建筑物理(声学).do

1. 吸声材料和吸声结构的分类？①多孔材料，板状材料，穿孔板，成型顶棚吸声板，膜状材料，柔性材料 吸声结构：共振吸声结构，包括1。空腔共振吸声结构，2。薄膜，薄板共振吸声结构。 其他吸声结构：空间吸声体，强吸声结构，帘幕，洞口，人和家具，空气吸收(空气热传导性，空气的黏滞性和分子的弛豫现象，前两种比第三种的吸收要小得多) 。吸声与隔声有什么区别？吸声量与隔声量如何定义？它们与那些因素有关？答：吸声指声波在传播途径中，声能被传播介质吸收转化为热能的现象。隔声指防止声波从构件一侧传向另一侧。吸声量：指材料的吸声面积与其吸声系数的乘积，单位为m2。隔声量：指建筑构件的传声损失， ，单位为（dB ）。它们主要与构件的透射系数有关，和构件的反射系数和吸声系数有关。

2. 衍射的定义：当声波在传播过程中遇到障碍物的起伏尺寸与波长大小接近或更小时，将不会形成定向反射，而是声能散播在空间中，这种现象称为散射，或衍射。影响因素：障碍物的尺寸或缝孔的宽度与波长接近或更小时，才能观察到明显的衍射现象，不是决定衍射能否发生的条件，仅是使衍射现象明显表现的条件，波长越大，越容易发生衍射现象。

3. 解释“波阵面”的概念，在建筑声学中引入“声线”有什么作用？答：声波从声源发出，在某一介质内向某一方向传播，在同一时刻，

声波到达空间各点的包迹面称为“波阵面”，或“波前”。“声线”主要是可以较方便地表示出声音的传播方向；利用作图法确定反射板位置和尺寸。波阵面为平面的称为“平面波”，波阵面为球面的称为“球面波”。

4. 什么是等响线？从等响线图说明人耳对声音的感受特性。答：等响线是指响度相同的点所组成的频谱特征曲线，从等响线图可知：1. 人耳在高声压级下，对声音频率的响应较一致；2. 在低声压级下，人耳对于低于1000Hz 的声音和高于4000Hz 的声音较不敏感，而对1000Hz~ 4000Hz 的声音感受最为敏锐；3. 在同一频率下，声压级提高10dB ，相对响度提高一倍。

5. 等效连续A 声级 解释Leq ，L50 LA表示什么意义？答： Leq的含义是：噪声的A 声级是变化的，不能简单的使用某一时刻的A 声级，需要使用在一段时间内使用平均A 声级来表示能量平均，即Leq 。 L50的意义是： L50 表示在所测的时间范围内有百分之50的时间出现了A 声级大于 L50 的情况。 如：L10=70dB，表示有10%的时间里噪声的A 声级超过了70dB 。Las 是声级计上的A 计权网络直接读出的数据，单位dB 。等效连续A 声级：噪声评价的一种方法。在规定的时间内某一连续稳态声的A （计权网络）声压具有与时间变化的噪声相同的均方A 声压级，则这一连续稳态的声级就是此时间变化噪声的等效声级。

6. 解释“声功率”、“声强”、“声压”概念。答：声功率：单位时间内声源向外辐射的能量，单位为J/s或W 。声强：单位时间内通过声波传播方向垂直单位面积上的声能。声压：空气质点由于声波作用而产生振动时所引起的大气压力起伏; 有两层意思，（1）瞬时声压，是指某时刻媒质中的压力超过静压力的值即压差；（2）有效声压, 即在一段时间(几个周期) 内, 各瞬时值平方的算术平均值的平方根, 不影响计算过程。符号P, 单位N/m 2 (牛顿/米2 ) ，或Pa(帕斯卡）。

7. 在建筑声学中，采用“级”的方法来计量声音的强弱有何意义？答：“级”是某一物理量与对应基准值的比值取对数所得到的数值。在建筑声学中采用“级”来计量声音的强弱，可以大大压缩计量的范围，例如1000Hz 的声音，人耳刚能听到的声压为 2×10-5Pa ，感到震耳时为20Pa ，两者相差百万倍。另外，人耳对声音的感觉并不与声压或声强成正比，而是近似与其对数成正比，采用“级”来计量声音的强弱，可与人耳对声音的感受一致。

