聲頻技術(shù)聲學(xué)基礎(chǔ)建筑聲學(xué)第一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五授課內(nèi)容廳堂擴(kuò)聲廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)擴(kuò)聲工程設(shè)計(jì)公共廣播系統(tǒng)會議系統(tǒng)聲頻技術(shù)的發(fā)展第二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五聲頻趣談“聲音”在人們的日常生活中占有重要地位悲痛時——“聲淚俱下”感情充沛動人——“聲情并茂”交朋友不看金錢、不看外表——“聲應(yīng)氣求”（見《周易乾》“同聲相應(yīng)，同氣相求”）若干了壞事，則會受到人們“聲色俱厲”的批評若某人過著“聲色犬馬”的生活就會導(dǎo)致“聲名狼藉”若事情做得好，則“聲譽(yù)鵲起”、“聲威日隆”、“聲名遠(yuǎn)揚(yáng)”第三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)聲學(xué)常識室內(nèi)聲學(xué)（roomacoustics）

廳堂擴(kuò)聲工程設(shè)計(jì)廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟擴(kuò)聲工程需求分析建筑聲學(xué)處理擴(kuò)聲工程計(jì)算第四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)聲學(xué)基礎(chǔ)知識聲波（soundwave）聲壓(soundpressure)、有效聲壓（effectivesoundpressure）聲壓級(soundpressurelevel)（SPL）聲功率(soundpower)聲功率級（soundpowerlevel）聲強(qiáng)（soundintensity，soundenergyfluxdensity）聲強(qiáng)級（soundintensitylevel）第五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——聲學(xué)基礎(chǔ)知識聲波（soundwave）定義：物體的機(jī)械振動在媒質(zhì)中的傳播。振動三要素：振幅＋頻率＋相位波動四要素：頻率，振幅，相位，波長(wavelength)與波速（wavevelocity）聲波的波速是多少？聲波波速公式是什么？波速公式如何得到？第六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——聲學(xué)基礎(chǔ)知識聲波（soundwave）聲波是縱波（longitudinalwave）(Vs.transversewave)聲波總是縱波嗎？第七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五聲壓(soundpressure)概念：聲波傳播時，空氣壓強(qiáng)變化。

變化量＝聲壓表示式：p：聲壓（Pa，即N/m2）P0：測試點(diǎn)靜止時的壓強(qiáng)P：測試點(diǎn)有聲音時壓強(qiáng)廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——聲學(xué)基礎(chǔ)知識第八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——聲學(xué)基礎(chǔ)知識有效聲壓（effectivesoundpressure）T：取平均的時間間隔，在周期聲壓時，T取一個或幾個（正整數(shù)）周期；對非周期性聲壓，T應(yīng)取足夠長，使間隔長度的微小變化不影響測量結(jié)果。一般測量儀器表示的聲壓為有效聲壓。第九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——聲學(xué)基礎(chǔ)知識聲壓級(soundpressurelevel)基準(zhǔn)聲壓：Pr＝2×10－5Pa（0dB）

第十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——聲學(xué)基礎(chǔ)知識表1：常見聲源的聲壓級典型聲源人耳感受聲壓（Pa）聲壓級（dB）汽錘，機(jī)場跑道不能忍受200140春雷，動力工具震耳欲聾20120重型車輛，機(jī)床很響2100車間、樂隊(duì)響2×10-180大聲喊叫一般2×10-260低聲談話輕2×10-340呼吸聲微弱2×10-420

隱約2×10-50第十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五第十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——聲學(xué)基礎(chǔ)知識聲功率(soundpower)概念：單位時間內(nèi)向外輻射的聲能。衡量聲源的發(fā)聲能力聲功率級（soundpowerlevel）基準(zhǔn)聲功率：W0＝10-12W第十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——聲學(xué)基礎(chǔ)知識表2常見聲源的平均發(fā)聲功率聲源耳語交談小提琴輕聲唱大提琴女高音鋼琴管風(fēng)琴小鼓大鼓75人交響樂隊(duì)聲功率W0.01μ10~30μ0.3~17.7μ33μ0.16m1m0.413132570第十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——聲學(xué)基礎(chǔ)知識聲強(qiáng)（soundintensity，soundenergyfluxdensity）概念：某一點(diǎn)的聲強(qiáng)為單位時間內(nèi)通過該點(diǎn)且與聲波傳播方向垂直的單位面積內(nèi)的聲能I聲強(qiáng)級（soundintensitylevel）聲強(qiáng)的上下限相差一萬億倍，度量聲音的強(qiáng)弱不方便，同時，人耳對聲音強(qiáng)弱的分辨能力不與聲強(qiáng)成正比，而是近似地與聲強(qiáng)的對數(shù)值成正比。第十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——聲學(xué)基礎(chǔ)知識表達(dá)式以dB為單位?；鶞?zhǔn)聲強(qiáng)：I0＝10-12W/m2

