声学常用名词术语
                                                                                  
声学 研究声波的产生、传播、接收和效应的科学。
建筑声学 研究与建筑环境有关的声学问题的科学,它包括厅堂音质与建筑环境噪声控制两大部分,其目的是创造人们听闻要求的声环境。
声波:(1)弹性媒质中传播的压力、应力、质点位移、质点速度等的变化的综合。(2)声源产生振动时,迫使其周围的空气质点往复移动,使空气中产生在      大气压力上附加的交变压力,这一压力波称为声波。
频率 一个简单声音的主调决定于一秒钟的声压从正到负振荡的次数,这个振荡的物理量称为频率,符号为ƒ,单位是周/秒(C/S),国际上称为赫兹(HZ)。频带谱有倍频带和1/3倍频带,(125—4000HZ 63—8000HZ)声波振动的速率,单位是周每秒,或者赫兹(Hz)。(1秒钟内振动的次数成为频率)。
高、中、低频带区分:500 HZ以下为低频;500 HZ—2000为中频;2000 HZ以上为高频。
分贝:(dB)声学计量中一种能的单位,是贝尔的十分之一。
空气声后弦:声源经过空气向四周传播的噪声。
固体声:建筑物中声源经过固体(建筑结构)向四周传播的由机械振动引起的噪声。
隔声:又称传声损失,墙或其它构件一侧的入射声能与另一侧的透射声能相差的分贝数,符号为RR=10.lg.1/τ。
计权隔声量:计权是为了人耳听觉的频率特性,和一般构件的隔声频率特性,能较好地反映构件的隔声效果,是国家《建筑隔声评价标准》GBJ121—88采用的标准,符号为Rw
声桥:在双层或多层隔声结构中两层间的刚性连接物,声能可以振动的形式通过它在两层传播。因此,结构中存在声桥时将降低其隔声能力。
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)在心里上指任何难听的、不谐和的声或干扰。
背景噪声:(1)在发生、检查、测量或记录信号的系统中,与信号存在与否无关的一切噪
声干扰。(2)当噪声测量中被测声源未发声时,其它一切噪声的总和。当背景噪声高于被测声源声级时,则不能测量,应设法降低背景噪声的干扰。
环境噪声:(1)在某一环境下总的噪声,通常是由多个不同位置的声源产生的。(2)在某一环境中将需要听闻的声源除外的其它噪声源产生的噪声级总和。
A声级:用声级计的A计权网络测得的声压级。由于A声级能很好表述人们对噪声感到烦恼的程度,因此广泛用于噪声评价。
背景声级:在某个区域内,除了感兴趣的特定声源以外所有声音产生的声级。
隔声:材料降低传声的能力。
降噪(NR) :房间隔墙形成的声压级的降低,考虑到声音的透射和接受室内的吸声情况。
倍频程:一种频率划分的标准(ANSI标准S1.6),将频率分成八度音高的带宽,中心频率是1000 Hz的半分或增倍(如250 Hz500 Hz2000 Hz等)在声场测量中,噪声频谱曲线要比A声级和C声级更加常用。
声源:声音来源于振动的物体,辐射声音的振动物体称为声源。
点声源:与测量距离相比尺寸非常小的声源,形成的声波是球面波。
共振:当外界干扰频率与某物体的固有频率吻合时,该物体将产生强烈振动的现象。
房间共振:与房间尺寸有关的使房间在某些特定频率上出现的驻波现象。
声压级(SPLLP:空间某点测得的声压级的分贝值,数学描述为20倍的测量声压与人耳听闻阈声压比值的对数。在自由场中,SPL随声源距离的增大而衰减。
频谱:使用图谱表示的频率与声压级的关系。(表示某种声音 频率成分及其声压级组成情况的图形。任何振动的波形都可以分解为若干单频简谐振动的合成)
波长:声波在传播途径上,两相邻同相位质点之间的距离成为波长。
周期:声源完成一次振动所经历的时间成为周期。
频带:通常在声学测量值中,不是逐个测量声音的频率,而是将声音的频率范围划分成若干个区段,成为频带。
声功率:声源在单位时间内向外辐射的声能。
声强:是衡量声波在传播过程中声音强弱的物理量。声场中某点的声强,指在单位时间内,该点处垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声能。
声压:指介质中声波传播时,介质中的压强相对于无声波时介质静压强的该变量。单位为牛/平方米。
最小最大可听极限:人耳有一定的适应性,常人上限为120dB,经常噪声暴露的人有可能达到135~140dB。下限频率与频率有关。
频率变化的察觉:一般是3%,低频时3Hz
有源噪声控制:使用电声在有限范围内产生原始声波的反相声波以抵消声能的一种技术。
环境声级:在某一点由该区域内所有声源形成的声学。
驻波standing wave 
行波:波在介质中传播时其波形不断向前推进,故称行波。
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。上述两列波叠加后波形并不向前推进,故称驻波。例如,如图所示,一弦线的一端与音叉一臂相连,另一端经支点O并跨过滑轮后与一重物相连。 音叉振动后在弦线上产生一自左向右传播的行波,传到支点O 后发生反射,弦线中产生一自右向左传播的反射波,当弦长接近12波长的整数倍时。两列波叠加后弦线上各点的位移为(设音叉振动规律为uAcosωt uxt)=2Asinxsin ωt )=Axsin(ωt),弦线上每个固定的点均作简谐运动,但不同点的振 幅不同,由x值决定。振幅为零的点称为波节,振幅最大处称为波腹。波节两侧的振动相位相反。相邻两波节或波腹间的距离都是半个波长。在行波中能量随波的传播而不断向前传递,其平均能流密度不为零;但驻波的平均能流密度等于零,能量只能在波节与波腹间来回运行。 
