建筑物理室内声环境解析
建筑物理《室内音质设计》
对于要求有良好听闻条件的房间，建筑 设计主要可以通过空间的体形、尺度、材 料和构造的设计与布置，来利用、限制或 消除上述若干声学现象，为获得优良的室 内音质创造条件。在综合考虑各种有利于 室内音质因素时，应力求取得与建筑造型 和艺术处理效果的统一。
有音质要求的厅堂，可以粗略地归纳 为3类：供语言通信用，供音乐演奏用以及 多用途厅堂。因为供语言通信用的厅堂与 供音乐演奏用的厅堂有不同的要求，所以 需要对他们分别地加以讨论。
建筑物理《室内音质设计》
（４）演奏台应有良好的声扩散，并为乐师们提供 相互听闻的条件。
体形： 对容量小于1000座的音乐厅，可以沿用传统 的“鞋盒”式形体，但应特别注意平行墙间引 起的颤动回声，也可采用扇形平面。 对大容量音乐厅，特别当容量超过1500座， 就必须建立新的、适合大容量音乐厅的形式。 有多边形（墨西哥大学音乐厅）、三角形（挪 威的奥斯陆音乐厅）、圆形（加拿大的汤姆森 音乐厅）、椭圆形（新西兰的克雷斯特彻奇音 乐厅）、六角形英国的加的夫音乐厅）。
建筑物理《室内音质设计》
无楼座听厅堂：在１２５——４０００ Ｈz覆盖频率范围内，
ΔＰ≤6dB 有楼座听厅堂：在１２５——４０００ Ｈz覆盖频率范围内，
ΔＰ≤８dB 5、频率响应：为在听众席上某一位置上接
收到的各频率声压级的均衡程度，关系到 听闻的纯真度。
建筑物理《室内音质设计》
一般厅堂建筑的频率范围为125— 4000Hz，音乐建筑的频率范围通常要扩 展两个倍频，即为63—8000Hz。频率响 应的指标F1为63—8000Hz的覆盖频率范 围内各频率的声压级差，要求F1≤10dB。 可通过实时分析仪测定图形直接求得。 6、早期反射声和声能比（明晰度）
建筑资料建筑中的声音与环境设计
建筑资料建筑中的声音与环境设计建筑是一个复杂的系统，不仅仅包括外观和结构，还包括内部的声音环境。
在建筑设计中，声音和环境的考虑是非常重要的因素。
本文将探讨建筑中的声音与环境设计的相关问题。
1. 建筑中的声音问题声音是建筑中一个不可忽视的因素，它可以影响人们的舒适感和健康。
建筑中常见的声音问题包括噪音传播、回声、共振等。
（1）噪音传播噪音来自于多种来源，比如交通噪音、机械噪音和人声等。
建筑物周围的噪音会通过墙体、窗户等途径传入室内空间，干扰人们的工作和生活。
为了减少噪音传播，可以采用隔音材料和结构设计，如安装隔音窗、切断声音传递的结构等。
（2）回声回声是由于声波在空间中反射产生的。
回声会导致声音的重叠和模糊，影响语音的理解和音乐的欣赏。
为了减少回声，可以采用吸声材料和表面处理，如在墙面和天花板上安装吸音板，避免大面积的光滑表面等。
（3）共振共振是指建筑结构或材料在特定频率下的振动。
共振会导致声音的放大和失真，产生噪音。
为了避免共振，可以选择合适的材料和结构设计，如使用阻尼材料减少共振反应，确保结构的稳定性。
2. 建筑中的环境设计环境设计是为了提供一个舒适、健康的室内环境，考虑到室内温度、湿度、光照、空气质量等因素。
在声音与环境设计中，有几个关键的方面需要考虑。
（1）声学设计声学设计是为了控制建筑内声音的传播和回声。
通过合理的声学设计，可以保证室内声音的清晰度和声学性能。
这包括选择合适的材料和结构、设计合理的声学分隔和吸声措施等。
（2）通风系统设计通风系统设计是为了提供新鲜空气和控制室内温度、湿度的。
在声音与环境设计中，通风系统应考虑噪音控制，避免噪音干扰人们的活动和休息。
（3）光照设计光照设计是为了提供适当的照明条件和光线分布。
在声音与环境设计中，光照设计可以帮助控制室内声音的反射和回声，提供更好的声学环境。
3. 案例分析为了更好地理解建筑中的声音与环境设计，以下是一个案例分析：某办公楼设计采用了隔音墙体和窗户，以减少外部噪音的传播。
建筑物理声学分析解析
计算式为：
fnx ,ny,nz2 c L nxx2L nyy2L nzz2
其中： fnx,ny,nz—简正频率（Hz） Lx，Ly，Lz——分别为房间的3 个边
长 C——为空气中的声速
nx，ny, nz——分别为任意正整数
选择nx，ny, nz为一组不全为零的非负整 数，就为一种振动方式。
5、声音的吸收
在声音的传播过程中，由于振动 质点的摩擦，将一部分声能转化成热 能，称为声吸收。在考虑远距离声传 播时，需考虑声吸收的影响。
声波投射到建筑材料和构件时引 起声吸收，吸收量的大小取决于材料 的有关特性和表面有关状况和构造等。
材料的吸声效率是用材 料对某一频率声音的吸 收系数来衡量的。
