一、 聲學術語
分貝:分貝對於非專業人員來講是最難理解的,然而對於專業人士來講分貝又是再熟悉不過了。分貝(dB)是以美國電話發明家貝爾命名的,因為貝的單位太大 因此採用分貝,代表1/10貝 分貝的概念比較特別,它的運算不是線性比例的,而是對數比例的,例如兩個音箱分別發出60dB的聲音,合在一起並不是120dB,而是63dB。如果某種吸聲材料吸收了80%的聲能,聲音降低了不是0.8dB也不是80dB而是10lg(1-0.8)=7dB。如果某種隔牆隔聲量為50dB,那麼透過去的聲音為0.00001
頻率:聲的源頭是振動,振動就有頻率(符號f),即每秒種振動的次數,單位是赫茲(Hz)人耳不是所有的頻率的聲音都能聽的到,只有振動頻率為20Hz(一說16Hz)~20000 Hz的聲音,人耳才能有聲覺。20 Hz以下為次聲,20000Hz以上為超聲,低於20 Hz和高於20000 Hz的聲音人耳不會有聲的感覺,人耳最敏感的頻率在100~3150 Hz。在建築聲學中,一般把200~300 Hz或以下的聲音稱為低頻聲,500~1000 Hz的聲稱為中頻聲,2000~4000 Hz或以上的聲稱為高頻聲
A聲級:A聲級的概念會使普通人感到迷惑。聲級是將各個頻率的聲音計權相加(不是簡單的算術相加)得到的聲音大小,A聲級是各個頻率的聲音通過A計權網絡后再相加得到的大小,A聲級反映了人耳對低頻和高頻不敏感的聽覺特性例如,如果100Hz的聲壓級為80dB,在計算A聲級時,將按計權減去50.5dB,即按29.5dB來計算;而1KHz的聲壓級為80dB,計權值為0dB,即仍按80dB計算。A聲級的目的在於,A聲級越大,則表明聲音聽起來越響。A聲級分貝通常計為dBA。許多與噪聲有關的國家規範都是按A聲級作為指標的
混響: 室內聲源停止發聲后,由於房間邊界面或其中障礙物使聲波多次反射或散射而產生聲音延續的現象。混響可以使室內的聲音增加15dB,同時會降低語言清晰度。對於音樂演奏的空間,如音樂廳、劇場等,需要混響效果使樂曲更加舒緩而愉悅。對於語言使用的空間,如電影院、教室、禮堂、錄音室等需要減少混響使講話更加清晰。因此,不同使用要求的房間需要不同的混響效果
聲橋:板材直接固定在龍骨上時,受聲一側板的振動會通過龍骨傳到另一側板,這種象橋一樣傳遞聲能的現象被稱為聲橋。聲橋越多、接觸面積越大、剛性連接越強,聲橋現象越嚴重,隔聲效果越差。在做隔聲處理是,在剛性接觸的地方最好使用軟性高阻尼材料來阻斷聲橋的產生
撞擊聲:由於撞擊固體而在室內引起的一種噪聲。描述撞擊聲傳聲隔聲性能的指標是撞擊聲壓級,它不同於空氣聲隔聲量所表達的”隔掉聲音的分貝數”,而是表示在使用標準打擊器(一種能夠產生標準撞擊能量的設備)撞擊樓板時,樓下聲音的大小。撞擊聲壓級越大表示樓板撞擊聲傳聲隔聲能力越差,反之越好。一般的認為,在樓板計權撞擊聲級低於65dB時,除了敲打、蹦跳外,一般的聲音都聽不到,當計權撞擊聲級在75dB~85dB時,能夠聽到腳步聲、拖桌椅聲、孩子跳跑感覺強烈,敲打聲則更難以忍受
吸聲 :聲音進入多孔材料或引起可彎曲變形的板振動后,聲能轉化為熱能的效應吸聲是聲波撞擊到材料表面后能量損失的現象,吸聲可以降低室內聲壓級描述吸聲的指標是吸聲係數a,代表被吸收的聲能與入射聲能的比值。理論上如果某種材料完全反射聲音,那麼它的a=0;如果某種材料將入射聲能全部吸收,那麼它的a=1。事實上,所有材料的a介於0和1之間,也就是不可能全部反射,也不可能全部吸收聲波在空氣中傳播與空氣質點因振動摩擦使聲能轉化為熱能,引起的聲波隨傳播距離增加逐漸衰減的現象,稱為空氣吸收;當聲波入射多孔吸聲材料時由於空氣的粘滯阻力,空氣與孔壁的振動摩擦,使相當一部分聲能轉化成熱能而被吸收,稱為材料吸聲。任何材料對入射聲能或多或少都有一些吸聲能力,平均吸聲係數超過0.4的材料才稱為吸聲材料。多孔吸聲材料吸聲頻率的特性是:中高頻吸聲係數較大,低頻吸聲係數較小