8. 分别写出声功率级、声强级、声压级的计算表达式，以及它们的基准值和单位。答：声功率级LW=10lg（W/W0） （dB ） W0=1×10-12W 声强级LI=10lg（I/I0） （dB ） I0=1×10-12W/(m2) 声压级LP=20lg（P/P0） （dB ） I0=2×10-5W/(m2)或Pa

9. 简述声音在空气中的传播特性答：人耳能感受的声音最终是通过空气才感受到的; 质点振动方向与波的传播方向一致。声音在空气中传播主要有以下特性：A. 声波为行波中的“纵波”，质点只在自身位置来回运动，振动方向与传播方向相同 ;B.声波传播方向与空气流动没有关系或与流向无关；C. 压力变化微小, 是大气压的百万分之一。D. 振动随距声源距离的增加而减小（振动能量减少）。2. 常温下空气声速约为（ 340 ）m/s,1000Hz 的声音，其波长为（ 0.34 ）m 。解：根据公式λ=c/f=340/1000=0.34m

10. 声音的绕射有什么特点？在进行声音的反射设计和扩散处理时，要注意什么问题？答：1. 声音在传播过程中遇到孔洞或障碍物将发生绕射现象。绕射的情况与声波的波长和障碍物（孔洞）的尺寸有关，而与原声波的波形无关。2. 在进行声音的反射和扩散处理时，要正确地使用凸形界面，以有助于声场的均匀扩散和防止一些声学缺陷的出现；避免出现凹形界面，使声音汇聚于某一区域或出现声焦点，从而造成声场分布不均匀。

11. 什么是“吻合效应”，如何消除吻合效应？答：“吻合效应”是声波斜入射时在一定的频率范围使墙体放生弯曲共振（这是入射声波沿墙体激发的弯曲波的波长在声波入射方向的投影等于入射波的波长）的现象。 消除“吻合效应”的方法是：①材料选择注意避开吻合效应频率范围；②采用双层构造，且两层不平行布置

12. 人耳听觉定位有什么特点？答：人耳听觉定位是由双耳对声音感觉的时间差和强度差来判定的。通常对于高于1400Hz 的声音，主要由强度差其主要作用；而对于低于1400Hz 的声音，主要由时间差起主要作用。人耳对声音的方向感强于远近感，对水平方向声音位置的变化的识别强于竖直方向。

13. 简述哈斯效应及其在室内音质设计中的应用。答：当同一声音的反射声到达人耳的时间迟于直达声的时间在50ms 之内时，人耳分辨不出是两次声音，反射声对直达声音有加强作用，且人耳感到声音方向与直达声相同，不会有声音漂移感。而当前后两次声音到达人耳的时间差超过50ms 后，人耳就有近似回声感；当时间差超过80ms 后，有明显的回声感，这种效应称为哈斯效应。

14. 什么是掩蔽效应？声音掩蔽有何特征？答：一个声音的听阙因另一个声音的存在而提高的现象，叫声音的掩蔽效应。听阙提高的分贝数，称为掩蔽级。声音掩蔽有下列的特点：1. 频率相近的声音掩蔽效应强；

2. 低频声对高频声的掩蔽较强；3. 高频声对低频声的掩蔽效应弱；4. 一个声音低于另一个声音10dB 后，其对另一个声音的掩蔽效应可忽略去。

15. 音质的主观评价和客观指标：答：1合适的响度2较高的清晰度和明晰度3足够的丰满度4良好的空间感5没有声缺陷和噪声干扰 客观指标：1声压级与混响时间2反射声的时间与空间分布

16早期反射声：在直达声以后到达的对房间的音质起到有利作用的所有反射声。时间范围一般取直达声以后50ms ，也有人认为可取到95ms 。早期反射声能与混响声能之比称为明晰度。明晰度高，语言清晰度也高，如明晰度达到50%，音节清晰度就可达90%以上。对听音乐来说，情况复杂得多，不仅要考虑早期反射声所占的比重，还要考虑从侧向来的早期反射声，能使声源的空间距离展宽，增加立体感，但侧向早期反射声过强，又会形成虚声源，造成移位错觉的不良后果。1充分利用直达声2争取控制早期反射声3扩散设计

