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声学基本常识
发布人:  admin  信息分类:声学知识  信息来源: 点击数:61
声学术语
分贝(decibel):分贝对于非专业人员来讲是最难理解的,然而对于专业人士来讲分贝又是再熟悉不过了。分贝(dB)是以美国电话发明家贝尔命名的,因为贝的单位太大因此采用分贝,代表1/10贝分贝的概念比较特别,它的运算不是线性比例的,而是对数比例的,例如两个音箱分别发出60dB的声音,合在一起并不是120dB,而是63dB。如果某种吸声材料吸收了80%的声能,声音降低了不是0.8dB也不是80dB而是 10lg(1-0.8)=7dB。如果某种隔墙隔声量为50dB,那么透过去的声音为0.00001。

频率:声的源头是振动,振动就有频率(符号f),即每秒种振动的次数,单位是赫兹(Hz)人耳不是所有的频率的声音都能听的到,只有振动频率为20Hz(一说16Hz)~20000 Hz的声音,人耳才能有声觉。20 Hz以下为次声,20000Hz以上为超声,低于20 Hz和高于20000 Hz的声音人耳不会有声的感觉,人耳最敏感的频率在100~3150 Hz。在建筑声学中,一般把200~300 Hz或以下的声音称为低频声,500~1000 Hz的声称为中频声,2000~4000 Hz或以上的声称为高频声。

A声级:A声级的概念会使普通人感到迷惑。声级是将各个频率的声音计权相加(不是简单的算术相加)得到的声音大小,A声级是各个频率的声音通过A计权网络后再相加得到的大小,A声级反映了人耳对低频和高频不敏感的听觉特性例如,如果100Hz的声压级为80dB,在计算A声级时,将按计权减去50.5dB,即按29.5dB来计算;而1KHz的声压级为80dB,计权值为0dB,即仍按80dB计算。A声级的目的在于,A声级越大,则表明声音听起来越响。A声级分贝通常计为dBA。许多与噪声有关的国家规范都是按A声级作为指标的。

混响:室内声源停止发声后,由于房间边界面或其中障碍物使声波多次反射或散射而产生声音延续的现象。混响可以使室内的声音增加15dB,同时会降低语言清晰度。对于音乐演奏的空间,如音乐厅、剧场等,需要混响效果使乐曲更加舒缓而愉悦。对于语言使用的空间,如电影院、教室、礼堂、录音室等需要减少混响使讲话更加清晰。因此,不同使用要求的房间需要不同的混响效果。

声桥:板材直接固定在龙骨上时,受声一侧板的振动会通过龙骨传到另一侧板,这种象桥一样传递声能的现象被称为声桥。声桥越多、接触面积越大、刚性连接越强,声桥现象越严重,隔声效果越差。在做隔声处理是,在刚性接触的地方最好使用软性高阻尼材料来阻断声桥的产生。

撞击声:由于撞击固体而在室内引起的一种噪声。描述撞击声传声隔声性能的指标是撞击声压级,它不同于空气声隔声量所表达的"隔掉声音的分贝数",而是表示在使用标准打击器(一种能够产生标准撞击能量的设备)撞击楼板时,楼下声音的大小。撞击声压级越大表示楼板撞击声传声隔声能力越差,反之越好。一般的认为,在楼板计权撞击声级低于65dB时,除了敲打、蹦跳外,一般的声音都听不到,当计权撞击声级在75dB~85dB时,能够听到脚步声、拖桌椅声、孩子跳跑感觉强烈,敲打声则更难以忍受。
驻波(Standing wave):由于频率机同的同类声波互相干涉而形成空间分布固定的周期波。

混响(Reverberation):室内声源停止发声后,由于房间边界面或其中障碍物使声波多次反射或散射而产生声音延续的现象。

声桥:双层或多层隔声结构中两层间的连接物。声能以振动形式通过它而在两层间传播。

吸声(Sound absorption):声音进入多孔材料或引起可弯曲变形的板振动后,声能转化为热能的效应。

声波在空气中传播与空气质点因振动摩擦使声能转化为热能,引起的声波随传播距离增加逐渐衰减的现象,称为空气吸收;当声波入射多孔吸声材料时,由于空气的粘滞阻力,空气与孔壁的振动摩擦,使相当一部分声能转化成热能而被吸收,称为材料吸声。任何材料对入射声能或多或少都有一些吸声能力,平均吸声系数超过0.2的材料才称为吸声材料。多孔吸声材料吸声频率的特性是:中高频吸声系数较大,低频吸声系数较小。

