声学计算公式大全..
喝啤酒会胖吗-灯光阅读答案
当声波碰到室内某一界面后(如天花、墙),一部分声能被反射,
一部分被吸收(主要是
转化成热能),一部分穿透到另一空间。
透射系数:
反射系数:
吸声系数:
声压和声强有密切的关系,在自由声场中,测得声压和已知测点到声源的距离,<
br>就可计算出该测点之声强和声源的声功率。
声压级Lp
取参考声压为Po=2*10
-5Nm2为基准声压,任一声压
P的Lp为:
听觉下限:
p=2*10-5Nm2 为0dB
能量提高100倍的 P=2*10-3Nm2
为20dB
听觉上限: P=20Nm2 为120dB
1、声压级Lp
取参考声压为Po=2*10
-5Nm2为基准声压,任一声压
P的Lp为:
听觉下限: p=2*10-5Nm2 为0dB
能量提高100倍的 P=2*10-3Nm2 为20dB
听觉上限:
P=20Nm2 为120dB
2、声功率级Lw
取Wo为10-12W,基准声功率级
任一声功率W的声功率级Lw为:
3、声强级:
3、声压级的叠加
10dB+10dB=? 0dB+0dB=? 0dB+10dB=?
答案分别是:13dB,3dB,10dB.
几个声源同时作用时,某点的声能是各
个声源贡献的能量的代数和。因此其声
压是各声源贡献的声压平方和的开根号。
即:
声压级为:
声压级的叠加
•两个数值相等的声压级叠加后,总声压级只比原来增加3dB,而不是增加
一倍。
这个结论对于声强级和声功率级同样适用。
•此外,两个声压级分别为不同的值时,其总的声压级为
两个声强级获声功率级的叠加公式与上式相同
在建筑声学中,
频带划分的方式通常不是在线性标度的频率轴上等距离的划分
频带,而是以各频率的频程数n都相等来划
分。
声波在室内的反射与几何声学
3.2.1
反射界面的平均吸声系数
(1)吸声系数:用以表征材料和结构吸声能力的基本参量通常
采用吸声系数,
以α表示,定义式:
混响室 界面全反射,声能在声音停止后,无限时间存在。
普通厅堂房间界面部分反射,声能在声音停止后,经过多次反
等 射吸收,能量逐渐下降。
消声室
界面全吸收,声能在声音停止后,完全没有任何
反射吸收,在接触界面后,声能立即消失。
材料和结构的吸声特性和声波入射角度有关。
声波垂直入射到材料和结构表
面的吸声系数,成为“垂直入射(正入射)吸声系
数”。
这种入射条件可在驻波管中实现。其吸声系数的大小可通
过驻波管法来测定。
当声波斜向入射时,入射角度为θ,这是的吸声系数称为斜入射吸声系数,
。
建
筑声环境中,出现垂直入射和斜入射的情况较少,而普遍情况是声波从各个方
向同时入射到材料和结构表
面,如果入射声波在半空间中均匀分布,
,则称这种入射情况为“无规则入射”或“扩散
入射”
。这时材料和结构的吸声系数称为“无规则吸声系数”获“扩散吸声系数”,
这种入射条件是一种理想的假设条件
,在混响室内可以较好的接
近这种条件,通常也是在混响室内测定“扩散吸声系数”
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125,250,500,1
000,2000,4000 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 。有
时也把250,500,1000,2000Hz四个频率吸声系
数的算术平均值(取为0.05的整数
倍)称为“降噪系数”(NRC),用在吸声降噪
时粗略的比较和选择吸声材料。
2)吸声
量:用以表征某个具体吸声构件的实际吸声效果的量,它和构件的尺寸
大小有关,对于建筑空间的围蔽结
构,吸声量A是:
如一个房间由n面墙(包括顶棚和地面):
对于在声场中的人(如观众)和物(如座椅)、或空间吸声体,其面积很难确定,
表
征它们的吸声特性,有时不用吸声系数,而直接用单个人或物的吸声量。当房
间中有若干个人或物时,他
(它)们的吸声量是用数量乘个体吸声量,然后再把
结构纳入房间总的吸声量中。
房间的平均吸声系数:房间的总吸声量和房间界面面积的比值:
混响时间Reverberation Time( RT )
混响和混响时间是室内声学中最为重要和最基本的概念。
混响,是指声源停止发声后,在声
场中还存在着来自各个界面的迟到的反射声
形成的声音的“残留”现象。这种残留现象的长短以混响时间
来表示 。
3.3.1 什么是混响时间?