当声音达到稳态时，若声源突然停止 发声，室内接收点上的声音并不会立即消 失，而要有一个过程。首先直达声消失， 反射声则将继续下去；每反射一次，声能 被吸收一部分。因此，室内声能密度将逐 渐减弱，直至完全消失。把这一衰减过程 称为“混响过程”或简称混响。
（2）混响时间
混响可能影响人的听觉清晰度，也可 能使声音听起来更丰富。
五、人耳和听觉特性
１、音频、音调和音色
频率、音调和音色是声音的三要素，也 是声音的重要属性。
（1）频率：质点每秒钟振动的次数（Hz） 人耳对声音的反应范围是20～20000Hz 。 在建筑声环境中，下面的频率具有代表 性：
125，250，500，1000，2000， 4000Hz
对于音乐厅和音乐录音棚则需在标准频率 的下限和上限各延伸一个倍频，即增加 63Hz和8000Hz。
Ｃ、哈斯效应——回声感
当声源传来的声音和以一次反射回来
建筑物理性能与室内环境控制
建筑物理性能与室内环境控制一、建筑物理性能建筑物理性能是指建筑物在自然力和人类活动作用下的各种物理特性和效应。
建筑物理性能直接影响着建筑的安全、舒适、节能等方面。
1.热传递性能建筑物是密闭的，内外温度差异大，需要通过其外围结构的导热传递来平衡室内温度。
热传递性能常用指标是热传导系数和热阻值。
对于节能建筑，应尽可能降低热传导系数，提高热阻值。
2.光照性能建筑内部的光照效果与建筑外立面的透光性有关，常用指标是透光率和日照系数。
建筑的透光性应控制在适宜的范围内，既兼顾视觉舒适性，又能避免过度照射带来的热负荷。
3.声音传播性能建筑物内部的声学环境受建筑外部噪声、建筑内部声源等多种因素的影响，常用指标是声隔减系数和吸声系数。
对于公共建筑，应注意减少室内噪声污染，提高声学舒适度。
二、室内环境控制室内环境控制是指创造适宜的室内环境条件，保证室内空气质量、温度、湿度、光照等参数处于舒适水平，并达到节能效果。
1.空气质量控制空气中的尘粒、细菌等微粒物质会对人体健康产生影响，通风换气是维持室内空气质量的主要手段。
除此之外，还可以通过空气清洁设备、空气净化植物等方式改善室内空气质量。
2.温度控制温度是影响室内环境舒适度的重要因素，良好的温度控制可以提高居住和工作的舒适度，减少能耗。
通过夏季降温、冬季保温、居住空间布局合理、通风与空调系统等方式，实现对室内温度的控制。
3.湿度控制室内湿度影响着人体的呼吸、皮肤、心情等多个方面，过度干燥或潮湿都是不利于健康和舒适的。
通过合理通风、空气净化、加湿、除湿等方式，控制室内湿度，提高居住和工作的舒适度。
4.光照控制良好的室内光照可以提高居住和工作的舒适度、提高视觉效果、调节人体生物钟等。
通过合理的阳光遮挡、采用适宜的灯具、控制窗帘等方式，控制室内光照效果。
总结建筑物理性能和室内环境控制在现代建筑设计中占据着重要的地位。
建筑物理性能的好坏直接影响着建筑的安全、舒适、节能等方面，室内环境控制可以提高居住和工作的舒适度、保护人体健康。
高层建筑室内外声环境评价与分析
高层建筑室内外声环境评价与分析摘要：随着高层建筑的不断发展和人们生活质量的提高，人们对建筑环境的要求越来越高。
声环境是建筑环境的组成部分，人们为了更好的工作和学习，需要良好的建筑环境。
随着城市化进程的加快，噪声污染越来越困扰人们的生活。
因此，加强对室内外声环境的评价和分析，对高层建筑环境进行控制，为人们的生活和学习创造良好的条件具有重要的现实意义。
文章主要围绕声环境的相关问题进行了探讨分析，希望能够引起人们对提高高层建筑质量的进一步关注，能够为人们的生活与学习创造更好的环境。
关键词：高层建筑室内外声环境测量评价控制方法一、引言随着建筑技术的发展进步以及城市化进程的加快，高层建筑的数量不断增多。
但是，在城市化进程中，噪声污染是比较突出的环境问题，它严重干扰了人们正常的生活和学习。
因此，在高层建筑不断发展、数量不断增多的情况下，加强对声环境的评价与分析，并针对出现的问题采取行之有效的措施具有重要的现实意义。
二、高层建筑室内外声环境概述1、高层建筑声环境的相关概念。
声环境属于环境物理的范畴，它是通过人耳所感知周围的声音状况，在一般情况下，只要是人耳所能够听到的声音都属于声环境的范围。
在高层建筑中创造良好的声环境主要是防止人们受到不正常的干扰，为人们的生活与学习创造良好的条件。
高层建筑声环境由两部分组成，包括室内声环境和室外声环境。
为了给人们创造良好的生活学习环境，防止噪声污染，就有必要控制室外噪声污染，切断室外噪声传播途径，同时了解它的传播规律。
2、高层建筑声环境的评价指标和评价标准。
