建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境聲音的物理特性聲波、聲速、波長聲壓及聲壓級，dB,響度；頻率，Hz,音調；聲壓級疊加；噪聲的聲級和頻譜。人耳的聽覺特性聽覺范圍：0120dB；20

20000Hz；聽覺頻率特性掩蔽效應

建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑聲環境

聲源—傳聲途徑—接收者房間的聲學特性材料和結構的聲學特性：吸聲、隔聲、反射建筑環境中的噪聲及其傳播建筑環境噪聲控制：保證建筑環境的安靜要求室內音質設計：保證聲音信息（語言、音樂）交流的質量建筑與城市物理環境概論---聲環境劇場音質建筑與城市物理環境概論---聲環境AAAAAArchitecturalAcousticsAsanArt

廳堂音質與其說是科學不如說是一門藝術.建筑與城市物理環境概論---聲環境轟動一時的失敗

1960年代，著名美國建筑聲學家白瑞納克（Beranek）有兩件事轟動國際建筑聲學界：

1962年出版了一部巨著：“Music，AcousticsandArchitecture”。以他為聲學顧問的紐約菲哈莫尼音樂廳建成后，其音質很差，成為轟動一時的失敗。建筑與城市物理環境概論---聲環境

現代建筑聲學誕生于1900年前后，100年來進行了大量的科學研究和技術探索，但目前公認的音質最好的音樂廳卻是在現代建筑聲學誕生以前就建成了。建筑與城市物理環境概論---聲環境Schroeder將廳堂音質問題歸結為三個方面：

1）物理方面：給定了形狀和界面材料的房間里，聲波在其間是如何傳播的？

2）心理聲學方面：給定了已知的聲場，人們在其間聽到了什么？

3）美學方面：給定了已知的聲場和可聽的內容的全部信息，人們喜歡什么樣的音質？建筑與城市物理環境概論---聲環境物理方面：幾何聲學20世紀前聲線作圖求反射1898年賽賓提出混響公式1911年Jaeger用幾何聲學的統計方法導出賽賓公式1920~30導出伊林公式基于幾何聲學的計算機模擬波動聲學1900年，剛性界面矩形房間簡正振動及簡正頻率數公式1929~30年，混響由簡正模式的衰變構成1936年，均勻阻尼界面矩形房間的簡正模式及衰變的解1938~39年，馬大猷對簡正頻率數公式的修正和給出均勻阻尼界面矩形房間的混響解有限差分、有限元、邊界元法的計算機求解系統分析1929年，在廳堂內開槍診斷回聲1935年，房間聲頻率傳遞函數提出40年代用電火花作聲源測回聲圖50年代房間聲頻率傳遞函數的研究60年代廳堂脈沖響應數字信號處理：FFT、相關建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境心理聲學方面

