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建筑物理

2026-04-22 15:50:09   0  举报

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大纲/内容

建筑声学

声学的基本知识

声音的基本知识

声音的产生与传播

物体振动→扰动→空气→气压波动→人耳

声源

声波

横波

水波

纵波

声波

声音衰减

热传导性

粘滞吸收

弛豫现象

频率、波长与声速

频率（f）

1s内振动的次数

人耳能听到的：20-20000Hz

中频

500-1000

高频

＞1000

低频

＜500

周期（T）

声源完成1次振动的时间

周期=1/频率

波长（λ）

1个周期内声音传播的距离

单位：m

频率越高，波长越短

声速（c）

声波在弹性介质中传播的速度

介质的密度越大，声速越快

常温，空气中声速

340m/s

温度越高，传播速度越快

c=λ×f

c=340

绕射、反射、散射、折射

绕射

波长越长（频率越小），绕射越明显

（障碍物与波长尺寸差不多、障碍物尺度有限大）

反射

凸面

扩散

凹面

聚焦

（凹凸面比较光滑，障碍物尺度无限大）

散射

（障碍物起伏、凹凹凸凸、不平整）

折射（不考）

由于介质温度等的改变引起声速的变化，会发生声折射

透射与吸收

透射系数

反射系数

吸声系数

没有留在房间的都是吸声了

吸声系数=透射+墙体吸收

吸声系数=1-反射

声音的计量

声功率

声源发声能力的大小

声强

声强与距离成反比

声压

声强与声压的平方成反比

声压级

单位：分贝

公式：声压级=20lg（声压/参考声压）

人耳能听到最小声音的声压级：0dB

疼痛的声压级：120dB

规律

声压每增加1倍，声压级增加6dB

声压增加到10倍，声压级增加20dB

观测点距离点声源加倍时，声压级衰减6dB

两个声音的声压级叠加

两个声压级一样

总声压级比一个声压级增加3dB

两个声压级不一样

两个声压声压级差≥10dB，总声压级=最大声音声压级

声强级

升功率级

响度级

声音与1000Hz的纯音（单一频率的声音）听起来一样响，1000Hz纯音的声压级就定义为待测声音的响度级

单位：方

总声级

人们常用A计权网络（或A声级）

用40方的等响曲线

人对声音的感受

声音的指向性

声源的尺度比波长大得多，指向性越强

频率越高，指向性越强

哈斯效应

如果直达声和反射声的时间差＞50ms（即声程差＞17m），就能听到回声

掩蔽效应

低频声对高频声掩蔽作用大

听觉定位

声音的三要素

强弱（响度）

音调

音色

室内声学原理

自由声场

室内声场

点声源

距离增加1倍，声压级降低6dB

线声源

距离增加1倍，声压级降低3dB

面声源

距离增加1倍，声压级无衰减

混响

混响时间

声源停止发声后，声音衰减60dB所经历的时间叫混响时间

混响时间是最重要的音质评价物理指标

混响时间表示声能密度随时间衰减的快慢

赛宾公式

公式适用于：α＜0.2

公式：0.161V/A

V：房间容积

A：室内总吸声量

A=S×α

室内音质设计

音质评价指标

主观评价指标

合适的响度

较高的清晰度

足够的丰满度

良好的空间感

没有声缺陷和噪声干扰

客观评价指标

室内音质设计

设计步骤

大厅容积的确定

大厅体形设计

大厅混响时间设计

大厅噪声的控制

材料和结构的隔声特征

吸声

吸声系数大（反射系数小）的材料控制室内声场

目的

提升室内音质，降低环境噪音，尽量多的直达声，尽量少的反射声

隔声

用隔声材料（透射系数小）的材料防止噪声