  测量两相邻波节间的距离就可测定波长。各种乐器,包括弦乐器、管乐器和打击乐器,都
是由于产生驻波而发声。为得到最强的驻波, 弦或管内空气柱的长度L必须等于半波长的整数倍,即,k为整数,λ为波长 。因而弦或管中能存在的驻波波长为,相应的振动频率为,υ为波速。k1时,,称为基频,除基频外,还可存在频率为kn1的倍频。
  入射波(推进波)与反射波相互干扰而形成的波形不再推进(仅波腹上、下振动,波节不移动)的波浪,称驻波。驻波多发生在海岸陡壁或直立式水工建筑物前面。紧靠陡壁附近的海水面随时间虽作周期性升降,海水呈往复流动,但并不向前传播,水面基本上是水平的,这就是由于受岸壁的限制使入射波与反射波相互干扰而形成的。波面随时间作周期性的升降,每隔半个波长就有一个波面升降幅度为最大的断面,称为波腹;当波面升降的幅度为0时的断面,称为波节。相邻两波节间的水平距离仍为半个波长,因此驻波的波面包含一系列的波腹和波节,腹节相间,波腹处的波面的高低虽有周期性变化,但此断面的水平位置是固定的,波节的位置也是固定的。这与进行波的波峰、波谷沿水平方向移动的现象正好相反,驻波的形状不传播,故名驻波。当波面处于最高和最低位置时,质点的水平速度为零,波面的升降速度也为零;当波面处于水平位置时,流速的绝对值最大,波面的升降也最快,这是驻波运动独有的特性。
术语、符号
1. 允许噪声级  permitted noise level为保证某区域所需的安静程度而规定的用声级表示的噪声限值。
2. 空气声  air-borne sound声源经过空气向四周传播的声音。
3. 撞击声  impact sound在建筑结构上撞击而引起的噪声。
4. 隔声量    sound reduction index墙或间壁一面的入射声能与另一面的透射声能相差的分贝数。单位dB
5. 计权隔声量(Rwweighted sound reduction index建筑构件在实验室测量所确定的空气声隔声的单值评价量。
6. 计权标准化声压级差(DnT,Wweighted standar-dized level difference房间之间空气声隔声在现场测量所确定的空气声隔声的单值评价量。                   
7. 计权规范化撞击声压级(Ln,w Lpn,wweighted normalized impact sound pressure level楼板撞击声隔声在实验室测量所确定的空气声隔声的单值评价量。                       
8. 计权标准化撞击声压级(L/nT,WL/pnT,Wweighted standardized impact sound level楼板撞击声隔声在现场测量所确定的空气声隔声的单值评价量。                    
9. 频谱修正量(Cspectrum adaptation term (A计权粉红噪声)当声源为粉红噪声频率特性时,因空气声隔声频谱不同而对空气声隔声单值评价量的修正值。单位dB.              
10.谱修正量(Ctrspectrum adaptation term(A计权交通噪声)当声源为交通噪声频率特性时,因空气声隔声频谱不同而对空气声隔声单值评价量的修正值。单位dB.            
11.降噪系数(NRC noise reduction coefficient通过对中心频率在200—250HZ范围内的各1/3倍频带的吸声系数测量值进行计算,所得到材料吸声特性单一值。
一、建筑声学的基本概念
1)声音
     物体的振动产生“声”,振动的传播形成“音”。人们通过听觉器官感受声音,声音是物理现象,不同的声音人们有不同的感受,相同声音的感受也会因人而异。美妙的音乐令人陶醉,清晰激昂的演讲令人鼓舞,但有时侯,邻居传来的音乐声使人难以入睡,他人之间的甜言蜜语也许令人烦恼。建筑声学不同于其他物理声学,主要研究目的在于如何使人们在建筑中获得良好的声音环境,涉及的问题不局限于声音本身,还包括心理感受、建筑学、结构学、材料学甚至体行为学等多方面问题。
    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,这也是生活在喧嚣之中的城市人所追求的净土。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,如果碰巧邻居是一位不通情达理的人,夜深人静时蹦蹦跳跳、高声喧哗,也许更要饱受煎熬了。人们正常讲话的声音大约是60-70dB,大声呼喊可达100dB。在中式餐馆中,往往由于缺乏吸声处理,人声鼎沸,声音将达到70-80dB,有国外研究报道噪声中进餐会影响健康。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。
    人耳听觉非常敏感,正常人能够察觉1dB的声音变化,3dB的差异将感到明显不同。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。人耳有感知声音频率的能力,频率高的声音人们会有“高音”的感觉,频率低的声音人们会有“低音”的感觉,人耳正常的听觉频率范围是20-20KHz。人耳耳道类似一个2-3cm的小管,由于频率共振的原因,在2000-3000Hz的范围内声音被增强,这一频率在语言中的辅音中占主导地位,有利于听清