17. 以横排的方式，列出31.5Hz ～2000Hz 之间的倍频程和1/3倍频程数值。答：倍频程：31.5、63、125、250、500、1000、2000 1/3倍频程：31.5、40、50、63、80、100、125、160

18. 产生驻波的必要条件是什么?1000Hz 声音产生的驻波, 离壁面最近的波节其距壁面距离为多少? 答：产生驻波的必要条件是：1. 频率相同的波；2. 两列波在同一直线上相向而行。什么是驻波? 频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波

19. 简述门窗的隔声措施 答：1、要提高门扇本身的隔声能力及门缝的密闭程度。可采用复合结构的门，即夹层门，也可选用密实厚重的材料做门，甚至是钢筋混凝土做的门扇。经常开启的门，门扇不宜太重，否则门缝不易密封。当要求较高时，可采用双层门，也可设置“声闸”，即做成门斗形式，在门斗两道门之间布置强吸声材料。2、隔声窗的设计，要保证窗玻璃有足够的厚度，各层玻璃的厚度应不相同，以错开“吻合谷”，同时两层玻璃不应平行，以免引起共振。另外，两层玻璃之间的窗樘上应布置强吸声材料，保证玻璃与窗扇边梃、窗扇与窗框、窗框与墙壁等所有接口的密封。

20. 什么是质量隔声定律？180mm 砖墙对500Hz 的隔声量为多少？ 答：墙的单位面积的质量越大，其隔声效果越好，这一规律被成为“质量定律”。 查表得180mm 砖墙的面密度为450kg/m2。

21. 环境噪声有哪些危害？答：噪声的危害主要有：1、噪声对人的听力具有很大的损坏作用。2、噪声对睡眠产生一定的干扰。3、噪声对语言交流产生干扰。4、噪声可引起多种疾病。5、噪声可降低工作的效率。6、噪声对建筑物的寿命产生一定的影响

22. 城市噪声的来源有哪些？试从建筑群体布置和建筑单体设计的角度论述如何控制噪声。答：城市噪声的主要来源有：交通噪声污染、其次是施工机械噪声及工厂噪声，此外还有商业噪声和社会生活噪声。

23. 消声器的结构形式？答：阻性（在管道内布置阻性吸声材料吸收声能，对高频较有效），抗性（利用声音的共振，反射，叠加，干涉等原理消声，用于中低频噪声） 阻抗复合式（用于频带较宽的噪声）

公式：

声强I=dw÷ds 即声能除以面积

自由声场中：I=p2÷ρC (ρC=415N?S∕m3)

声能密度：D=I∕C

声压级：Lp=20 lg(P∕P0) 其中：P 表示某点的声压，P0表示参考声压，以2×10的负五次方为参考值

声强级：Li=10 lg(I∕I0) 其中：I 表示某点的声强，I0表示参考声强，以10的负12次方为参考值

声功率级：Lw=10 lg(W∕W0) 其中：W 表示某声源的声功率，W0表示参考声功率，以10的负12次方为参考值

室外声压级：Lp=Lw＋10 lg(1∕4πr2) Lp表示空间某点的声压级，Lw 表示声源的声功率级，r 表示测点与声源的距离

Lp=Lw－20lgr －11

室内声压级：Lp=Lw＋10lg(Q／4πr2 ＋ 4／R ),其中，Lw 表示声源的声功率级，W 表示声源声功率，r 表示离开声源的距离，Q 表示声源指向性因数度，R 表示房间常数，R=S×α／（1－α） S表示室内总表面积，α表示室内平均吸声系数