衰减过程即为混响时间,室内总吸声量越大,衰减越快,室容积越大,衰减越
慢。
室内声场达到稳态后,声源突然停止发声,室内声压级将按线性规律衰减。衰
减60dB所经历的时间叫
混响时间T60,单位S。
实际的混响衰减曲线。
由于
衰减量程及本底噪声的干扰,造成很难在
60dB内都有良好的衰
减曲线,因此有时取T30或
T20代替T60。
3.3.2 赛宾(Sabine)公式
赛宾是美国物理学家,他发现混响时间近似与房间体积成正比,与房间总吸声
量成反比,并提出
了混响时间经验计算公式——赛宾公式。
3.3.3 伊林(Eyring)公式
在室内总吸声量较小(吸声系数小于0.2)、混响时间较长的情况下,
有赛宾的混响时间计算
公式求出的数值与实际测量值相当一致,而在室
内总吸声量较大、混响时间较短的情况下,计算值与实测
值不符。
在
室内表面的平均吸声系数较大(大于
0.2)
时,只能用伊林公式计算室内
的混响时
间。
利用伊林公式计算混响时间时,在吸声量的计
算上也应考虑两部分(1)
室内表面的吸声量(2)观众厅内观众和座椅的吸声量(有两种计算方
法:一种是观众或座椅的个数乘其单个吸声量;二种是按观众或座椅所
占的面积乘以单位面积的相应吸
声量。
3.3.3 伊林(Eyring)公式(伊林-努特生公式)
赛宾
公式和伊林公式只考虑了室内表面的吸收作用,对于频率较高的声音(一
般为2000Hz以上),当房
间较大时,在传播过程中,空气也将产生很大的吸收。
这种吸收主要决定于空气的相对湿度,其次是温度
的影响。在计算混响时间时,
考虑空气的吸收:
4m:空气吸收系数,空气吸收=4mV当
频率取>=2KHz时,一般地,4m与
湿度温度有关,通常取相对湿度60%,温度20℃时,其值见
下表:
计算RT时,一般取125、250、500、1K、2K、4K六个倍频程中心频
率,求出各
个频带的混响时间
空气吸收系数
4M值 (室内温度20度)
室内相对
湿度
频率(Hz)
30%
40%
2 0.0
0.01 0.0 0.0
000
12
0
10
09
50%
60%
4 0.0 0.02 0.0
0.0
000
38
9
24
22
6 0.0
0.06 0.0 0.0
300
84
2
50
43
3.3.4
混响时间计算的不确定性
室内条件与原公式假设条件(一、声场是一个完整的空间;
二、声场是完全扩散
的)并不完全一致。
1)室内吸声分布不均匀 ;
2)室内形状,高宽比例过大 ,造成声场分布不均匀,扩散不完全
计算用
材料的吸声系数与实际情况有误差,一般误差在10%——15%
计算RT的意义:
1)“控制性”地指导材料的选择与布置。
2)预测建筑厅堂室内的声学效果
3)分析现有的音质问题
3.4 室内声压级计算及混响半径
(一
)当室内声源声功率一定时,稳态时,在室内距离为r的某点声压级可以
计算,室内稳态声压级的计算公
式为:
公式前提:
1)点声源
2)连续发声
3)声场分布均匀
Q---
是指向因数,其取值见下表:
(二)混响半径:
根据室内稳态声压级的计算公式,室内的声能密度有两部分组成:
第一部分是直达声,相当于
表述的部分;第二部分是扩散声(包括第一
次及以后的反射声),即 表述的部分。
在离声源较近处
在离声源较远处
混响半径
直达声大于扩散声
在直达声的声能密度与扩散声的声能密度相等处,距声源的
距离称为
“混响半径”,或“临界半径
吸声量或吸声系数的测量:
1、混响室法
其中:V --混响室体积 ; S-- 材料表面积; n --吸声体个数; T1
--
空室混响室混响时间; T2--放入材料后混响时间。
2、驻波管法:
利用在管中平面波入射波和反射波形成极大声压Pmax和极小声压Pmin推
导出0
3、 T 和 0
的值有一定差别, T是无规入射时的吸声系数, 0是正
入射时的吸声系数。
工程上主要使用T
对于穿孔板吸声结构,板后空气层可划分为许多小空腔,每一个开孔与背后一<
br>个小空腔对应,是许多并联的亥姆霍兹共振器。 计算穿孔板吸声结构共振
频率的公式
在设计时,根据主要吸收频率,确定共振频
率。在共振频率附近有最大
的吸声系数,离之越远,吸声愈小。
建筑中的吸声降噪
1、吸声降噪的原理:
工厂车间或大型厅堂内,若内表面为清水砖
墙、抹灰墙面,地面
为水泥或水磨石地面,在房间内部,人听到的不只是由声源发出的直达
声,
还会听到大量经各个界面多次反射形成的混响声。
在直达声与混响声的共同作用下,
当离开声源的距离大于混响半
径时,接收点上的声压级要比室外同一距离处
高出10~15dB
。
如在室内顶棚或墙面上布置吸声材料或
吸声结构,可使混响声减弱,这时
,人们主要
听到的是直达声,那种被噪声“包围”的感觉将
明显减弱。这种利用
吸声原理降低噪声的方法称为“吸声降噪”。
Q---
是指向因数,其取值见右表:
二)混响半径:
1.根据室内稳态声压级的计算公式,室内的声能密度有两部分组成:
第一部分是直达声,相当于 表述的部分;第二部分是扩散声
表述的部分。
(包括第一次及以后的反射声),即
在离声源较近处
在离声源较远处
2、吸声降噪量的计算
-----直达声大于扩散声
-----扩散声大于直达声
距声源 r
米处的声压级与直达声和混响声的关系是如下式:
如进行吸声处理,则处理前后该点的声级差(或称降噪量)为
进行吸声处理的降噪量:
3、吸声降噪的设计步骤
目前,国内外采用“吸声降噪”方法进行噪声控制已非常普遍,一般效果
约为6~10dB。
最大声压级计算式=灵敏度+10LOG音响功率
音响中轴线某处的声压级=音响的最大声压级—20LOG该店到音响的距离