隔聲:材料降低傳聲的能力。建築物受到外部聲場的作用或受撞擊而發生振動時,聲音就會透過圍護結構傳進來,這叫”傳聲”。由於圍護結構的作用,傳進來的聲能總是有所減少,作用的大小取決於圍護結構的隔聲性能。隔絕外部空間聲場的聲能,稱為”空氣聲隔絕”;使撞擊能量輻射的聲能有所減少,稱為”固體聲或撞擊聲隔絕”。這和”隔振”的概念不同,前者是指到達接受者的空氣聲,後者是指接受者感受到的固體振動。採取隔振措施可減少振動源或撞擊源對圍護結構(如樓板)的影響,降低撞擊聲本身的聲級
噪聲:噪聲有兩種意義:
① 在物理上指不規則的、間歇的或隨機的聲振動。② 在心理上指任何人們不希望聽到的聲音。聲音的產生是物理現象,而噪聲是人們對聲音的一種主觀感受和心理感受。因此,凡是人們不希望聽到的任何聲音,即對生活、工作和學習有干擾的聲音,統稱””噪聲”
質量定律:對於隔牆隔聲存在一個普遍的規律,即材料越重(面密度越大)隔聲效果越好。對於單層密緻勻實牆,面密度每增加一倍,隔聲量在理論上增加6dB,這種規律即為質量定律
共振頻率:任何隔牆都存在固有的共振頻率, 當聲波的頻率和牆的共振頻率一致時,牆體整體產生共振,該頻率的隔聲量將大大下降
吻合效應:聲波接觸牆板后,牆板除了垂直方向的受迫振動以外,還有沿着板面方向的受迫彎曲振動。在某個特定頻率以上,受迫彎曲振動將和板固有的自由彎曲振動發吻合,這時板就非常順從地跟隨入射聲彎曲,造成聲能大量地透射到另一側去,形成隔聲量的低谷,這種現象被稱作吻合效應
掩蔽效應:人耳存在掩蔽效應,當一個聲音高於另一個聲音10dB時,較小的聲音因掩蔽而難於被聽到和理解,由於掩蔽效應,在90-100dB的環境中,即使近距離講話也會聽不清
二、吸聲與隔聲的區別
吸聲,對同一個空間,改變室內聲場的特性。吸聲的主要作用是吸收室內的混響聲;吸聲材料是以多孔、疏散的材質,隔聲則是以密質為主的;
隔聲,相對兩個空間的,隔聲的主要作用就是隔斷聲音從一個空間到另一個空間,防止噪聲的干擾。隔聲材料材質的具體要求是:密實無孔隙、有較大的重量。
一般在進行降噪處理時都是吸、隔聲相結合來治理,即運用隔聲隔斷外來的噪聲及室內噪聲傳於外面,再用吸聲調解室內的混響聲
三、常見聲音分貝數
人耳的聽覺下限是0dB,低於15dB的環境是極為安靜的環境,安靜的會使人不知所措。鄉村的夜晚大多是25-30dB,除了細心才能夠體會到的流水、風、小動物等自然聲音以外,其他感覺一片寧靜。城市的夜晚會因區域不同而有所不同。較為安靜區域的室內一般在30-35dB,如果你住在繁華的鬧市區或是交通幹線附近,將不得不忍受40-50dB(甚至更高)的噪聲。人們正常講話的聲音大約是60-70dB,大聲呼喊可達100dB。人耳的聽覺上限一般是120dB,超過120dB的聲音會造成聽覺器官的損傷,140dB的聲音會使人失去聽覺。高分貝喇叭、重型機械、噴氣飛機引擎等都能夠產生超過120dB的聲音。
四、圍護結構聲音傳播途徑
聲音通過圍護結構的傳播,按傳播規律分為兩種途徑。一種是振動直接撞擊圍護結構,並使其成為聲源,通過圍護結構作為媒質,使振動沿着固體構件而傳播,這種傳播方式,一般稱為固體傳聲或結構傳聲。聲音在固體媒質中的傳播比在空氣中的傳播衰減的慢,傳播的遠,速度也更快。另一種是空氣中的聲源發聲后,激發周圍的空氣振動,以空氣為媒質,形成聲波,傳播至構件(大部分被反射),並激發構件這一媒質的振動,使小部分聲能被透射傳播到另一空間去,這種傳播方式一般稱為空氣傳聲