语言和交流,但人耳最先老化的频率也在这个范围内。一般认为,500Hz以下为低频,500Hz-2000Hz为中频,2000Hz以上为高频。语言的频率范围主要集中在中频。人耳听觉敏感性由于频率的不同有所不同,频率越低或越高时敏感度变差,也就是说,同样大小的声音,中频听起来要比低频和高频的声音响。
2)频率特性
    声音可以分解为若干(甚至无限多)频率分量的合成。为了测量和描述声音频率特性,人们使用频谱。频率的表示方法常用倍频程和1/3倍频程。倍频程的中心频率是31.5631252505001K2K4K8K16KHz十个频率,后一个频率均为前一个频率的两倍,因此被称为倍频程,而且后一个频率的频率带宽也是前一个频率的两倍。在有些更为精细的要求下,将频率更细地划分,形成1/3倍频程,也就是把每个倍频程再划分成三个频带,中心频率是2031.5405063801001251602002503154005006308001K1.25K1.6K2K2.5K3.15K4K5K6.3K8K10K12.5K16K20KHz等三十个频率,后一个频率均为前一个频率的21/3倍。在实际工程中更关心人耳敏感的部分,因此,除进行必要的科学研究以外,大多数情况下考虑的频率范围在100Hz5KHz。如果将声音的频率分量绘制成曲线就形成了频谱。
对于各种建筑声学材料来讲,不同频率条件下声学性能是不同的。有的材料具有良好的高频吸声性能,有的材料具有良好的低频吸声性能,有的材料对某些频率具有良好的吸声性能,不一而同。隔声等其他声学性能也是如此。
3)分贝和A声级
    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。分贝的计算较为复杂,需要具备专业知识才能完成。
    使用分贝描述声音时需要同时给出频率。任何一个声音,不同频率的分贝数可能是不同的。我们可以说在某频率时,声压级是多少,或吸声系数是多少,或隔声量是多少等等。
    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声级是又称A计权声级,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。
C声级又称为线形声级,是将各个频率的声压级直接相加得到的,它反映了声音的总能量,C声级大的声音表明噪声能量大,但听起来不一定响。
4 隔声
   为了保证室内环境的私密性,降低外界声音的影响,房间之间需要隔声。隔声与吸声是完全不同的概念,好的吸声材料不一定是好的隔声材料。声音进入建筑维护结构有三种形式。1)通过孔洞直接进入。2)声波撞击到墙面引起墙体振动而辐射声音。3)物体撞击地面或墙体产生结构振动而辐射声音。前两种方式为空气声传声,第三种方式是撞击声传声。
描述空气声传声隔声性能的指标是隔声量,隔声量的定义是R=10lg1/τ),其中τ是透射声能与入射声能的比,隔声量的单位是dB。隔声量可以粗略地理解为墙体两边声音分贝数的差值,但绝对不是差值这样简单。孔洞的隔声量R=0dB,隔掉99%声能的隔墙的隔声量是20d
B,隔掉99.999%声能的隔墙的隔声量是50dB
    墙体在不同频率下的隔声量一般并不相同,一般规律是高频隔声量好于低频。不同材料的隔声量频率特性曲线很不相同,为了使用单一指标比较不同材料及构造的隔声性能,人们使用计权隔声量RwRw是使用标准评价曲线与墙体隔声量频率特性曲线进行比较得到的,标准评价曲线符合人耳低频不敏感的听觉特性。具体评价方法可参见国标GBJ121-88“建筑隔声评价标准”。
隔墙隔声存在质量定律,即单层墙越重隔声性能越好,单位面积的质量提高一倍,隔声量提高6dB120砖墙的面密度为260kg/m2,隔声量为46-48dB240砖墙的面密度为520kg/m2,隔声量为52-54dB。砖墙墙体过重,结构荷载负担较大,使用黏土砖也不利于耕地保护,因此,轻墙得以广泛使用。为了使轻墙达到良好的隔声性能,需要使用多层墙板内填吸声材料的方法。75龙骨内填玻璃棉的双面双层纸面石膏板墙的面密度只有60kg/m2左右,隔声量可以达到50dB。同样面密度的90厚加气混凝土板墙的隔声量只有36dB。对于住宅隔声,Rw应至少大于45dB,最好大于50dB
     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。撞击声压级反映了人在楼上活动时对楼下房间产生声音的大小。楼板撞击声压级随频率不同而变化,为了使用单一指标比较不同楼板的隔绝撞击声的性能,人们使用计权撞击声压级LpnwLpnw同样使用标准评价曲线与撞击声隔声频率特性曲线进行比较得到的,具体评价方法可参见国标GBJ121-88“建筑隔声评价标准”。
    比较理想的住宅楼板计权撞击声压级应小于65dB。然而,大量使用的普通10cm厚混凝土楼板计权撞击声压级为80-82dB,楼板隔声问题比较严重,住户多有抱怨,谁没有听到楼上的脚步声以及孩子的跑跳声的经历呢?采用浮筑地板的方法可以提高楼板隔声性能,如在结构楼板上铺一层高容重的玻璃棉减振垫层再做40mm厚的混凝土地面,计权撞击声压级可以小于60dB
5)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。在板材和龙骨之间加弹性垫,如弹性金属条或弹性材料垫对纸面石膏板墙隔声有一定的改善量,最多可以提高3dB。此外,轻钢龙骨本身刚度比较小,对两侧板材的声桥
作用要好于矩形截面的木龙骨和石膏龙骨,轻钢龙骨石膏板隔墙墙要比相同构造的木龙骨和石膏龙骨隔墙隔声效果好。
 建筑声学中相关的国家标准
 1GB3096-93《城市区域环境噪声标准》
规定了不同区域环境噪声的上限,指标如下:

