声学计算公式大全

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，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*10-5N/m2为基准声压，任一声压P的Lp为：听觉下限：p=2*10-5N/m2为0dB能量提高100倍的P=2*10-3N/m2为20dB听觉上限：P=20N/m2为120dB1、声压级Lp取参考声压为Po=2*10-5N/m2为基准声压，任一声压P的Lp为：听觉下限：p=2*10-5N/m2为0dB能量提高100倍的P=2*10-3N/m2为20dB听觉上限：P=20N/m2为120dB2、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。界面全吸收，声能在声音停止后，完全没有任何消声室反射吸收，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125，250，500，1000，2000，4000Hz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ReverberationTime（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、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%50%60%2000400063003.3.4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。在离声源较近处直达声大于扩散声在离声源较远处混响半径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03、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（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-----直达声大于扩散声在离声源较远处-----扩散声大于直达声2、吸声降噪量的计算距声源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。