到接收点的距离
2 w$ M8 E5 B! L' n* l. T r,q,b的关系为:0 o3 r0 b! z/ u$ O3 u/ m( D$ Q- S) r
& n/ i9 q8 ~- X( Y+ m* o r=q=b
' k# [ s' o8 w( r! |' `* q q>r,r/2: y' C* K" J, Q+ \# P
q=r/27 ]; U" [( f3 U6 s
q
( V* n' g' {+ l3 X& _/ `, O& l2 v r<0" \ O' y; d, |* j2 Z
2-6 噪声控制 隔声
/ u5 o9 g4 \) i- M* A" L* b9 G 标准
2 Z$ J4 @# m9 u6 a
4 m7 @" G+ u! ?$ Y) b" P$ ~4 q 措施
# v0 N9 o7 p5 c2-6-1 噪声控制的一般要求
9 n9 d+ m+ g* j$ W5 ]! I4 e 厅堂内的噪声主要来自三个方面:
5 t( F% ^' y" a6 J& l8 Y 一是建筑物内设备的噪声" ?- }# w5 Q: @0 k9 @# `/ d* M
二是外界传入观众厅的噪声" u; r, o- Y, y0 r& u
三是与本建筑物相关设施的其他噪声源
: L4 b9 \7 z) ^" l; I/ Q( e; j, C$ v) K2-6-2 室内噪声标准
) s- _ ]: v% Q& w “安静的衡量标准”——信噪比
$ E d; a+ ^, R6 _( b6 L A计权
- a& c, k! r8 {/ f NC——噪声评价曲线* J" v$ p/ B0 L8 }; `- q; M- g
NR——ISO提供6 m" g( q5 L2 X& s
各类观众厅内噪声限值
; N4 j2 i5 N2 h; O2-6-3 隔声措施的一般原则
% w' M: @3 E4 ?* g* q- N$ `/ }! F5 F 外界噪声传入室内的两个途径:P3404 o& D/ m2 Q+ ?( D0 G! g
5 K" i" I7 f+ J0 H 空气声$ D; N7 [1 d3 i7 _1 I+ q# K& u! H
5 o N% v3 | E B 固体声9 ?+ C4 D3 B; U$ L u5 b
• 隔声原则" Z9 W" m- E. ~$ [4 O8 m
抑制噪声源# O; y8 f! H7 ^ E0 K3 q7 }
正确选址
6 H! X7 s U# g" Y, x7 [ 隔声措施3 U T3 R& |/ X1 q* B; ~
隔声:
: J" m3 x# D0 [% |$ Z- A 空气声 高频: {& T/ Z7 r- B' }' r. [
隔振:7 B/ H0 ^$ V: |) w+ A; c% A
固体声 低频 振动
" e0 B$ b+ @/ ^5 U* c. ^: O2-6-4 建筑构件的空气声隔声量/ z8 z) p! s, B0 r* ^3 I
透声系数与隔声量' b3 H7 `/ q" o. f0 ^
• 单层密实均匀结构的隔声——“质量作用”定律
5 b6 u0 @6 b7 A7 C3 ~' N
! p G% {! j2 U! q. i0 s 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?
9 d! W+ ^& V& }4 S2 \) U5 V! I, a• 双密实均匀结构的隔声8 S- G0 T- ~- `. K8 F, @/ o
双层墙同样随f增加而TL增加
. D0 t! |2 r( Z3 p& k 避免声桥
4 {: w7 }: Z) W) l* D5 }7 u5 _# [ 中间可悬挂吸声材料
* v+ ^' a$ }/ {4 c, @3 I 谐振点
5 U* Q) p" }( }7 ], b5 A2-7 房间音质设计* _8 ~5 [7 @# w/ b
2-7-1 最佳混响时间
9 c t. F* f3 H2 M6 L: ^ 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。: j" F; c& F( o4 ]
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。
6 X* J" Q3 g7 m2 Z% S* G' R. H$ n: S9 |0 H/ [5 o& p& {
播音室吸声处理设计实例
1 L; z, \4 `" D 房间参数
- t' g# `. B6 _( f8 X$ I1 ]+ X 5.9*4.5*3.0 m
$ p" Y& W. I( W0 q1 C6 L S=115.5m2
, X8 ~5 o- M: h V=79.65m3
& i9 e% Y) e2 \4 y 主要用途; E% N: U! i! E
汉语播音,查得最佳混响时间曲线1 b+ ?, w2 G. l1 l* e6 |
设计5 \8 G4 f3 |, e8 O
计算公式:努特森公式$ ]* h/ Z, j! q4 O4 O
500座电影院音质设计+ r, v5 R$ [5 h: L9 w. l# m) H
厅堂音质设计的要求. \3 Z. P4 H0 q( x4 z! }
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。* X6 E/ n5 ^! v
所研究电影院的参数
/ [3 t6 D0 _% ~9 }4 m6 l: n 厅堂的容积确定,厅堂的体型设计
4 j- ~% ~# j _8 P6 p1 ? 预计使用的吸声材料& I1 Y, g8 v0 K7 t
混响时间的估算(空场、满场)
# G8 v* Z; z& T" A 改造
" d1 g, X5 Q6 p6 r0 w 第三章 电——力——声类比
$ _2 U8 `% ?, J1 A, j4 x! Y 什么是类比?% `; g) N: V2 e# E$ G
8 v& y. T- n O1 N2 s3 f" v/ E
为什么要运用电力声类比?