吸声材料和吸声结构

多孔吸声材料

平均吸声系数α＞0.2的材料

构造特点

开口孔，相互连通

吸声原理

吸声的频率特性

对中高频吸声效果好

提高中低频（尤其低频）的吸声效果

增加多空材料的厚度

材料背后空气层的作用相当于增加了材料的厚度

影响吸声性能的因素

材料中的空气流阻

孔隙率

要孔多，孔细小

厚度

背后条件

罩面材料

保护吸声材料，但是其实对吸声不好，所以需要采用薄或者孔大的，能够忽略它的存在，不要影响吸声材料

罩面材料应具有良好的透气性

塑料薄膜

厚度＜0.05mm

穿孔板

穿孔率＞20%的

空腔共振吸声结构

构造特点

吸声的频率特性

吸收中频

穿孔率＜20%

影响穿孔板吸声特性的因素

穿孔率、穿孔板的厚度、板后空气层厚度

穿孔率增大，共振频率增加

材料少了，频率增加

穿孔板的厚度和空气层厚度增加，共振频率减少

薄膜、薄板共振吸声结构

薄膜

吸收中频

薄板

吸收低频

其他吸声结构

隔声

空气声隔声

隔声基本概念

隔声量

声压级

计权隔声量

实验室测得

构件的隔声性能评价

计权标准化声压级差

现场测量

房间之间隔声性能评价

粉红噪音

两户之间

中高频

交通噪声

住宅与非住宅

中低频

单体均质密实墙的空气隔声

质量定律

墙体的面密度越大，隔声量越大

面密度，而非密度

面密度增加1倍，隔声量增加6dB

相同材料随着厚度增大，隔声量增大

影响质量定律的直接因素

面密度

密度

厚度

入射声频率

（波长）

单层均质密实墙的“吻合效应”

共振

共振对于吸声好，对于隔声是不好的

定义

因声波入射角度造成的声波作用与隔墙中弯曲波传播速度相吻合而使得隔声量下降的现象

固体声隔声

声源

振动的隔离

频率比=设备/（设备+减震器）

（也就是：减震前/减震后）（也就是：振动频率/固有频率）

频率比＞根2

起减震作用

频率比＜根2

不起减震作用

频率比=1

发生共振，振动最大

振动频率：机器设备的频率

固有频率：机器与减震器所形成的减震系统的自振频率

传播

撞击声的隔离

楼板构造

弹性面层

浮筑构造

隔声吊顶

撞击声隔声标准

以500Hz频率的隔声量作为该墙体的单值评价量

声压级

计权规范化撞击声压级

实验室测得

供隔声设计选材使用

计权标准化撞击声压级

现场测量

建成后现场实际要达到的值

隔振器及隔振元件

高频失效

金属弹簧隔振器在高频下，弹簧逐渐呈现刚性，弹性变差、隔振效果变差，称为“高频失效”

噪声控制

建筑光学

建筑光学基本知识

光的特性和视觉

光的特性

定义

光是以电磁波形式传播的辐射能

可见光波长范围

380-780nm

宇宙射线-Y射线-X射线-远紫外线-近紫外线-可见光-近红外线-红外线-无限电波

视觉

明视觉

光亮环境人眼对555nm的黄绿光最敏感

暗视觉

暗环境人眼对507nm的蓝绿光最敏感

基本光度单位及应用

光通量

光的能量

发光强度

光的强弱，有方向性

单位立体角的光通量

照度

工作面被照射的程度

被照面单位面积上接受光通量的多少

与距离有关

点光源照度与距离的平方成反比

亮度

发光体或被照面的明亮程度

cd/㎡

描述视觉（人眼处）的光情况

材料的光学性质

反射比、透射比、吸收比

规则反射和透射

扩散反射和透射

漫反射和透射

混合反射和透射

可见度及其影响因素

可见度（又称视角）

适当的亮度

视角

亮度对比

识别时间

避免眩光

直接眩光

反射眩光

减少规则反射

颜色

光源色（色光）

红绿蓝

物体色

红黄蓝

颜色定量

孟塞尔表色系统

色调

明度

彩度

光源的色温和显色性

色温

太阳光

热辐射电光源