1854年，Henry研究了反射聲的“感知極限”：50ms。

1898年，賽賓（Sabine）提出混響時間T1951年，Hass效應1953年，Thiele提出清晰度（definition)D：

50ms前到達的聲能/全部到達的聲能

1962年，Beranek出版《MusicAcousticsandArchitecture》

提出初始延遲間隙(initial-time-delaygap)：第一個反射聲相對于直達聲的延遲時間，與親切感（intimacy）有關；

1967年，Marshall提出側向反射聲對音質的重要性；

1968年，Barron提出空間感的客觀量度S：早期（5~80ms）側向反射聲能/早期（0~80ms）非側向反射聲能

1970年，Jordan提出“早期衰減時間”EDT；

1974年，AbdelAlim提出明晰度（clarity）C,用于音樂的清晰度：

80ms前到達的聲能/80ms后到達的聲能

1976年，Lehmann提出強度指數G作為廳堂中響度的度量接收點接收到的聲能/參考點接受到的聲能（dB表達）

1967~1985，Damaske、Schroeder、Ando等研究雙耳聽聞

1985年，安藤四一（Ando）提出雙耳互相關系數IACC建筑與城市物理環境概論---聲環境音質主觀評價

一個廳堂其音質的客觀參量可以通過聲學測量獲得，但音質優劣的最終評價決定于聽眾的主觀感受。一個公認為音質優異的廳堂，肯定具有最佳的客觀聲學參量；然而一個具備各項最佳（設計取值）客觀聲學參量的廳堂，卻不一定會被公認為是音質優異的大廳。原因在于音質的主觀評價是多種因素綜合評價的結果。首先當然與客觀聲學參量有關，但還與廳堂的視覺效果、舒適程度、所處的環境、演唱（奏）曲目的類別以及評價者的素質、音樂修養、民族、愛好、年齡等諸多因素有關，從而使主觀評價帶有一定的模糊性。因此，采取何種方法能較確切地評價廳堂的音質效果，是聲學設計中的一項尚待解決的課題。

Beranek對廳堂音質評價進行研究，1962年提出了認為是獨立的五個主觀參量：響度、混響感、親切感、溫暖感和環繞感，并提出相對應的客觀量。在對一個廳堂進行評價時，先對于各個指標進行評分，最后加權得到廳堂音質的總分。這一方法的最大問題是加權的根據不足。建筑與城市物理環境概論---聲環境20世紀70年代，德國哥廷根大學、柏林技術大學運用現代心理學的實驗方法和多變量分析中的因子分析方法進行了廳堂音質研究工作。哥廷根大學利用錄制的“干”信號在廳堂中重放，并在廳堂中不同座席上用人工頭進行雙耳錄音。用錄制的信號在消聲室內做聽音試驗，通過成對比較，提出了廳堂音質的三個參量：混響時間（RT），明晰度（C）和雙耳聽聞互相關（IACC）。在聽音試驗中總聲壓級不定，故這些參量中沒有涉及響度。柏林技術大學則采取不同的方法，即聽音材料是柏林愛樂交響樂團在6個廳中的演奏錄音。聽音試驗是通過耳機進行的，并要求聽音者對各個主觀指標評分，經因子分析后得出獨立的參量：響度（強度指數G）、明晰度（C）、低頻混響比（BR）。結果顯示出在40個聽音試驗的人中明顯地分成兩組，一組對響度較敏感，而另一組則對明晰度較敏感。同時還發現混響時間除了對響度有影響外，對音質的關系不敏感，只有在混響時間低于1.7s時才對音質有明顯的影響。建筑與城市物理環境概論---聲環境

安藤四一（Ando）在哥廷根大學通過人工合成聲場模擬廳堂中的聲場，合成聲場中包括直達聲和反射聲，其中反射聲的方向、強度及混響時間是可變的。實驗得出決定音樂廳音質的4個獨立參量：響度、親切感、混響、雙耳互相關IACC。根據這4個參量，安藤提出了相應的音質評分方法，但由于該方法測量時，聲源特性不同和接收點位置稍有偏移，結果影響很大，因此，對應用該方法目前尚有爭議。布朗（M．Barron）組織20個有經驗的音質評價人員，大部分為聲學顧問，對英國的11個廳堂進行了現場評價。評價者在廳內不同的位置聽音，根據問卷調查對各主觀指標作出評價。最后對廳堂總的音質分成7個級別，從“頂級”到“很差”。結果顯示5個音質指標，即明晰度、混響感、環繞感、親切感和響度是相互獨立的，而廳堂音質的總印象與混響、環繞感、親切感的相關性最高。同時，也發現評價人員對于廳堂音質有不同的偏好，一部分傾向于混響感，而另一部分則傾向于親切感。建筑與城市物理環境概論---聲環境1996年Beranek在他的新著《HowTheySound:ConcertandOperaHalls》一書中，總結了廳堂音質過去30年的研究工作及對76個大廳的主觀調查評價和實測數據分析后，提出了7個廳堂音質主觀評價參量及相關的客觀物理量，即響度（G）、混響時間（RT）、明晰度（C）、親切感（ITDG）、空間感（IACCLF）、溫暖感（BR）和舞臺支持（STI），并提出了根據廳堂中實測客觀參量值的音質綜合評價法。運用這套方法對其中37個廳堂進行了評價，按其音質分成三個檔次，其結果與主觀調查符合較好，由此提出了各客觀量的最佳設計值。這種方法，應該說是至今較為全面、可靠性較大的一種主觀評價方法，但測量工作量很大，且有些指標如IACC等能夠測試的單位多，也不夠成熟，難以推廣使用。建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境荷蘭阿姆斯特丹Concertgebouw1888年建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境波士頓交響音樂廳1900年建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境奧地利維也納音樂廳1870年建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境瑞士BaselStadt-Casino1776年建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境柏林Schauspielhaus1821年建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境英國Gadiff,St.David’sHall1982年建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境紐約CarnegieHall