高层建筑声环境的评价包括室内声环境的评价和室外声环境的评价，声环境评价是环境影响评价的组成部分。
我国声环境的评价标准主要是为了评价建筑物所处的环境而制定的，既包括低层建筑物，又包括高层建筑物，由于室内室外所受到的环境影响不同，评价指标也不尽相同。
常用的室外声环境的评价指标包括A声级、等效连续声级、昼夜等效声级、积累分布声级；而常用的室内声环境的评价指标包括A声级、等效连续声级。
环境科学概论5.建筑声环境解析
4、自由场：无反射无吸收的理想声场。 5、室内声场：声波在一个被界面围团的空间中传播时， 受到各个界面的反射与吸收，此时形成的声场为室内 声场。 室内声场比无反射的自由场复杂。
3、 双耳听闻效应(方位感) 同一声源发出的声音传到两只耳朵时，由于到达双 耳的声波之间存在一定的时间差、强度差、位相差， 使听者能够辨别声音的方向。双耳辨别方向的能力 称方位感。 应用：弱化掩蔽声声源的方位感，来控制噪声。
日本办公楼噪声干扰感觉的调查 打电话声 打电话声 谈话声 电话铃声 空调声
噪声对生活工作的影响 实验发现：开始影响人的噪 声级为40－45dBA
80 70 60 50 40 30 20 10 0
很干扰百分数/%
对人体功能的影响： 新建筑物理 FIG3.1-2830
20 30 40 50 60 70 80 90 等效声压级/dBA
记忆力衰退、反应迟钝等 对健康的影响： 神经衰弱、消化不良、心脏 病、高血压、动脉硬化等心 血管疾病。
3、 噪声的危害 长期工作环境 ＞90dB
正常听力→听觉疲劳→噪声性耳聋→轻度耳聋→重度耳聋→职业耳聋
听力损失
10dB
25dB
30dB
60dB
80dB
使听阈上升
500/1000/2000Hz三个 频率下的平均听力损失 句子可懂度下降13%； 句子+单音节词混合可 懂度下降38%。
噪声对听觉器官的损害
中频噪声： 350～1000Hz——高压风机等
高频噪声： ＞1000Hz ——锯子等
2、室内噪声来源
11% 23%
主要噪声
交通噪声 工业噪声
11%
51%
4%
施工噪声 社会生活噪声 其他
建筑物理室内声环境分析
αAαAαAαA
4000 αA
1 观众、坐席 观众+过道 55 0.54 29 0.66 36 0.75 41 0.85 46 0.83 45 0.75 41
0
7
3
3
8
7
3
2
吊顶
FC板吊顶 90 0.2 18 0.07 63 0.05 45 0.05 45 0.06 54 0.07 63
0
0
3
墙面
三夹板后空50 15 0.21 32 0.73 11 0.21 32 0.19 29 0.08 12 0.12 18
0
0
4
墙面
穿孔石膏板 10 0.17 17 0.48 48 0.92 92 0.75 75 0.31 31 0.13 13
0
5
墙面
水泥抹灰 37 0.02 7.5 0.02 7.5 0.02 7.5 0.03 11 0.03 11 0.03 11
6
6 走道、乐池
混凝土
24 0.02 4.8 0.02 4.8 0.02 4.8 0.03 7.2 0.03 7.2 0.03 7.2 0
的程度。 通常认为它的含义： 余音悠扬（或称活跃）：无跳跃、间断感；
（连续且中、高频丰富） 坚实饱满（或称亲切）：不单调、充实、清晰；
（基频纯、泛音丰富） 音色浑厚（或称温暖）：基频纯、泛音丰富且均衡
（低频丰富，低、中、高频适度平衡）
建筑物理室内声环境分析
4、无回声和颤动回声。 5、低噪声。 二、客观声学指标： 1、混响时间： 2、脉冲响应： 3、声扩散值：d（%） 4、声场不均匀度： 5、频率不均匀度：F 6、允许噪声级：
建筑物理室内声环境分析
2建筑物理-室内声环境
从上表计算可知，某些方式的共振频率相同，如（1,0,0）、 （0,1,0）、（0,0,1）几种方式的共振频率均为24Hz，即发生了 简并现象。
简并现象——某些振动方式的共振频率相同时，就会出现共 振频率的重叠现象，称为简并。
在出现简并的共振频率上，那些与共振频率相当的声音会被 加强，造成频率畸变，使人们感到声音失真，产生声染色。尤其 在矩形的小房间中，低频段最容易引起简并现象。
（三）室内声音的增长、稳态和衰减
当声源在室内辐射声能时，声线遇到界面，就有部分声能被 吸收，部分被反射。反射的声能继续传播，将再次乃至多次被吸 收和反射，就在空间形成了一定的声能密度。因此，从能量的角 度，我们还要考虑室内声源开始发声、持续发声、停止发声等情 况下声音的形成和消失的过程。
第二节 混响时间及其计算