Lp=10lgW + 10lg(Q／4πr2 + 4／R) +120

混响半径： Q／4πr2 = 4／R 其中，Q 表示声源的指向性因数；r 表示混响半径；R 表示房间常数

1. 简述多孔吸声材料的吸声机理和吸声特性；影响多孔吸声材料吸声的因素有哪些？如何提高多孔吸声材料的在中低频范围内的吸声性能？答：多孔材料的吸声机理：①当声波入射到多孔材料上，声波能顺着孔隙进入材料内部，引起空隙中空气分子的振动。由于空气的粘滞阻力、空气分子与孔隙壁的摩擦，使声能转化为摩擦热能而吸声。②空气振动是不断压缩和膨胀的过程，与多孔骨架发生热交换也减少声能。多孔材料的吸声特性：总趋势是随频率的增加而增加，伴有起伏，且起伏随频率增加而变化平缓，一般吸收中高频声，加空气层后也吸收低频声。影响多孔吸声材料吸声效果的因素有：材料孔隙率、材料中空气的流阻、材料的结构因子。提高多孔吸声材料在中低频吸声能力的措施有：①增加吸声材料厚度，按照中低频范围所需要的吸声系数值来选择材料厚度；②在吸声材料后附加空气层；③使用薄膜或穿孔板饰面层。

2. 简述穿孔板的吸声机理和吸声特性；如何提高穿孔板的吸声性能？答：穿孔板的吸声机理：当薄壁与孔径比声波小很多时，孔径处空气变形很小，起质量块作用。类似于活塞，空腔中空气起弹簧作用。吸声特性：在共振频率处有最大吸声系数。提高穿孔板的吸声性能的措施有：由于穿孔板结构一般在其共振频率处有较大的吸声系数，声音频率离共振频率越远，吸声系数迅速下降。因此，要使穿孔板结构在

很宽的频率范围内有较大的吸声系数，可在穿孔板背后填设多孔吸声材料作为底层材料。如果在有底层多孔材料的情况下，面层同时使用不同共振频率的穿孔板，就可在很宽的频率范围内提高吸声系数。

3. 一台机器离某点距离为5m, 单独运行时，在该点产生的声压级是55分贝，十台机器离该点都是5m ，同时运行时，在该点产生的总声压级是多少分贝？解： LP=20lg（P/P0） =55dB 即10lg （P2/P02）=55dB P2/P02=10LP/10=105.5 10台机器同时运行时有：

LP= 10lg[(P12+P22+„P102)/P02)]= 10lg[10×(P12 /P02) =10lg10+10lg (P12 /P02 )=10+55=65dB

4. 什么是混响时间? 一个矩形厅堂尺寸为长25m×宽20m×高8m, 观众席座位数为820，坐席所占地面积424 m2。在500Hz 每位观众的吸声量为0.4m2, 每个空座吸声量为0.3 m2，大厅内各表面的平均吸声系数为0.25，试求①该厅堂空场时500Hz 的混响时间？②上坐2/3时500Hz 的混响时间？ 答：混响时间指当室内声场达到稳态，声源停止发声后，声压级降低60dB 所经历的时间。20① 该大厅满座时：② 该大厅上座2/3时500Hz 的混响时间是：③ 述大厅的房间系数R 为如果演唱者的声功率级为80dB, 指向性因子为1, 混响半径处声压级为多少? ∵Lw=10lgw/w0=80dB →W=10-4W

5为了消除房间的声染色, 可采取哪些措施? 答：为了消除声染色现象的根本原则是使共振频率分布尽可能均匀。具体措施有：1. 选择合适的房间尺寸，比例和形状；2. 将房间的墙或天花板做成不规则的形状；

3. 将吸声材料不规则地分布在房间的界面上。

6. 有一穿孔板，厚4mm, 孔径6mm, 孔距18mm, 孔正方形排列，背后空气间层10cm, 求其穿孔率和共振频率。答：穿孔率：由于其是正方形排列，故共振频率：

7. 有一尺寸为11（m 长）×9（m 宽） ×7（m 高) 的混响室，内表面为瓷砖贴面，空测时500Hz 混响时间为2.3s, 在其内表面贴50m2多孔吸声材料后，则测得500Hz 混响时间为1.65s ，求材料在500Hz 的吸声系数。答：对于空测时：对于表面贴50m2吸声材料后：