1891建，1986和1989年改建建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境東京HamarikyuAsahiHall1992年建筑與城市物理環境概論---聲環境瑞士蘇黎士GrosserTonhallesaal1895建，1930年改建建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境倫敦皇家節日音樂廳1951年建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境委瑞內拉CaracasAulaMagna1954年建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境斯圖加特Liederhalls,Beethovensaal1956年建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境德國波恩Beethovenhalle1959建，1983年火災后重建建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境柏林交響音樂廳1963年建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境新西蘭ChristchurchTownHall1972年建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境城市噪聲“噪者，擾也，群呼煩擾也”；古希臘，把手工業作坊集中在城外；古羅馬鐵輪子的馬車駛過石板的街道，噪聲使街旁的住戶徹夜難眠。中世紀的英國國王規定不得在夜間鞭打妻子，這不是為了保護婦女，而是因為挨打婦女的叫聲會干擾鄰居。噪省噪源建筑與城市物理環境概論---聲環境1992年聯合國環境保護署(UNEP)發表的報告《環境狀況——拯救我們的星球》，其中關于噪聲污染方面，報告指出，“與10年前相比，噪聲已經成為一個更加嚴重的問題，特別是在許多發展中國家，噪聲污染日趨嚴重。在馬尼拉、曼谷、開羅和許多其他城市，它成為一個主要的環境問題”。經濟合作與發展組織(OECD)的報告《九十年代與噪聲的斗爭》指出，經過長期的努力，在80年代其成員國的“黑色區域”(環境噪聲大于65dB的嚴重干擾區域)沒有增加，但“灰色區域”(環境噪聲在55～65dB之間的中等干擾區域)在大多數成員國情況變糟了。1996年歐洲共同體委員會的《未來噪聲政策》綠皮書指出，如今仍有20%的歐盟人口(約8000萬人)生活在“黑色區域”，而有40%的人口，1億7千萬人生活在“灰色區域”。德國1994年的調查，全國有70%的人受道路交通噪聲的干擾，其中22%的人受到嚴重干擾；有40%的人受到飛機噪聲干擾；受工業噪聲和鐵路噪聲干擾的人也超過25%。建筑與城市物理環境概論---聲環境噪聲污染是四大環境污染（空氣污染、水污染、垃圾、噪聲）之一。二十年世紀末，在發達國家空氣污染、水污染有了很大的改善，而噪聲污染改善不大。噪聲污染將成為二十一世紀環境污染控制的主要問題。世界衛生組織（WHO）認為，噪聲不同程度地影響人的精神狀態；噪聲嚴重影響人們的生活質量；在一定意義上，是一個影響人健康的問題。建筑與城市物理環境概論---聲環境住宅受到室內外各種噪聲的干擾建筑與城市物理環境概論---聲環境城市噪聲環境存在的問題多年來，投訴各種環境污染的人民來信中，對噪聲污染的投訴占第一位，約占來信總數的一半，其中絕大多數是居民對其住室受噪聲干擾的不滿。在各種噪聲干擾中，交通噪聲居首位。一方面,我國交通干道本身噪聲水平高，80％的交通干線道路交通噪聲超過標準限值70dB(A)，并隨著機動車輛的激增，情況更趨嚴重。建筑與城市物理環境概論---聲環境