    标准规定,城市区域环境噪声的测量位置在居住窗外或厂界外1米处。一般地,室外环境噪声通过打开的窗户传入室内大致比室内低10dB
2GBJ118-88《民用建筑隔声设计规范》                                            
规定了住宅、学校建筑、旅馆建筑、医院建筑等室内噪声允许标准、分户墙空气声隔声标准、楼板撞击声隔声标准。对住宅,标准规定:
室内允许噪声级

空气声隔声标准

撞击声隔声标准

    注:当确有困难时,可允许三级楼板计权标准化撞击声压级小于等于85dB,但在楼板构造上应预留改善的可能条件

3GB50096-1999《住宅设计规范》
    1 住宅的卧室、起居室(厅)内的允许噪声级(A声级)昼间应小于或等于50dB,夜间应小于或等于40dB。分户墙与楼板的空气声计权隔声量应大于或等于40dB。楼板的计权标准化撞击声压级宜小于或等于75dB
    2 住宅的卧室、起居室(厅)宜布置在背向声源的一侧。
    3 电梯不应与卧室、起居室(厅)紧邻布置。凡受条件限制需要紧邻布置时,必须采取隔声减振措施。
4 JGJ37-87《民用建筑设计通则》
1.室内环境要求(隔声)
    1)建筑物各类主要用房的允许噪声级不应大于下表规定。

    2)的计权归一化撞击声压级(Lnw)不应大于75dB
 2.
    1  大板、大模板等整体性较强的建筑物,应对附着于墙体和楼板的传声源部件采取隔振措施。
    2  凡有噪声的振动设备用房不应在主要用房的直接上层或贴邻布置,并对设备和管道采取减振、消声处理。
    3  安静要求较高的房间内设置吊顶时,应将隔墙砌至楼板底面;采用轻质隔墙时,应提高其隔声性能。