LpLw1l0gr11—— 距离增加1倍，声压级减少3dB。
3、面声源——平面波 传播过程中波阵面保持不变，所以声能无衰减，声压级不变。
二、室内声场中声音的传播与特点
与室外情况很不同，声波在室内会形成“复杂 声场”。这时，室内声场将要受到封闭空间的体积、形状及 各个界面的结构、材料等性质的影响，其主要特点是：
驻波的形成
图中竖线处，均是始终不 振动的点，声压为零，称为波 节；两波节间的中点处，有固 定的压力起伏，振幅达到最大， 称为波腹。
一维情况下，相距为L的两 平行墙面之间产生驻波的条件 是：
L n (n 1,2,3 ) 2
则共振频率为： f nc
2L
矩形房间中，在声波作用下，也会产生一维、二维、三维空 间上的驻波，或称简正振动，简正波。简正频率计算为：
克服简并现象的措施： 1）改变房间的尺寸、比例和形状。房间长、宽、高的比值 尽量选择为无理数，可有效地避免共振频率的简并。 2）房间墙面或顶面做成不规则形状。 3）布置声扩散构件； 4）不规则的布置吸声材料。
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建筑物理室内声环境解析
多功能大厅：（视其主要用途或采用可调容积而定）
二、确定合适的混响时间：
V：房间容积，m3； S：室内总表面积，m2； α：平均吸收系数； 4m：空气吸收系数。 因此T60与室内各表面，人、家具有关。 一般以自然声为主的厅堂
：宽度不宜超过30米 ：长度不宜超过40米 ：高度一般控制在13-15米之间
音质评价标准： 房间音质的好坏最终要看是否满足使用者的
听 闻要求？
对于语言和音乐，人的听闻要求不尽相同。 因此有时不得不采取折衷折中方案。
1、主观听闻要求；
2、客观声学技术指标。
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一、主观听闻要求
1、合适的响度； 实验指出：对语言，合适的响度级：60~70方。 对音乐，合适的响度级：50~85方。
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不用扩声系统时厅堂最大允许容积的参考值
声源种类 讲演、会议 戏剧、对白 独奏（唱）、多重奏、小合唱
室内乐、合唱 歌剧、交响乐
最大允许容积 2000 m3 5000 m3 8000 m3
10000 m3 20000 m3
建筑物理室内声环境解析
各类厅堂每座容积建议值
厅堂类别和用途
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b、钟形：音质、视线均有较好效果，中、小型观 众厅常采用。
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c、扇形：侧墙面与中轴线水平夹角φ≤10度时，音 质良好。当22.5＞φ＞10度时，声能反射区小， 且不均匀。一般φ≯22.5，各排座位有较好的水平 视角。在同样条件下，较其它类型能安排更多的 座位。适于大、中型观众厅。
建筑物理室内声环境解析
具体体现：平、剖形式，室内各界面的尺寸和形式， 室内装饰及构造。
1、充分利用直达声 （1）、减少直达声传播距离并注意声源的方向性
建筑物理室内声环境解析
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（2）、避免直达声被遮挡和被观众掠射吸收
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2、争取和控制早期反射声 把直达声到达后50ms以内到达的反射声称
为早期反射声。 使所有观众都能获得丰富的早期反射声
（尤其是侧向）是良好音质的必备条件之一。 对于矩形房间：
建筑物理室内声环境解析
对于矩形房间：
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（1）平面形式与声场分布。 a、矩形：体型简单，声能分布较均匀，一次反射
声能空白区小。由于声能交叉反射，有利于丰满 度。但是当宽度大于30米时，前部将产生大于 50毫秒的反射声，形成干扰。一般适于中、小型 观众厅。
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1、混响时间：“必要不充分” 定义：声源发声，声场达到稳态后，声源
突然停止发声，声音衰减 60 dB 所经历的时间。