另一方面,在交通干道兩側蓋住宅，尤其是高層住宅，在全國有很大的普遍性，全國城鎮人口約有16％居住在交通干線兩側。鐵路噪聲、航空噪聲、港口城市和內河航運的船舶噪聲。建筑與城市物理環境概論---聲環境其次是施工噪聲。近年來，我國基建規模很大，全國是個大工地。一處蓋房，四鄰不安，尤其是在一個區域內先后施工、反復施工，影響更為嚴重。因為施工噪聲引起的“擾民”和居民因此對施工現場進行的“民擾”糾紛，一時間成為社會的熱點。建筑與城市物理環境概論---聲環境工業噪聲對住宅干擾，主要在工廠尤其是小型工廠和居住區混雜的區域，這個問題在城市舊街區比較嚴重。此外，居住區內的公用設施如鍋爐房、水泵房、變電站等，以及鄰近住宅的公共建筑中的冷卻塔、通風機、空調機等的噪聲干擾，也相當普遍。社會生活噪聲中，目前集貿市場、流動商販、卡拉OK廳、迪斯科舞廳、街頭秧歌隊等，對居民引起噪聲干擾也很普遍。建筑與城市物理環境概論---聲環境公寓式住宅樓內，住戶間生活噪聲相互干擾，在我國是一個普遍問題。一方面因為電視機、音響設備、家用電器的普及，住宅室內聲級比以往提高，而且難以隔絕的低頻成分增加更多；另一方面輕結構隔墻的推廣使用，使墻體隔聲性能比傳統的粘土磚墻差。建筑與城市物理環境概論---聲環境

和空氣隔聲相比，樓板撞擊聲隔絕問題更嚴重，更具普遍性。電梯、衛生間上下水等設備噪聲也是相互干擾的問題。住宅樓內住戶自己進行室內裝修，一家裝修，全樓受擾。建筑與城市物理環境概論---聲環境噪聲標準建筑與城市物理環境概論---聲環境

大量的調查表明，住宅在開窗的情況下，室外環境噪聲傳入室內，室內外噪聲級大約有10dB之差。把上述兩個表格比較一下，會發現，對于處于0—2類區域中的住宅，若環境噪聲達標，住宅室內噪聲級就滿足要求；但對于3、4類區域，即工業區和交通干線道路兩側，若建有住宅，則盡管環境噪聲達到標準，室內噪聲級也不能滿足標準的要求，除非住宅不開窗。事實正是這樣，在上述兩類區域中建有的住宅，居民普遍抱怨噪聲干擾。建筑與城市物理環境概論---聲環境住宅內部噪聲，主要是多住戶住宅樓內左鄰右舍樓上樓下住戶生活噪聲的相互干擾。對于住宅內部生活噪聲，我國沒有制定限制噪聲水平的法規，但對住宅分戶墻空氣聲隔聲和樓板撞擊聲隔聲性能的要求制定了隔聲標準。（國家標準GBJ118-88）建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境城市聲環境改善的措施和建議