（0dB）

第十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)室內(nèi)聲學(xué)（roomacoustics）建筑聲學(xué)（architecturalacoustics）室內(nèi)聲場的建立描述室內(nèi)聲場的物理量影響室內(nèi)聲場的因素研究室內(nèi)聲場的方法生理聲學(xué)與心理聲學(xué)電聲學(xué)第十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)建筑聲學(xué)（architecturalacoustics）室內(nèi)聲的組成第十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)建筑聲學(xué)（architecturalacoustics）室內(nèi)聲場(soundfield)的建立第十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)建筑聲學(xué)（architecturalacoustics）室內(nèi)聲場(soundfield)的建立，室內(nèi)聲的組成第二十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)直達(dá)聲（directsound）：聽音處最初到達(dá)的聲波（在自由場（freefield）中，如果不考慮反射聲，聲強(qiáng)按照與距離的平方成反比的規(guī)律衰減。）反射聲（reflectsound）：近次反射聲（早期反射聲）：經(jīng)過幾次反射到達(dá)的聲音，反映空間中聲源、耳朵及墻壁之間的距離關(guān)系多次反射聲（混響聲（reverberationsound）：直達(dá)聲后50ms以外的多次反射聲）第二十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)聲音的干涉與衍射衍射現(xiàn)象：聞其聲不見其人衍射產(chǎn)生條件：物體尺寸與聲波波長的關(guān)系。反饋聲（feedbacksound）：經(jīng)過反射后重新到達(dá)聲源處的聲音。聲吸收（soundabsorption）：當(dāng)聲波經(jīng)過一種介質(zhì)時，聲能被轉(zhuǎn)換為其他能量的一種現(xiàn)象。反饋聲起什么作用？第二十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)吸聲材料（soundabsorptionmaterial）多孔吸聲材料（porousabsorbingmaterial）玻璃棉、礦渣棉、木絲板等，對高頻段的吸收更有效。共振吸聲材料（resonanceabsorbingmaterial）薄板，對低頻段更為有效微穿孔板（空腔吸聲）（microperforateabsorber）：Helmholtz共振腔，窄帶吸收。

第二十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)室內(nèi)聲學(xué)（roomacoustics）建筑聲學(xué)（architecturalacoustics）室內(nèi)聲場的建立描述室內(nèi)聲場的物理量影響室內(nèi)聲場的因素研究室內(nèi)聲場的方法生理聲學(xué)與心理聲學(xué)電聲學(xué)第二十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)描述室內(nèi)聲場的物理量（直達(dá)）聲能密度（soundenergydensity）在某點(diǎn)，一尺度甚小于波長而甚大于分子尺度的小體積中的聲能用這個體積來除所得的商

W：聲源功率。r：聽音點(diǎn)與聲源的距離。V：聲速。第二十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)混響聲能密度s：房間總表面積。α：吸聲系數(shù)（soundabsorptioncoefficient）：入射聲能被材料表面或媒質(zhì)吸收的百分?jǐn)?shù)。W：聲源功率。v：聲速。第二十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)聲能比（acousticratio）第二十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)房間常數(shù)R（roomconstant）：表征一個房間的活躍（live）程度或沉寂（dead）程度，房間常數(shù)越大，房間越沉寂。