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2、脉冲响应：
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3、声扩散值：d（%） d = 1 – m / m0
m ：厅内实测扩散值， m0：自由声场扩散值。
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第三节
建筑物理室内声环境解析
体型设计：直达声、前次反射声的控制和 利用，声吸收和扩散、防止声学缺陷。 1、充分利用直达声。
2、争取和控制早期反射声，使其具有合理的时间 和空间分布。
3、适当的扩散处理，使声场达到一定的扩散程度。
4、防止出现声学缺陷，如回声、多重回声、声聚 焦、声影及小空间可能出现的低频染色现象。
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6、允许噪声级 dB （A）和噪声评价曲线
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建筑物理室内声环境解析
第二节
建筑物理室内声环境解析
室内音质设计首先应根据建筑功能和声学 要求来确定房间的容积。
房间容积 ~ 音质效果； ~ 艺术造型； ~ 结构体系； ~ 设备； ~ 造价等。
单从建筑声学的角度来确定容积：
一、保证足够的响度； 二、保证合适的混响时间。
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一、保证足够的响度： 人所发出的自然声能是很有限的，声功率
较弱。如果厅堂容积很大，又不注意充分利用， 随着与声源距离的增加，直达声将有较大衰减， 而早期反射声的补强作用毕竟有限。因此对于不 用扩声设备的厅堂，控制有效容积显得尤为重要。
第四章
建筑物理室内声环境解析
目的：创造一个良好的听音环境。
内容：介绍室内音质要求、评价标准、设计方法。
表现形式：通过建筑体型、尺寸、构造及材料等与 建筑各种功能要求、艺术处理有密切关 系。
程序：音质设计贯穿建筑设计、施工全过程。
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音质设计程序
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第一节
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2、高的清晰度和明晰度； 听众正确听到的音节数
音节清晰度=
×100%
测定用的全部音节数
音节清晰度(%) ＜65
65~75
75~85 ＞85
听音感觉
不满意 勉强可以
良好
语言音节清晰度与听音感觉的关系 建筑物理室内声环境解析
优良
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3、足够的丰满度 定义：声源在室内发声与露天发声，在音质上提高
的程度。 通常认为它的含义： 余音悠扬（或称活跃）：无跳跃、间断感；
（连续且中、高频丰富） 坚实饱满（或称亲切）：不单调、充实、清晰；
（基频纯、泛音丰富） 音色浑厚（或称温暖）：基频纯、泛音丰富且均衡
（低频丰富，低、中、高频适度平衡）
建筑物理室内声环境解析
4、无回声和颤动回声。 5、低噪声。 二、客观声学指标： 1、混响时间： 2、脉冲响应： 3、声扩散值：d（%） 4、声场不均匀度： 5、频率不均匀度：F 6、允许噪声级：
m=ΔM / M ΔM：声强平均差值； M ：各方位角的平均声强。
4、声场不均匀度： 各座位间：P – P < 6 max建筑物理室内m声in环境解析 dB 。
5、频率不均匀度 ：F ΣLmax—ΣLmin
F= f2—f1
dB/Hz
∑Lmax，∑Lmin：分别是在 f2-f1 的频率响应图内峰 值和谷值的总合。
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d、六角形：声能分布均匀。视线特点是视角正而 视距较远。适于中、小型观众厅。
每座容积
音乐
交响乐
7.0~10.0 m3/座
室内乐
≯6.0 m3/座
合唱
5.0 m3/座
剧院
话剧
4.0~5.0 m3/座
(伸出式舞台)
6.0~7.5 m3/座
歌剧
5.0~6.0 m3/座
地方戏
4.0 m3/座
电影
普通银幕
3.0~3.5 m3/座
立体声宽银幕
5.5~7.0 m3/座
会议
4.0 m3/座