降低城市環境噪聲是改善住宅聲環境的治本之路。城市區域環境聲控制首先是立法和執法；

《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》《城市區域環境噪聲標準》《工業企業廠界噪聲標準》《建筑施工場地噪聲限值》《機場周圍飛機噪聲環境標準》《鐵路兩側邊界噪聲限值標準》《機動車輛允許噪聲》建筑與城市物理環境概論---聲環境調查噪聲和噪聲源現狀，對于超過標準的噪聲污染源要限期治理，對難以治理的固定噪聲源要求停止使用和搬遷。在頒布法規和標準的同時，應廣泛宣傳，嚴格執法；“任何單位和個人都有保護聲環境的義務，并有權對造成環境噪聲污染的單位和個人進行檢舉和控告”；“城市規劃部門在確定建設布局時，應當依據國家聲環境質量標準和民用建筑隔聲設計規范，合理劃定建筑物與交通干線的防噪距離，并提出相應的規劃設計要求”；建筑與城市物理環境概論---聲環境“建設項目可能產生環境噪聲污染的，建設單位必須提出環境影響報告書，規定環境噪聲污染的防治措施，并按照國家規定的程序報環境保護行政主管部門批準”；“建設項目的環境噪聲污染防治設施必須與主體工程同時設計、同時施工、投產使用”；“產生環境噪聲污染的單位，應當采取措施進行治理”。《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》建筑與城市物理環境概論---聲環境城市總體規劃中，應按噪聲等級合理分區；規劃設計住宅小區時，要對環境噪聲和住宅聲環境進行預測，對噪聲干擾進行預評價；考慮防噪措施，并作為住宅區建設項目可行性研究的一個方面，列為必要的基建程序，作為建設項目報批的內容之一。在住宅建成后，環境噪聲是否達到標準，應作為驗收的一個項目；建筑與城市物理環境概論---聲環境城市住宅設計必須嚴格遵照國家頒布的有關住宅噪聲標準和隔聲標準。在工程竣工后列為工程驗收考核的項目；改進我國現有住宅用門窗的隔聲性能，主要是提高加工制作精度，減小門窗縫隙，要把隔聲性能列為門窗重要的質量考核指標，要求生產廠家達到。對于戶門，建議將隔聲要求和防火、防盜要求結合，做成綜合隔聲門；建筑與城市物理環境概論---聲環境改善交通干線兩側的住宅聲環境從居住環境質量來評價是不好的，應設法限制；交通干線兩側完全不蓋住宅是不可能的；住宅平面設計，外墻構件設計考慮對交通噪聲的防護；建筑與城市物理環境概論---聲環境—窗子的隔聲、采光和通風這三方面的功能之間是矛盾的，難以兼顧；雙層窗交錯開啟是一種簡便有效的措施；研制低噪聲消聲通風器，在試點住宅內進行了防噪試驗和夏日關窗用通風器通風的熱舒適測試和住戶反映調查，效果良好。建筑與城市物理環境概論---聲環境交通干道旁居住小區平面布置的三種形式建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境窗隔聲與通風矛盾的解決建筑與城市物理環境概論---聲環境深圳金海灣住宅采用的交錯開啟雙層窗建筑與城市物理環境概論---聲環境降低交通噪聲對沿路住宅干擾的另一個方法是在路邊設置聲屏障。但根據我國目前的情況，對于聲屏障必須慎用，必須認真做好可行性研究和實際降噪效果預測工作。建筑與城市物理環境概論---聲環境聲屏障的隔聲效果主要去決于屏障的高度、聲源（車輛）距屏障的距離、受聲點（住戶）距屏障的距離和高度，即由這幾個因素確定的聲波繞射路徑與無屏障時直線傳播路徑的“聲程差”。所以，聲屏障的隔聲效果是設計結果，而不是聲屏障的產品性能。當前迫切需要的是制定有關標準，以規范聲屏障實際降噪效果的測試和評價，并進而規范聲屏障的設計。建筑與城市物理環境概論---聲環境聲屏障的降噪量與聲程差

=a+bd有關聲屏障的降噪量取決于“聲程差”（a+b–d）建筑與城市物理環境概論---聲環境建筑與城市物理環境概論---聲環境綠化降噪綠化的降噪效果與樹種搭配、種植方式、季節和綠帶寬度等有關。單一的喬木林，噪聲衰減大約為1dB/10m；由喬、灌、草搭配的郁閉度大的綠化帶噪聲衰減可以達到2~3dB/10m。建筑與城市物理環境概論---聲環境住宅的分戶墻隔聲

隔聲是隔墻的重要的功能要求，設計者和建造者必需重視。

墻越厚重、越密實，隔聲越好。不能犧牲墻的隔聲性能，追求墻體重量的減輕；采用輕質墻體材料和結構，隔聲量普遍低于40dB，不能用作分戶墻。建筑與城市物理環境概論---聲環境

住宅設計時，建筑設計應和結構設計協調，使分戶墻正好也是承重墻。如果分戶墻不可避免地要使用輕質填充墻，則需要采用雙層墻或復合結構，保證隔聲性能滿足