S：房間表面積：房間平均吸聲系數(shù)第二十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)混響半徑ReverberationRadius（極限距離）:反射聲與直達(dá)聲聲能相等的地方與聲源的距離。聲能比Ks＝1第二十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)混響時間（ReverberationTime）定義：當(dāng)室內(nèi)聲場達(dá)到穩(wěn)態(tài)，聲源停止發(fā)聲后，聲壓級降低60dB所經(jīng)過的時間稱為混響時間，記作T60或RT，單位是秒（s）。第三十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)計(jì)算混響時間賽賓（Sabine）/伊林（Eyring）/克納森（Knudsen）公式V：房間容積，m：空氣吸收系數(shù)利用聲能密度、平均自由程、定義，可以推導(dǎo)賽賓公式第三十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)說明推導(dǎo)公式的條件：首先，室內(nèi)的聲音是充分?jǐn)U散的，即室內(nèi)任一點(diǎn)的聲音強(qiáng)度一樣，而且在任何方向上的強(qiáng)度也一樣；其次，室內(nèi)聲音按同樣的比例被室內(nèi)各表面吸收，即吸收均勻當(dāng)1時，T60

0，符合實(shí)際情況當(dāng)<<1時，-ln(1-)

，修正公式與賽賓公式一致第三十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)公式適用條件在室內(nèi)總吸聲量較小、混響時間較長的情況下，根據(jù)賽賓公式算出的數(shù)值與實(shí)測值相當(dāng)一致。在室內(nèi)總吸聲量較大、混響時間較短的情況下，計(jì)算值比實(shí)測值要長。在?→1，即聲能幾乎被全部聽收的情況下，混響時間應(yīng)當(dāng)趨近于0，而根據(jù)賽賓公式，此時T60并不趨近于0，與實(shí)際不符。在室內(nèi)表面平均吸聲系數(shù)較小(?<

0.2)時,用賽賓公式與用修正公式可以得到相近的結(jié)果,在室內(nèi)表面的平均吸聲系數(shù)較大(?>0.2)時,只能用修正后的公式計(jì)算室內(nèi)的混響時間。第三十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)混響時間是目前建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)中能定量估算的重要評價指標(biāo)，直接影響廳堂音質(zhì)的效果。在計(jì)算混響時間時，通常要計(jì)算125、250、500、1000、2000和4000Hz六個頻率的值。對于錄音室和播音室有時還應(yīng)追加63Hz和8000Hz的混響時間。第三十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)聲源指向性因數(shù)特定方向的平方聲壓所有方向平均的平方聲壓Q＝1，2，4，8第三十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級Lp ——室內(nèi)某點(diǎn)距聲源為r的聲壓級（dB）Lw ——聲源功率級(dB),W0＝？Q ——聲源指向性因數(shù)r ——座位與聲源的距離

——直達(dá)聲

——反射聲第三十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)其他描述室內(nèi)聲場的參量早期衰減時間（EarlyDelayTime）或早期混響時間（EarlyReverbTime）重心時間(PointofGravityTime)明晰度(Clarity)房間響應(yīng)（RoomResponse）側(cè)向效率（LateralEfficiency）側(cè)向能量因子（LateralEnergyFactor）雙耳聽覺互相關(guān)（IntramuralCross－correlation）

第三十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)室內(nèi)聲學(xué)（roomacoustics）建筑聲學(xué)（architecturalacoustics）室內(nèi)聲場的建立描述室內(nèi)聲場的物理量影響室內(nèi)聲場的因素研究室內(nèi)聲場的方法生理聲學(xué)與心理聲學(xué)電聲學(xué)第三十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)影響室內(nèi)聲場的因素：房間形狀——長方體狀房間尺度——黃金分割比或無理數(shù)比混響時間——房間材料與布置第三十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)房間形狀：聲聚焦聲波被大凹面鏡反射后會聚于一點(diǎn)，這種現(xiàn)象叫做聲聚焦現(xiàn)象:天壇回音壁杰尼西亞的耳朵聲聚焦對擴(kuò)聲有什么影響？第四十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)房間尺度室內(nèi)簡正頻率如同任何一個振動系統(tǒng)一樣，一個房間有其固有頻率，這一系列固定頻率的振動特別容易被激發(fā)。所以，當(dāng)將一個頻率分布均勻的聲源放入房間時，在離聲源相同距離處各頻率的聲壓不會是相同的——對應(yīng)于該房間共振頻率的聲壓將會高得多。如何繪制房間共振頻譜圖？第四十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五廳堂擴(kuò)聲基礎(chǔ)——室內(nèi)聲學(xué)v：聲速，

L，B，H是閉室的長、寬、高，

m，n，r＝0、1、2……（m