8. 薄膜与薄板的吸声机理有何不同？如果用帆布在墙面上吸收200Hz 的声音，布距墙距离为10cm, 则所需帆布面密度应为多少？如果将帆布改为薄石膏板，石膏板的面密度又为多少？答：薄膜吸声机理是薄膜材料与其背后的封闭空气层形成共振系统，用以吸收共振频率附近的入射声能。薄板吸声机能为：薄板吸声结构在声波作用下发生振动时，由于板内部和木龙骨之间出现摩擦损耗，使声能转变为机械振动，最后转变为热能而起到吸声作用。当用帆布时：当为石膏板时：

9. 有一20m2的墙体，其上未开任何洞口时隔声量为50dB, 现在其上开有2m2的门和1.8m2的窗，门的隔声量为15dB, 窗的隔声量为20dB, 求门窗关闭时组合墙的隔声量。开窗时隔声量又为多少？ 答：由公式 得τ门=10-1.5 τ墙=10-5 τ窗=10-2门窗关闭时，组合墙的隔声量为：开窗时的隔声量为：

10. 我国规定，连续工作8小时的场所，噪声最高不能超过（ 85 ）dB （A ），超过该值每增加( 3 )dB(A)，工作时间减半。

1．建筑环境声学主要包括 厅堂音质 和 噪声控制 两大部分内容。

2．混响时间是指稳态声音 停止发声，室内稳态声能密度自原始值衰减到其百万分之一（室内声压级衰减60dB ） 所需的时间。

3．测点处的声压值增加一倍，相应的声压级增加 6 分贝。

4．从规划和建筑角度出发，控制城市环境噪声的技术措施有： 城市规模控制 、 区域规划 、 道路规划 、 建筑布局 、 屏障绿化 。

5．改善撞击声干扰的主要方法有 面层法 、 垫层法 、 吊顶法 。

6．声波的绕射与频率有何关系： 频率越小，波长越长，绕射的现象越明显 。

7．室内平均吸声系数小于 0.2 时，赛宾公式计算混响时间T60才基本正确。

8．影响多孔材料吸声系数的主要因素有 容重 、 厚度 、 后部空气

层 、 表面处理 、 气流湿度 。

9．厅堂内不出现回声，应特别注意 前部天花 、 楼座挡板 、 后墙 三个部位的设计。

10．声音是 弹性介质中，机械振动由近及远 的传播。

11．材料的吸声系数是 透射声能+吸收声能 与 入射声能 的比值。

12．响度级的单位是 方 ，响度的单位是 宋 。

13．房间的混响时间越 短 , 声学缺陷明显。

14．声压级是某点的声压与 基准声压 之比的常用对数乘以 20 。

15．声闸设计的要点是 门的相对错位大 、 门的距离远 、 声闸内布置吸声材料 。

16．多孔材料最基本的构造特征是它的 透气 性。

17．直达声后 50ms 内到达的反射声称为早期反射声。

18．回声是强反射声突出于 混响 声而形成的，故应特别注意声程差大于17ｍ的反射声。

19．体型设计的基本原则是 充分利用直达声 、 争取反射声 、 消除声缺陷 。

20．Ａ声级是将 40 方等响曲线 倒置 后作为计权曲线所测得的声级。

21．厅堂的混响时间与 体积 成正比，与 吸声量 成反比。

22．扬声器的布置方式有 集中式 、 分散式 、 混合式 。

23．为保证声学实验室有高的隔振能力，整个系统的f/f0 越 大 ，效果越好。

24．从其定义讲，声压级属于 客观 计量，响度级属于 主观 计量。

25．多孔材料增大厚度可以使α的峰值向 低频 偏移。

26．减振系统的固有频率越 小 ，减振效果越好。

27．房间的固有频率是指在其中可能出现的 驻波 的频率。

28．确定厅堂的最佳混响时间，主要因素是 功能

29．某设备开与停时测得声压级为86与83分贝，则单纯的设备噪声声压级为 83 分贝。

30．单层均质墙体隔声的基本定律是 质量定律 与 容积 。 。