回声(Echo gereration):由单一声源发声而产生了时间延迟所导致的多余一个声源赶的听觉效应,其原因是一些反射声的声程差彼此超过了17m。

隔声(Sound insulation):材料降低传声的能力。建筑物受到外部声场的作用或受撞击而发生振动时,声音就会透过围护结构传进来,这叫做"传声"。由于围护结构的作用,传进来的声能总是有所减少,作用的大小取决于围护结构的隔声性能。隔绝外部空间声场的声能,称为"空气声隔绝";使撞击能量辐射的声能有所减少,称为"固体声或撞击声隔绝"。这和"隔振"的概念不同,前者是指到达接受者的空气声,后者是指接受者感受到的固体振动。采取隔振措施可减少振动源或撞击源对围护结构(如楼板)的影响,降低撞击声本身的声级。

隔声机理:当声波依次透过特性阻抗完全不同的墙体、空气介质时,造成声波的多次反射,发生声波的衰减,并且由于空气层的弹性和附加作用,是振动能量大大衰减,从而达到隔声效果。

共振频率:任何隔墙都存在固有的共振频率, 当声波的频率和墙的共振频率一致时,墙体整体产生共振,该频率的隔声量将大大下降。

吻合效应:声波接触墙板后,墙板除了垂直方向的受迫振动以外,还有沿着板面方向的受迫弯曲振动。在某个特定频率以上,受迫弯曲
振动将和板固有的自由弯曲振动发吻合,这时板就非常顺从地跟随入射声弯曲,造成声能大量地透射到另一侧去,形成隔声量的低谷,这种现象被称作吻合效应。
掩蔽效应:人耳存在掩蔽效应,当一个声音高于另一个声音10dB时,较小的声音因掩蔽而难于被听到和理解,由于掩蔽效应,在90-100dB的环境中,即使近距离讲话也会听不清。

噪声有两种意义:

① 在物理上指不规则的、间歇的或随机的声振动。

② 在心理上指任何人们不希望听到的声音。声音的产生是物理现象,而噪声是人们对声音的一种主观感受和心理感受。因此,凡是人们不希望听到的任何声音,即对生活、工作和学习有干扰的声音,统称""噪声"。

空气声与固体声

谈话声、音乐声等通过空气介质传播的声音叫做空气声;人耳能听到的主要是空气声。对于家居及办公的隔音也就是要隔绝空气声。机器的振动、排水声等通过地板和管道介质传播的声音叫做固体声。空气声与固体声的区别在于不同的传播途径,处理方法各不相同。

吸声与隔声

吸声是利用疏松多孔的材料将部分声能转化成热能加以吸收。以吸收声音能量为主,如超细玻璃棉、岩棉等。主要用于降低声反射。

隔声是利用质密的材料将声音隔绝于某个空间。 隔声材料所具有的降噪作用叫做隔声性能,假设某客厅电视机的声音是70dB,传到与之相隔一墙的卧室后降到50dB,则该墙体的隔声性能可以说是20dB。

隔声与吸声是两个截然不同的概念,市场上常见的只有吸声材料,少见专业的隔声材料,在没有选择的情况下,人们往往吸声材料代替隔声材料挡声音,这是一种误区,其效果微乎其微。隔音要用真正的隔音材料。 在实际中如果为了寻求良好的隔声效果,往往采取“吸隔共用”的方法,表面隔声层用来隔声,后面的空腔填充吸声材料,这样的复合结构可以有效的增强整体的隔声性能
常见声音分贝数

人耳的听觉下限是0dB,低于15dB的环境是极为安静的环境,安静的会使人不知所措。乡村的夜晚大多是25-30dB,除了细心才能够体会到的流水、风、小动物等自然声音以外,其他感觉一片宁静。城市的夜晚会因区域不同而有所不同。较为安静区域的室内一般在30-35dB,如果你住在繁华的闹市区或是交通干线附近,将不得不忍受40-50dB(甚至更高)的噪声。人们正常讲话的声音大约是60-70dB,大声呼喊可达100dB。人耳的听觉上限一般是120dB,超过120dB的声音会造成听觉器官的损伤,140dB的声音会使人失去听觉。高分贝喇叭、重型机械、喷气飞机引擎等都能够产生超过120dB的声音。

围护结构声音传播途径

声音通过围护结构的传播,按传播规律分为两种途径。一种是振动直接撞击围护结构,并使其成为声源,通过围护结构作为媒质,使振动沿着固体构件而传播,这种传播方式,一般称为固体传声或结构传声。声音在固体媒质中的传播比在空气中的传播衰减的慢,传播的远,速度也更快。另一种是空气中的声源发声后,激发周围的空气振动,以空气为媒质,形成声波,传播至构件(大部分被反射),并激发构件这一媒质的振动,使小部分声能被透射传播到另一空间去,这种传播方式一般称为空气传声。
 
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