0 c) ^8 x4 [8 Q, d1 E! f; D换能器:话筒、扬声器
& ?% R# O; m' ]% w+ ?. R5 Z3-1 机械振动系统
% m, Z6 M9 j8 p! J( u" c# A 3-1-1 声
& X6 ?- W6 o& s+ _. j% Y 从振动和波动理论来讨论“声”和“声源”
0 c4 W9 B+ u/ J; b5 M& S: d 声源的几种类型) ]* b6 S4 m m5 ^
自由振动+ L- F7 W0 D3 q; N7 e$ m% f7 ^
衰减振动
1 P$ e& {% F- b( q6 M. N 受迫振动
+ v* Z q6 l' X3-1-2 质点的振动(单振子)! ~! n$ r0 _& t: D3 Z
• 自由振动P8
3 O/ J. A' Q; X% G! Y1 W- W* j$ o- s• 衰减振动
5 s$ {. J' G3 ~% ~ H5 ^9 v" F• 受迫振动 V/ L5 M" Q* Y) d( `+ K2 |
3-2 动力类比法
7 L) K6 _ `4 }0 G3-2-1 电——力类比* A" [4 z$ G; d5 B# w) d
电路的基本概念% a9 w" {# Y, y4 m
( K4 W4 a/ G2 a 电源是电动势为8 M1 K+ p( o$ F! U( v+ C" Z f
$ @0 F; a* m% F) t6 c 电路运动方程为5 U l) l5 |" z- W0 B
5 r# I5 P) U$ c K 回路中电流为
3 C( U" n9 C8 |9 Y f8 w5 b0 C# x+ f; n
Ze
) C- Z2 M/ ^, B& d. q• 电——力类比% e- O. O2 d6 D5 n, O
F——E,v——I,MM——Le,CM——Ce,RM——Re! @4 s7 f6 t0 O g# T4 J
正类比,阻抗型类比
& w+ C ]4 e0 y7 J D" J/ F" U+ K2 q2 A3 ^
9 @5 Z# {1 o3 V: _# D
F——I,v——E,MM——Ce,CM——Le,RM——1/Re
9 {8 K; F, h; E+ E4 {! ?& P4 ` 反类比,导纳型类比* E6 o& D- d9 W' ?+ |$ h
• 力学线路
9 {4 P* C% j: o% l 元件(阻抗)
1 A, a1 i) Q+ j( y( q MM——Le
: N5 v |- X# b% ?9 d CM——Ce
) ]( ~) |, z$ f8 N0 c* i8 ~ RM——Re. M, P& m v) [+ E
F——E
+ |* X' Z1 P7 W! T; U v——I
p/ I1 @& I! f' j: y V; {: I4 P$ b H/ Q6 ~* @: S) C! V) _9 j& ?
导纳
, x; X" d* G& y; r/ w$ v K. } MM——Ce0 o3 b& k3 r5 r" [) t( l# ?
CM——Le
; B1 Z: j! A# n9 t l6 }: \ RM——1/Re/ P/ f( f* s1 y8 A
F——I; B6 \0 w: {+ K' R2 n
v——E% J7 |8 h6 r* V. k6 o5 v
• 力学系统用导纳型8 Q# [: U9 o' e' l/ {) N* o2 H8 j1 c
力线) I6 Y; {+ y7 n, j, ?
! K$ |" i F' i6 q, q& m% n, ?$ u 速度的相对性' U3 f9 m6 }6 I6 R' i' E2 C
& @& v9 ]! ]6 l4 k 在力点符合动力学平衡条件
% X- Q9 w/ G7 ~3 f1 d: i" g5 n
) _; ^% x6 Q, G+ z% b! W6 u+ c1 r 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。
+ ~/ t$ C) C8 Z- T7 g+ f: E/ n例:$ D! p& Q2 |. y+ L
例:( b6 e0 O8 b. ~8 N
例:
1 Q( e7 a5 q$ c. p例:
% u5 W: n& ?2 L3 T x, M* `• 阻抗与导纳的互换 P310 [1 V/ A4 q% P) j
并联↔串联
. f4 H1 N0 Z/ g" {# D9 c7 A 电容↔电感. j. p1 Z$ {3 ^' @
导纳↔阻抗
8 b, K* Z5 g0 r# J" J1 Z 电流源↔电压源 |
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